幾種柔性版油墨干燥特性分析與研究
發(fā)布時(shí)間：2024-05-07 點(diǎn)擊：112
近年來(lái)柔性版印刷領(lǐng)域發(fā)展迅猛，其發(fā)展前景被看好，是未來(lái)包裝印刷領(lǐng)域的主要印刷方式之一。而油墨是印刷過(guò)程中所使用的呈色物質(zhì)，不同類型的油墨由于組成成分及性質(zhì)不同，使得其干燥機(jī)理及對(duì)環(huán)境的影響有所不同，本文主要探討了柔性版印刷中使用的溶劑型油墨、水性油墨及uv油墨的不同干燥方式及表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)缺點(diǎn)。
油墨是由色料、連接料、填充料和助劑混合而成的物質(zhì)。色料為油墨提供顏色；連接料是油墨中的液體成分，是色料和填充料等固體粉末的載體，它將色料和填充料均勻分散其中，使油墨具有適當(dāng)?shù)牧髯冃阅芎透稍镄阅?。同時(shí)它又是一種成膜物質(zhì)，顏料要依靠連結(jié)料的干燥成膜性牢固地附著在承印物表面；填充料在油墨中能起到調(diào)節(jié)油墨的稠度、粘度、粘性、流動(dòng)性和屈服值等墨性，并有調(diào)整油墨濃度的作用；助劑是為了改善油墨的某些性能而加入的輔助材料，如增塑劑、潤(rùn)滑劑、消泡劑等。在油墨的幾種組成成分中，連接料決定著油墨的干燥性和膜層品質(zhì)，下文主要從連接料的角度展開(kāi)闡述。
1.溶劑型油墨
溶劑型油墨的連接料主要是溶劑加樹(shù)脂組成。樹(shù)脂主要是聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酯、酚醛樹(shù)脂、eva樹(shù)脂、pp樹(shù)脂、氯化pp樹(shù)脂等。溶劑有醇類、酯類、苯類、酮類、醚類等有機(jī)溶劑，溶劑型油墨的有機(jī)溶劑占到油墨總量的30%～50%，在噴涂油墨中占到80%左右。其干燥機(jī)理主要是依靠油墨中的溶劑向空間揮發(fā)來(lái)完成干燥，其干燥過(guò)程為：油墨轉(zhuǎn)移到承印物上以后，連結(jié)料中的溶劑向空氣中揮發(fā)，剩余的連結(jié)料（主要是樹(shù)脂）與顏料一起形成固體膜層，固化在承印物表面。
由于溶劑型油墨以溶劑揮發(fā)使樹(shù)脂等凝聚而干燥，具有快固著，迅速干燥的特點(diǎn)，適合于高速印刷，另外由于其油墨中含有大量的有機(jī)溶劑，流動(dòng)性好，表面張力低，附著力強(qiáng)，適應(yīng)于吸收性和非吸收性等承印物的印刷。印刷表面具有很好的流平性與光澤、光亮感，并且具有優(yōu)良的過(guò)網(wǎng)性能，使精細(xì)圖案和細(xì)小文字的印刷成為可能。
溶劑型油墨的缺點(diǎn)在于其干燥過(guò)程中會(huì)揮發(fā)出大量的有機(jī)化合物（簡(jiǎn)稱voc），長(zhǎng)期接觸會(huì)使皮膚干裂，滲入皮膚和血液，會(huì)隨血液危及人的血球及造血功能，被吸入人體會(huì)對(duì)肝、腎造成一定的損傷，工人長(zhǎng)期處于這種環(huán)境工作對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成極大損傷。因此，對(duì)于使用溶劑型油墨印刷的產(chǎn)品需檢驗(yàn)其voc的含量。例如在國(guó)家煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)yc263—2008中，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)化合物主要有十六種物質(zhì)：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、異丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、丙二醇甲醚、4-甲基-2-戊酮、環(huán)己酮。
2.水性油墨
水性油墨的連接料是由水、樹(shù)脂、胺類化合物及其他有機(jī)溶劑組成，樹(shù)脂主要是使用水溶性丙烯酸樹(shù)脂。水性油墨的干燥機(jī)理和過(guò)程和溶劑型油墨是一樣的，只是揮發(fā)的主角由溶劑換成了水，水的揮發(fā)速度直接影響著油墨的干燥速度。
水性油墨的優(yōu)勢(shì)在于其使用的溶劑為水或醇類，明顯的減少了voc的排放，能防止大氣污染，不影響人體健康、不易燃、墨性穩(wěn)定、不腐蝕印刷基材、防止遷色、抗水性強(qiáng)等。它不僅可以降低由靜電和易燃溶劑引起的失火危險(xiǎn)隱患，還可以減少印刷表面殘留的毒性，而且清洗印刷設(shè)備很方便，故特別使用于食品、飲料、藥品等包裝行業(yè)，以及與人身直接接觸的產(chǎn)品如t恤及其他純棉、彈性布料，鞋墊的印花行業(yè)也有相當(dāng)廣泛的用途。它是世界公認(rèn)的環(huán)保材料，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國(guó)食品協(xié)會(huì)認(rèn)可的油墨，因此使用水性油墨的用量也越來(lái)越大。
水性油墨在使用過(guò)程中需控制的指標(biāo)是ph值，其正常的ph值范圍是8.5～9.5。當(dāng)ph值高于9.5時(shí)，堿性太強(qiáng)，油墨的粘度降低，干燥速度變慢，耐水性能變差，而當(dāng)ph值低于8.5時(shí)，堿性太弱，粘度會(huì)升高，墨易干燥，堵塞版及網(wǎng)紋輥，引起版面上臟，并且產(chǎn)生氣泡。另外，水性油墨同溶劑型油墨相比其印品的表面光澤度較低，限制了其在光澤精細(xì)度要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用。同時(shí)，水性油墨的干燥時(shí)間也是應(yīng)該注意的問(wèn)題。
3.uv油墨
uv油墨的連接料為uv型連接料，主要為光固樹(shù)脂+交聯(lián)劑+光敏劑組成，其干燥機(jī)理是利用紫外線照射使光敏劑分解形成自由基，這些自由基使光固樹(shù)脂與交聯(lián)劑交聯(lián)固化在承印物表面。其干燥過(guò)程為：油墨轉(zhuǎn)移到承印物上以后，光敏劑受到紫外線的照射被激發(fā)形成自由基，自由基使光固樹(shù)脂和交聯(lián)劑交聯(lián)共聚，從而完成干燥過(guò)程。
uv油墨的優(yōu)勢(shì)在于印刷過(guò)程中沒(méi)有溶劑揮發(fā)，固體物質(zhì)100%的留在承印物上，很薄的油墨層就可以達(dá)到良好的印刷效果，在uv光的照射下，油墨能夠瞬間干燥，可立即疊起堆放以及進(jìn)行后續(xù)加工。并且在印刷過(guò)程中不向空氣中散發(fā)有機(jī)物，不影響人體健康，不易燃，適用于食品、飲料、藥品等衛(wèi)生條件要求高的包裝印刷品。
由于uv油墨的干燥裝置工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，這些熱量如果不及時(shí)排除，會(huì)縮短uv燈管的使用壽命，同時(shí)，也會(huì)使承印物變熱，如果是在熱敏塑料上印刷的話，太多的熱量會(huì)帶來(lái)套印問(wèn)題，因此必須設(shè)有冷卻系統(tǒng)，減少干燥器的輸出能量。同時(shí)應(yīng)做好車間的通風(fēng)，因?yàn)閡v油墨在固化時(shí)與氧氣反應(yīng)會(huì)散發(fā)臭氧，致使uv油墨印品有氣味，一般采用密封性能較好的通風(fēng)管道即可，在機(jī)組間和收紙臺(tái)上方都要安裝。
綜上所述，柔性版印刷主要使用的三種油墨在使用過(guò)程中由于其連接料組成及干燥方式的不同各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際印刷過(guò)程中需根據(jù)印品特點(diǎn)合理的選擇使用油墨的種類。
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油墨是由色料、連接料、填充料和助劑混合而成的物質(zhì)。色料為油墨提供顏色；連接料是油墨中的液體成分，是色料和填充料等固體粉末的載體，它將色料和填充料均勻分散其中，使油墨具有適當(dāng)?shù)牧髯冃阅芎透稍镄阅?。同時(shí)它又是一種成膜物質(zhì)，顏料要依靠連結(jié)料的干燥成膜性牢固地附著在承印物表面；填充料在油墨中能起到調(diào)節(jié)油墨的稠度、粘度、粘性、流動(dòng)性和屈服值等墨性，并有調(diào)整油墨濃度的作用；助劑是為了改善油墨的某些性能而加入的輔助材料，如增塑劑、潤(rùn)滑劑、消泡劑等。在油墨的幾種組成成分中，連接料決定著油墨的干燥性和膜層品質(zhì)，下文主要從連接料的角度展開(kāi)闡述。
1.溶劑型油墨
溶劑型油墨的連接料主要是溶劑加樹(shù)脂組成。樹(shù)脂主要是聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酯、酚醛樹(shù)脂、eva樹(shù)脂、pp樹(shù)脂、氯化pp樹(shù)脂等。溶劑有醇類、酯類、苯類、酮類、醚類等有機(jī)溶劑，溶劑型油墨的有機(jī)溶劑占到油墨總量的30%～50%，在噴涂油墨中占到80%左右。其干燥機(jī)理主要是依靠油墨中的溶劑向空間揮發(fā)來(lái)完成干燥，其干燥過(guò)程為：油墨轉(zhuǎn)移到承印物上以后，連結(jié)料中的溶劑向空氣中揮發(fā)，剩余的連結(jié)料（主要是樹(shù)脂）與顏料一起形成固體膜層，固化在承印物表面。
由于溶劑型油墨以溶劑揮發(fā)使樹(shù)脂等凝聚而干燥，具有快固著，迅速干燥的特點(diǎn)，適合于高速印刷，另外由于其油墨中含有大量的有機(jī)溶劑，流動(dòng)性好，表面張力低，附著力強(qiáng)，適應(yīng)于吸收性和非吸收性等承印物的印刷。印刷表面具有很好的流平性與光澤、光亮感，并且具有優(yōu)良的過(guò)網(wǎng)性能，使精細(xì)圖案和細(xì)小文字的印刷成為可能。
溶劑型油墨的缺點(diǎn)在于其干燥過(guò)程中會(huì)揮發(fā)出大量的有機(jī)化合物（簡(jiǎn)稱voc），長(zhǎng)期接觸會(huì)使皮膚干裂，滲入皮膚和血液，會(huì)隨血液危及人的血球及造血功能，被吸入人體會(huì)對(duì)肝、腎造成一定的損傷，工人長(zhǎng)期處于這種環(huán)境工作對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成極大損傷。因此，對(duì)于使用溶劑型油墨印刷的產(chǎn)品需檢驗(yàn)其voc的含量。例如在國(guó)家煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)yc263—2008中，對(duì)于揮發(fā)性有機(jī)化合物主要有十六種物質(zhì)：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、異丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、丙二醇甲醚、4-甲基-2-戊酮、環(huán)己酮。
2.水性油墨
水性油墨的連接料是由水、樹(shù)脂、胺類化合物及其他有機(jī)溶劑組成，樹(shù)脂主要是使用水溶性丙烯酸樹(shù)脂。水性油墨的干燥機(jī)理和過(guò)程和溶劑型油墨是一樣的，只是揮發(fā)的主角由溶劑換成了水，水的揮發(fā)速度直接影響著油墨的干燥速度。
水性油墨的優(yōu)勢(shì)在于其使用的溶劑為水或醇類，明顯的減少了voc的排放，能防止大氣污染，不影響人體健康、不易燃、墨性穩(wěn)定、不腐蝕印刷基材、防止遷色、抗水性強(qiáng)等。它不僅可以降低由靜電和易燃溶劑引起的失火危險(xiǎn)隱患，還可以減少印刷表面殘留的毒性，而且清洗印刷設(shè)備很方便，故特別使用于食品、飲料、藥品等包裝行業(yè)，以及與人身直接接觸的產(chǎn)品如t恤及其他純棉、彈性布料，鞋墊的印花行業(yè)也有相當(dāng)廣泛的用途。它是世界公認(rèn)的環(huán)保材料，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國(guó)食品協(xié)會(huì)認(rèn)可的油墨，因此使用水性油墨的用量也越來(lái)越大。
水性油墨在使用過(guò)程中需控制的指標(biāo)是ph值，其正常的ph值范圍是8.5～9.5。當(dāng)ph值高于9.5時(shí)，堿性太強(qiáng)，油墨的粘度降低，干燥速度變慢，耐水性能變差，而當(dāng)ph值低于8.5時(shí)，堿性太弱，粘度會(huì)升高，墨易干燥，堵塞版及網(wǎng)紋輥，引起版面上臟，并且產(chǎn)生氣泡。另外，水性油墨同溶劑型油墨相比其印品的表面光澤度較低，限制了其在光澤精細(xì)度要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用。同時(shí)，水性油墨的干燥時(shí)間也是應(yīng)該注意的問(wèn)題。
3.uv油墨
uv油墨的連接料為uv型連接料，主要為光固樹(shù)脂+交聯(lián)劑+光敏劑組成，其干燥機(jī)理是利用紫外線照射使光敏劑分解形成自由基，這些自由基使光固樹(shù)脂與交聯(lián)劑交聯(lián)固化在承印物表面。其干燥過(guò)程為：油墨轉(zhuǎn)移到承印物上以后，光敏劑受到紫外線的照射被激發(fā)形成自由基，自由基使光固樹(shù)脂和交聯(lián)劑交聯(lián)共聚，從而完成干燥過(guò)程。
uv油墨的優(yōu)勢(shì)在于印刷過(guò)程中沒(méi)有溶劑揮發(fā)，固體物質(zhì)100%的留在承印物上，很薄的油墨層就可以達(dá)到良好的印刷效果，在uv光的照射下，油墨能夠瞬間干燥，可立即疊起堆放以及進(jìn)行后續(xù)加工。并且在印刷過(guò)程中不向空氣中散發(fā)有機(jī)物，不影響人體健康，不易燃，適用于食品、飲料、藥品等衛(wèi)生條件要求高的包裝印刷品。
由于uv油墨的干燥裝置工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，這些熱量如果不及時(shí)排除，會(huì)縮短uv燈管的使用壽命，同時(shí)，也會(huì)使承印物變熱，如果是在熱敏塑料上印刷的話，太多的熱量會(huì)帶來(lái)套印問(wèn)題，因此必須設(shè)有冷卻系統(tǒng)，減少干燥器的輸出能量。同時(shí)應(yīng)做好車間的通風(fēng)，因?yàn)閡v油墨在固化時(shí)與氧氣反應(yīng)會(huì)散發(fā)臭氧，致使uv油墨印品有氣味，一般采用密封性能較好的通風(fēng)管道即可，在機(jī)組間和收紙臺(tái)上方都要安裝。
綜上所述，柔性版印刷主要使用的三種油墨在使用過(guò)程中由于其連接料組成及干燥方式的不同各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際印刷過(guò)程中需根據(jù)印品特點(diǎn)合理的選擇使用油墨的種類。
柯美隆重推出旗艦型高效能彩色生產(chǎn)型數(shù)字印刷系統(tǒng)
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