干货满满!正确认识水性油墨粘度的影响因素及处理方法
油墨是纸箱印刷中必不可少的重要材料,这些年来随着环境问题的增加,水性油墨引起了包装印刷行业的关注,因为与溶剂型油墨相比,水性油墨印刷过程中无VOCs排放,更环保更安全,成本也能节省大约30%左右,所以在短短的几年时间里,水性油墨以其35%的用量,位居其他包装印刷油墨之首。
粘度是水性油墨的重要质量指标之一,同时也是决定印刷品质的主要的因素。水性油墨粘度太低,易引起转移性差,供墨不足,印品出现均匀的条状,转移墨量不够、露白等现象;粘度过大,则印品文字不清晰、糊版、转移墨量过多而造成墨膜太厚,有可能会出现掉色、输墨困难等弊病。
水性油墨的粘度一般根据适印的品类在水性油墨产品中已标准化,使用前无需调配;对于用户个性化的产品,可按照每个用户真实的情况定制或现场调配。在水性油墨的应用中也有用户对粘度有一定的认知误区,错误地理解为粘度大的水性油墨可以高比例稀释使用,因而能够更好的降低印刷成本,结果导致印品出现一系列的品质缺陷。
水性油墨 (Water-based ink) 简称为水墨,柔性版水性墨也称液体油墨,它主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。水性油墨非常适合于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。
水作为水墨的主要溶剂是以严格的比例存在其中,随意在水墨中加水,增加了水的比重,稀释了水墨,实际上改变了水墨中各种成分的合理配比,改变了水墨的粘度,破坏了水墨的原有性能,以及色料在水墨中的状态,影响水墨的转移性能、干燥速度和结膜的质量,会给印刷作业和印品品质带来一系列的问题。因此,随意在水墨中加水是错误的操作,必然会影响印品的品质。
不同的印刷需求要采用不一样的油墨粘度,更重要的是要在印刷作业使用中维持水墨粘度的稳定性。
在塑料印刷中,油墨印刷黏度的控制最重要。尤其是在高速轮转凹印中,油墨印刷黏度控制是否适当,与颜料的转移、脏版、印品光泽度、墨层牢固度、静电等绝大多数质量上的问题关系极大,影响着印品的成品率以及生产效率。怎样控制油墨印刷黏度,才能多方面兼顾,保证印品质量,这就要求我们不难发现油墨印刷黏度与这些常见质量上的问题之间的关系。
塑料薄膜印刷油墨是由有机溶剂、连结料、颜料、添加剂、助料等组成。在印刷过程中,颜料转移效果的好坏主要跟油墨的印刷黏度有关。实践证明,油墨印刷黏度有一定的范围(10~25s,3#察恩杯),在此范围内,油墨印刷黏度越大,颜料转移的效果就越差。当油墨印刷黏度过大时,整个油墨体系就处于过饱和状态,颜料等物质的流动性就差,不能均匀分散,而是成团出现,容易堆积在一起,这样颜料就不能顺利地进入印版网穴,甚至根本就不能进入网穴内,就更谈不上转移了,这是所谓的堵版现象。因此,我们只要让树脂、颜料等与有机溶剂所组成的胶体体系不要处于过饱和状态,而是处于饱和状态或非饱和状态,让颜料等物质能很好地分散在其中形成均匀细腻的胶体体系,这样颜料就能顺利地进出网穴,问题便可解决了。
有些油墨厂家建议将油墨印刷黏度控制在 15~18s(3#察恩杯),但在实践中,特别是在高速凹印机上,为了既能保证良好的转移效果,又能长时间印刷,提高生产效率,一般在 11~15s(3#察恩杯)之间寻找油墨印刷黏度的理想状态点。实际最佳粘度需要结合材料,油墨,使用条件等详细情况,综合分析,试机后得出。
脏版因印版润湿不良,造成空白部分着墨。产生原因是压力是胶印和凸印工艺的重要条件之一,适度的印刷压力也是保证生产的正常进行,提升产品印刷质量行之有效的工艺技术措施。但是,如果操作技术措施不到位,印刷压力不适的话,则会引起一些印刷故障。
在塑料薄膜凹印中,其现象为印版滚筒的非印刷图案部位也会沾上朦朦胧胧的一层树脂(树脂中夹带颜料),并转印到塑料薄膜上,在印品上呈现为片状或线状脏污。脏版现象的根源除了与刮刀硬度、刮刀压力、刮刀的接触角度、印版滚筒的质量有关外,还与油墨的印刷黏度有关。油墨印刷黏度太大时,颜料等物质的流动性差,不能均匀分散,容易堆积在一起,在刮刀和印版滚筒的相对高速运动之下,刮刀和印版滚筒容易损伤,从而易发生线状脏污。
同时,由于树脂等也是处于过饱和状态,大量树脂聚结在一起,以及树脂对印版滚筒的亲和性,在刮刀压力作用下,树脂便会紧紧地粘在印版滚筒上(树脂中夹带着颜料),这样便出现片状脏污。一般来说,油墨印刷黏度越小,脏版现象就越不容易发生。
将用于检测的油墨样品均匀搅拌,再将黏度杯浸入样品油墨中,尔后均速提出,当黏度杯刚拉出油墨表层的时候按下秒表进行计时,观察油墨流出状况,并在油墨刚有断点的时候按停秒表。
此时,秒表上的时间就是油墨的黏度数值,黏度高当然秒数大,反之,秒数少。当然,温度的不同,油墨黏度也会随之发生改变,一般试验的检测温度固定在25℃左右。温度的高低同油墨的颜色之间并无明显的相关性,仅仅在对油墨上机印刷时的使用性能有一些影响。
印刷速度与油墨黏度的关系。在进行高速印刷时,要使用低黏度的油墨,稀释也要用快干溶剂;相反,在进行低速印刷时,则要用高黏度的油墨,用慢干溶剂进行稀释。为此,在上机操作时要把油墨调整到适宜的黏度,并要从始至终保持这个黏度的恒定。
油墨的稀释方法:开始稀释时,必须在新油墨中加入专用的稀释剂,使油墨达到适合印刷的黏度。
一边搅拌油墨,一边慢慢倒入溶剂,因为油墨中的颜料粒子是被包在树脂里面而均匀分布在整体系中,若用多量的溶剂并急速地稀释,油墨受这种溶剂冲击后,往往使均匀分布的颜料粒子形成状态,失去应有的光泽度和透明性,命名印刷效果下降,在这一点上,须特别注意。
在印刷过程中,为得到色调一致的印刷品,一定要保持一定的印刷黏度,这是因为油墨的黏度、溶剂干燥速度以及印刷速度这三要素有着不可分割的密切关系,通常在高速印刷时使用低黏度油墨,低速印刷使用高黏度油墨,但还应该要依据版深,有无层次变化等情况,再结合油墨的转移性、流动性、浓度等,选择出最适宜的印刷黏度进行印刷。
印刷环境的温度、湿度更是会直接影响水墨的变化,温度上升、湿度下降都可能会导致水墨的挥发加快,尤其在冬、夏季温差大时,粘度的表现最为敏感,所以水墨供应商一般依据季节变化,对当季水墨配方作适当的调整。比如冬季进的水墨,储存到夏季使用,水墨的粘度就必须重新检测调整。
印刷者必须格外的重视油墨温度所带来的影响,在印刷前应把油墨的温度稳定在印刷车间的温度,此措施很重要,否则印刷过程中的油墨粘度将会有较明显的变化。
水墨应用中另一个需要控制的指标为pH值,其正常范围一般为8.5-9.0。此时水性油墨的印刷性能最好,印品质量最稳定。水墨在印刷作业使用的过程中,连续不断地在印刷机的输墨系统中到水墨桶中循环,水墨中的易挥发成分和水跟着时间不断的在空气中挥发,因此,长时间使用中的水墨必然由于成分变化而导致性能变化,造成pH值下降,使水墨粘度升高,干燥速度变慢。
pH值对水性油墨印刷适性的影响,主要体现在油墨的粘度稳定性和干燥性方面及网点清晰度。在使用的过程中,由于氨在印刷过程中不断挥发,随着水墨pH 值的下降,水墨粘度升高,干燥速度变慢,必然影响到印刷工作的正常进行。因此,操作人需要不时地向油墨中加入新墨和各种添加剂,油墨的pH值会因此而发生明显的变化,操作人员须掌握水墨的调墨的原理和工艺方法,绝对不可以随意添加调整。
控制好水墨的粘度,可使印刷工作得以持续和稳定地进行;维护好水墨的pH值,可以稳定水墨的粘度。
文章来源: 绿色油墨与印刷, Brookfield博勒飞, 意大利RE工控
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