水性油墨(水墨)以水或者少量醇類作為主要溶劑的揮發(fā)干燥型油墨,擁有超低VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)排放、無溶劑殘留等優(yōu)點,是一種新型的環(huán)保油墨。廣泛應(yīng)用于包裝的柔版印刷和凹版印刷。
水性柔版印刷是一種凸版輪轉(zhuǎn)的印刷,采用網(wǎng)紋輥傳墨,粘度小,干燥快,操作簡單,以中低檔產(chǎn)品印刷為主,適用于大規(guī)模生產(chǎn)。干燥速度取決于溶劑的揮發(fā)速度,而揮發(fā)速度受到樹脂與溶劑之間的分子間作用力以及顏料的含量、顆粒大小等影響。
凹版印刷是利用下凹網(wǎng)穴的深淺凸顯印刷層次感,凹版印刷受到干燥速度、油墨粘度、附著力等影響,只適用于小規(guī)模生產(chǎn),可以通過添加功能助劑調(diào)節(jié)粘度及pH,目前應(yīng)用較多的為熱升華水墨、銀墨等。
水墨組成
水墨主要由水性粘結(jié)性樹脂、顏料、助溶劑、pH穩(wěn)定劑和少量功能性助劑組成。
? 連接料
連接料使顏料分散成膠態(tài)分散體,直接決定了水墨的復(fù)溶性、干燥性能、及印刷穩(wěn)定性。主要分為二大類:
水溶性樹脂:PVA(聚乙烯醇)。水溶性樹脂優(yōu)點:分散效果好、流動性和粘度好、光澤度佳;缺點:耐水性差、性能不穩(wěn)定。
乳液聚合物:丙烯酸乳狀液、聚醋酸乙烯乳狀液、合成橡膠漿等。優(yōu)點:稀釋效果強、干燥速度快;缺點:復(fù)溶性差、分散效果差。
? 著色劑
著色劑主要分為兩大類:顏料和染料。
有機(jī)顏料
有機(jī)顏料的顆粒度細(xì)小、染色力強、明亮度高,但是價格昂貴、遮蓋力弱、在水性體系中分散性差。以偶氮顏料、酞菁顏料為代表,如:耐曬黃、永久紅、聯(lián)苯胺黃、酞菁藍(lán)、苯胺黑等。
無機(jī)顏料
無機(jī)顏料的化學(xué)穩(wěn)定性高、對自然環(huán)境抵抗力強、價格低廉等優(yōu)點,但色系不全、著色度低。常用的有:氧化鋅等氧化類;銅粉、鋁粉等金屬類;鉛鉻黃、鐵黃、鐵藍(lán)等無機(jī)鹽類,及炭黑等。
染料
染料是指能使其他物質(zhì)獲得鮮明且牢固色澤的一類有機(jī)化合物,目前常用的為合成染料,如:酸性染料、分散染料、活性染料等。
? 助劑
水性油墨中助劑的使用可以使其在制造和使用過程中獲得更好的穩(wěn)定性、印刷效果。主要有消泡劑、防腐劑、抗磨劑、分散劑、流平劑、增稠劑、pH穩(wěn)定劑等。
稀釋劑
降低水性油墨的粘度,主要是水、乙醇、二乙二醇丁醚等。
pH穩(wěn)定劑
調(diào)節(jié)樣品pH值的物質(zhì),如:氨水、烷基胺、DMAE(N,N-二甲基乙醇胺)、AMP-95等。
消泡劑
抑制泡沫產(chǎn)生并提供消泡作用,主要有有機(jī)硅消泡劑、非硅消泡劑、氟碳類消泡劑。
潤濕分散劑
使體系保持穩(wěn)定,降低表面張力。常見的有:萘磺酸鹽甲醛縮合物、聚羧酸鹽等。
增稠劑
增稠劑是一種流變助劑,主要分為三類:(1)無機(jī)類增稠劑:蒙脫土、膨潤土、硅酸鎂、硅酸鎂鋁等;(2)有機(jī)增稠劑類:纖維素醚類;堿溶脹聚丙烯酸酯、締合型聚氨酯等。
其他
根據(jù)使用環(huán)境的不同,可能添加殺菌劑、防沉降劑、成膜助劑等助劑。
水墨應(yīng)用
如熱升華水性油墨利用油墨中染料的升華特性,利用升華轉(zhuǎn)印工藝印刷,轉(zhuǎn)印時,對承印物進(jìn)行染色,這類材料要求承印物為聚酯纖維或類纖維的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的圖案色彩豐富、耐磨耐曬等優(yōu)點,其基本配方如下:
組成 |
占比/% |
作用 |
聚乙烯醇 |
3~8 |
樹脂 |
水性聚氨酯 |
1~2 |
樹脂 |
纖維素醚類 |
0.5~1 |
增稠劑 |
水 |
50~60 |
溶劑 |
乙二醇 |
5~10 |
溶劑 |
乙醇 |
5~10 |
溶劑 |
分散染料 |
10~20 |
著色劑 |
磺基苯磺酸鈉 |
0.5~1 |
滲透劑 |
消泡劑 |
0.5-1 |
消泡劑 |
分散劑 |
0.5-1 |
分散劑 |
隨著人們環(huán)保意識的提高,水性油墨的安全、無毒無害、不燃不爆,幾乎無揮發(fā)性有機(jī)氣體產(chǎn)生等優(yōu)點,使其在煙酒、美妝、食品等軟包裝領(lǐng)域備受青睞,在我國有著巨大的發(fā)展前景。
微譜對于水墨分析有著豐富的研究經(jīng)驗,自建強大的譜庫,通過分析測試可以測定樹脂的種類、微量助劑的組分含量等,對比分析產(chǎn)品差異,幫助研發(fā)新型產(chǎn)品,改進(jìn)產(chǎn)品性能。
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