印刷中油墨的膠化及發(fā)脹問題探討及解決
包裝印刷過程中，有時(shí)會(huì)在印刷品上出現(xiàn)條痕或色彩深淺不一的現(xiàn)象，這種不下墨和墨脫輥的故障，是由于油墨中的顏料、填料發(fā)脹導(dǎo)致油墨膠化而引起的。油墨膠化是由于其屈服值高，油墨太黏而成了乳酪狀。從應(yīng)用的角度講，油墨中的顏料、填料太多，使油墨膠化或在存儲(chǔ)過程中水進(jìn)入了油墨而導(dǎo)致部分絮凝。
長期以來，人們針對(duì)發(fā)脹、膠化采取了各種措施，包括不斷攪拌墨斗中的油墨，在墨斗中安裝一個(gè)攪拌器，或在墨斗的油墨上放一個(gè)鐵棍，將油墨推向墨斗輥，以保持油墨的流動(dòng)性。操作中采用了中、高黏度的調(diào)墨油或稀釋劑調(diào)節(jié)油墨（必須隨調(diào)隨用，否則油墨仍會(huì)繼續(xù)發(fā)脹或膠化）。而一些廠家則是把該油墨換掉，用流動(dòng)性好、抗水性強(qiáng)的油墨進(jìn)行印刷。
1 導(dǎo)致油墨膠化發(fā)脹的原因
包裝印刷油墨的膠化問題在早期的油性（氧化干燥型及滲透干燥型）及水性油墨中偶爾也會(huì)碰到。造成膠化的原因是非常復(fù)雜的，包括油墨制造的工藝流程，如催干劑的先加與后加，以及油墨成份的種類和質(zhì)量等。當(dāng)油墨成份發(fā)生變化時(shí)，各種問題也會(huì)隨之出現(xiàn)。
膠化的原因有：
（1）油墨黏度大
由于油墨體系的樹脂分子量過大，造成油墨黏度太高，因此容易膠化。
（2）固體組份多
固體組份太多，即使是黏度小的樹脂連結(jié)料也不例外。
（3）油墨酸度高
有關(guān)包裝印刷油墨的研究資料和實(shí)驗(yàn)表明：油墨組份材料酸堿度、兩性溶劑、樹脂及一個(gè)不會(huì)形成氫鍵的脂肪族類烴溶劑、中性顏料等都與油墨膠化有關(guān)。當(dāng)顏料的酸堿度與連結(jié)料的酸堿特性不相適應(yīng)時(shí)，可以采用多種樹脂與顏料、填料而調(diào)試酸堿特性，或選擇適當(dāng)?shù)娜軇﹣韽浹a(bǔ)改善。
（4）顏料、填料的性能
對(duì)油墨的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其濃度大到某一程度時(shí)，一些物質(zhì)就會(huì)發(fā)生突變。這時(shí)油墨中的活性分子開始發(fā)生締合，形成膠粒大小不等的聚集體，這種聚集體稱為膠團(tuán)或膠束，也稱為締合膠體。膠團(tuán)的一個(gè)重要特征就是其增溶作用，使原本不溶或微溶的物質(zhì)溶解度增大，導(dǎo)致發(fā)脹，從而加速了化學(xué)反應(yīng)。這極有可能與連結(jié)料，尤其是顏料分散的過程有密切關(guān)系。
（5）干燥劑含量高或添加次序不當(dāng)
油墨中的催干劑也能直接影響油墨在存儲(chǔ)過程中的黏度增大及顏料、增料的沉底。如高黏度的醇酸樹脂與堿性顏料氧化鋅在催干劑存在下一同研磨的儲(chǔ)存過程中會(huì)使油墨膠化和發(fā)脹。這是在熱加工過程中，游離脂肪酸和堿性顏料發(fā)生反應(yīng)所致。因此，在對(duì)高黏度的油墨原料的研磨過程中，不應(yīng)加鉛、鈷、錳等催干劑。加入1%苯甲酸可降低發(fā)脹傾向。催干劑同時(shí)加速了油墨儲(chǔ)存過程中顏料的沉降。在顏料研磨前加入催干劑，會(huì)導(dǎo)致油墨的儲(chǔ)存性差，易發(fā)脹、膠化及沉底結(jié)塊。
（6）油墨中的溶劑過多
油墨中的鹽基顏料與酸度較高或含游離脂肪酸的連結(jié)料發(fā)生反應(yīng)形成膠體。由于連結(jié)料本身會(huì)凝聚膠化，油墨會(huì)吸入水分，顏料比例過高，如果使用的連結(jié)料與顏料不當(dāng)、連結(jié)料與油脂的助劑的混溶性不良、酸溶結(jié)構(gòu)的高聚合物連結(jié)料被顏料吸收也會(huì)加速膠化。
上述原因中，（1）（2）對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的油墨制造者或包裝印刷的操作者而言極易避免和排除。（3）～（6）是由于在油墨制造過程中分散工藝的溫度過高、溶劑的揮發(fā)、輔助添加劑的應(yīng)用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬挠湍z化。
2 排除油墨膠化發(fā)脹的措施
（1）油墨太稠或因連結(jié)料聚合度過高形成的膠化，可加入脂肪烴、脂、酮等稀釋。
（2）反應(yīng)成皂類的膠化油墨可加入易溶于亞麻油中的松香，利用高酸度物質(zhì)來解決膠化問題。
（3）在水性油墨中添加無機(jī)鹽便可控制膠化及發(fā)脹。
筆者經(jīng)過實(shí)踐論證后認(rèn)為，改進(jìn)型磷酸酯鋇酸偶聯(lián)劑，除具有對(duì)顏料的優(yōu)良分散性能外，還具有使已發(fā)脹、膠化的印刷油墨恢復(fù)油墨原有性能的特殊功能。在己發(fā)脹的油墨中添加3%～5%防脹、破膠劑能使上述問題得以解決，并恢復(fù)油墨原有的結(jié)構(gòu)與性能。在未發(fā)脹膠化的油墨中直接添加1.5%～2.5%防脹、破膠劑便可避免油墨的發(fā)脹和膠化。也可采用甲苯與該產(chǎn)品稀釋后加入油墨中一起研磨分散，既能大大提高顏料的分散性，又能防止包裝印刷油墨在生產(chǎn)、儲(chǔ)存中發(fā)脹或膠化，避免印刷過程中因發(fā)脹、膠化、沉淀而導(dǎo)致的條痕或色彩變淺問題的發(fā)生，同時(shí)還能大大提高油墨的支化度，增大墨膜的附著牢度，從而有效地提高印刷油墨的流動(dòng)性。
長期以來，人們針對(duì)發(fā)脹、膠化采取了各種措施，包括不斷攪拌墨斗中的油墨，在墨斗中安裝一個(gè)攪拌器，或在墨斗的油墨上放一個(gè)鐵棍，將油墨推向墨斗輥，以保持油墨的流動(dòng)性。操作中采用了中、高黏度的調(diào)墨油或稀釋劑調(diào)節(jié)油墨（必須隨調(diào)隨用，否則油墨仍會(huì)繼續(xù)發(fā)脹或膠化）。而一些廠家則是把該油墨換掉，用流動(dòng)性好、抗水性強(qiáng)的油墨進(jìn)行印刷。
1 導(dǎo)致油墨膠化發(fā)脹的原因
包裝印刷油墨的膠化問題在早期的油性（氧化干燥型及滲透干燥型）及水性油墨中偶爾也會(huì)碰到。造成膠化的原因是非常復(fù)雜的，包括油墨制造的工藝流程，如催干劑的先加與后加，以及油墨成份的種類和質(zhì)量等。當(dāng)油墨成份發(fā)生變化時(shí)，各種問題也會(huì)隨之出現(xiàn)。
膠化的原因有：
（1）油墨黏度大
由于油墨體系的樹脂分子量過大，造成油墨黏度太高，因此容易膠化。
（2）固體組份多
固體組份太多，即使是黏度小的樹脂連結(jié)料也不例外。
（3）油墨酸度高
有關(guān)包裝印刷油墨的研究資料和實(shí)驗(yàn)表明：油墨組份材料酸堿度、兩性溶劑、樹脂及一個(gè)不會(huì)形成氫鍵的脂肪族類烴溶劑、中性顏料等都與油墨膠化有關(guān)。當(dāng)顏料的酸堿度與連結(jié)料的酸堿特性不相適應(yīng)時(shí)，可以采用多種樹脂與顏料、填料而調(diào)試酸堿特性，或選擇適當(dāng)?shù)娜軇﹣韽浹a(bǔ)改善。
（4）顏料、填料的性能
對(duì)油墨的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其濃度大到某一程度時(shí)，一些物質(zhì)就會(huì)發(fā)生突變。這時(shí)油墨中的活性分子開始發(fā)生締合，形成膠粒大小不等的聚集體，這種聚集體稱為膠團(tuán)或膠束，也稱為締合膠體。膠團(tuán)的一個(gè)重要特征就是其增溶作用，使原本不溶或微溶的物質(zhì)溶解度增大，導(dǎo)致發(fā)脹，從而加速了化學(xué)反應(yīng)。這極有可能與連結(jié)料，尤其是顏料分散的過程有密切關(guān)系。
（5）干燥劑含量高或添加次序不當(dāng)
油墨中的催干劑也能直接影響油墨在存儲(chǔ)過程中的黏度增大及顏料、增料的沉底。如高黏度的醇酸樹脂與堿性顏料氧化鋅在催干劑存在下一同研磨的儲(chǔ)存過程中會(huì)使油墨膠化和發(fā)脹。這是在熱加工過程中，游離脂肪酸和堿性顏料發(fā)生反應(yīng)所致。因此，在對(duì)高黏度的油墨原料的研磨過程中，不應(yīng)加鉛、鈷、錳等催干劑。加入1%苯甲酸可降低發(fā)脹傾向。催干劑同時(shí)加速了油墨儲(chǔ)存過程中顏料的沉降。在顏料研磨前加入催干劑，會(huì)導(dǎo)致油墨的儲(chǔ)存性差，易發(fā)脹、膠化及沉底結(jié)塊。
（6）油墨中的溶劑過多
油墨中的鹽基顏料與酸度較高或含游離脂肪酸的連結(jié)料發(fā)生反應(yīng)形成膠體。由于連結(jié)料本身會(huì)凝聚膠化，油墨會(huì)吸入水分，顏料比例過高，如果使用的連結(jié)料與顏料不當(dāng)、連結(jié)料與油脂的助劑的混溶性不良、酸溶結(jié)構(gòu)的高聚合物連結(jié)料被顏料吸收也會(huì)加速膠化。
上述原因中，（1）（2）對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的油墨制造者或包裝印刷的操作者而言極易避免和排除。（3）～（6）是由于在油墨制造過程中分散工藝的溫度過高、溶劑的揮發(fā)、輔助添加劑的應(yīng)用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬挠湍z化。
2 排除油墨膠化發(fā)脹的措施
（1）油墨太稠或因連結(jié)料聚合度過高形成的膠化，可加入脂肪烴、脂、酮等稀釋。
（2）反應(yīng)成皂類的膠化油墨可加入易溶于亞麻油中的松香，利用高酸度物質(zhì)來解決膠化問題。
（3）在水性油墨中添加無機(jī)鹽便可控制膠化及發(fā)脹。
筆者經(jīng)過實(shí)踐論證后認(rèn)為，改進(jìn)型磷酸酯鋇酸偶聯(lián)劑，除具有對(duì)顏料的優(yōu)良分散性能外，還具有使已發(fā)脹、膠化的印刷油墨恢復(fù)油墨原有性能的特殊功能。在己發(fā)脹的油墨中添加3%～5%防脹、破膠劑能使上述問題得以解決，并恢復(fù)油墨原有的結(jié)構(gòu)與性能。在未發(fā)脹膠化的油墨中直接添加1.5%～2.5%防脹、破膠劑便可避免油墨的發(fā)脹和膠化。也可采用甲苯與該產(chǎn)品稀釋后加入油墨中一起研磨分散，既能大大提高顏料的分散性，又能防止包裝印刷油墨在生產(chǎn)、儲(chǔ)存中發(fā)脹或膠化，避免印刷過程中因發(fā)脹、膠化、沉淀而導(dǎo)致的條痕或色彩變淺問題的發(fā)生，同時(shí)還能大大提高油墨的支化度，增大墨膜的附著牢度，從而有效地提高印刷油墨的流動(dòng)性。
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