网站地图|TAG标签| 欢迎光临涂料配方网 -- QQ群198026834 -- 广告联系QQ2434244749
您的当前位置:主页 > 涂料分类 > 油墨光油 > 正文

水性油墨的PH值与粘度的关系及测控

来源:印刷工程系 作者:严美芳 时间:2012-04-03 点击:
导读:水性油墨最大的特点是具有环保作用,减少 VOC( 有机挥发物)向大气中的排放,从而防止 大气污染,改善作业环境,消除某些有毒物质对 人体的危害和包装内容物的污染。因此,水性油 墨作为一种绿色油墨问世以来,被广泛应用 于以柔性版印刷为主的包装印刷。 水性
水性油墨最大的特点是具有环保作用,减少VOC( 有机挥发物)向大气中的排放,从而防止大气污染,改善作业环境,消除某些有毒物质对人体的危害和包装内容物的污染。因此,水性油墨作为一种“绿色油墨”问世以来,被广泛应用于以柔性版印刷为主的包装印刷。水性油墨的正确使用,是影响印刷质量的重要因素。水性油墨为短墨路传墨,柔版印刷除早期的胶辊传墨外,现在多使用网纹辊直接传墨到印版。与其它油墨的使用一样,在柔性版印刷过程中,对水性油墨粘度控制是保证印品质量稳定的一个重要举措。由于水性油墨的粘度较低,在实际印刷中,对水性油墨的粘度控制存在着误区,普遍认为水性油墨比溶剂油墨容易控制操作;往往认为其粘度的变化主要是通过水来调节,而忽略了水性油墨的粘度与PH值关系,造成其粘度在整个印刷过程中不稳定,从而使印刷品的质量无法得到保证。

一、水性油墨与印刷品质量的关系
粘度是印刷过程中最容易变化的变量之一,也是对印刷质量影响最大、影响最快的一个变量。水性油墨的粘度影响到印刷的多个方面,例如:油墨在承印物上的铺展性、网点的扩大率、文字字迹的清晰完整性、图像的阶调层次的再现性、印刷品的色强度等。如果水性油墨的粘度太低,就会在干燥前在承印物上有一个缓慢的扩展,其结果是印迹的网点扩大率增大,造成图文不清晰;同时,油墨有可能在承印物上因铺展不匀而造成印迹不平滑,墨膜的光泽度下降,尤其是在版面的暗调部分这一现象更为明显。当水性油墨的粘度过高时,油墨的传递转移性不良,在印刷过程中将会使网纹辊无法正常向印版传递油墨,因而使得印刷品的色强度下降,甚至因印版上的墨量不足而产生花版现象。可见,在实际印刷中,控制水性油墨的粘度是至关重要的。

二、水性油墨的粘度与PH值的关系
水性油墨的粘度与PH值的大小有着密切的关系,PH值的变化将引起粘度的变化。事实上,由于水性油墨的组成特点,其粘度的控制与PH值的关系如同胶印油墨维护解决水墨平衡一样至关重要。水性油墨的粘度与PH值有何关系呢?PH值是如何影响水性油墨的粘度的呢?在实际印刷过程中,PH值的变化将会产生哪些故障呢?是应予以注意的问题。

众所周知,油墨的粘度在很大程度上取决于其组成中的连结料。目前,被广泛应用于柔性版印刷的水性油墨,其连结料中的主要成分为碱溶性树脂,如聚丙烯酸类树脂。在该树脂( 丙烯酸共聚物)中含有一COOH( 羧基),一OH( 羟基)等官能团,具有与含有一NH:( 胺基) 的物质反应就可生成完全溶于水的胺的树脂盐的性质。这些碱溶性聚合物就类似于溶液聚合物,不仅溶于水,且能溶于醇类溶剂中。所以,水性油墨的配制机理是在溶解过程中,向含有大量羧基的聚合物加入适量的碱性物质如氢氧化铵(俗称氨水) 或其它胺类如二甲基乙醇胺,使之中和成盐,即使长聚合物链的羧基离子化,可溶于水而形成一定粘度的溶液。此时,水性油墨的连结料的PH值大于7,呈碱性。在印刷过程中,水性油墨转移到承印物上,当氨挥发,连结料的溶解性下降,水性油墨变成不溶于水的物质固化在承印物表面,从而完成油墨的干燥。

氢氧化铵溶液是气体氨的水溶液,即氨水中有一小部分氨分子与水反应而生成铵离子NH+和氢氧根离子OH一组成的,因而呈弱碱性,且氨气在常温下极易挥发。二甲基乙醇胺是一种具有氨基特性的有机化合物,也能与树脂中的羧基作用产生可溶性树脂盐。有机胺比氨的挥发速度慢,因此含有胺类物质的水基油墨的干燥速度相对慢,但其在使用过程中PH值变化比较小,粘度比较稳定。
可见,PH值决定了水性油墨连结料的溶解性,进而影响到水性油墨的粘度。当水性油墨中的PH值小于7时,连结料的水溶性下降,会导致油墨中产生大量团块并使其粘度增大,导致油墨转移不良。在通常情况下,当水性油墨的PH值维持在8.2—9.0之间时,连结料中的树脂性能最佳,具有良好的分散性和对颜料的浸润性,使得水性油墨以良好的流变性和一定的表面张力转移和铺展在承印物上。但在实际印刷过程中,水性油墨的PH值并不能保持不变。这主要是受机器运转而产生的热量和其它外部热源如车间的温度影响,水性油墨中的胺将因温度升高而加快蒸发速度,PH值将会下降,使得水性油墨恢复到一个有着大量团块的高粘性状态,产生一系列的印刷故障。在实际印刷中,当发生上述现象时,印刷操作者往往不会考虑造成油墨的粘度增大的原因是由于PH值的下降,只是单纯地通过加水或醇类溶剂来调整粘度。这种方面不仅不能改善水性油墨的流变性,而且会产生诸如墨层铺展不良、印品颜色变浅、印迹不易干燥、背面蹭脏和覆膜不牢固等弊病。此时,只须在水性油墨中添加少量的有机胺或氢氧化铵来调整PH值,就会的得到一个具有良好流动性及粘性的油墨。
研究表明,水性油墨的PH值的大小与其粘度有如下关系( 见表1)。

表1水性油墨的PH值与其粘度的关系

由此可说明在印刷过程中调整控制水性油墨PH值的重要性。PH值是影响水性油墨粘度的一个重要因素,但并不是唯一的。因此,有一点必须明确的是:水性油墨的粘度高并不意味着它的PH值低,但水性油墨的PH值低则意味着它的粘度一定高。为确保印刷能顺利进行及使印刷品的质量得到保证,操作者不仅要做到在印前检测水性油墨的PH值和粘度,而且在整个印刷过程中也要定时检测水性油墨的PH值和粘度。如果水性油墨在印刷机上连续运转超过3小时,一定要检测其PH值并及时进行调整,使水性油墨的PH值控制在8.2—9.0范围内,以保证其粘度的稳定。因为温度的变化是引起水性油墨PH值变化最主要的一个因素。

三、水性油墨PH值的检测及粘度的测控
水性油墨PH值的检测常用的方法有PH值试纸测定法和酸度计测定法两种。PH值试纸是由几种变色范围不同的酸碱指示剂混合液浸制而成的。测试时,把试纸浸入待测的水性油墨中,由于水性油墨的PH值不同,将会显示出不同的颜色。把显示不同颜色的试纸与已知的标准色板对比,就可得出水性油墨的PH值。此法所得的数据虽不够精确,但操作简单,所以是一种较常用的检测手段。酸度计又称为PH计,是一种利用电位法测定溶液PH值的仪器。当PH计的玻璃电极和甘汞电极浸入待测的水性油墨中,水性油墨的PH值就能直接由仪器的仪表上显示出来,所得的PH值数据很精确,是一种较理想的PH值检测方法。

水性油墨的粘度通常是采用流杯来检测控制的。这类流杯可以容纳一定的油墨,其底部有一个小孔,以杯内油墨全部流出小孔所需要的时间来表示水性油墨的粘度,即流体的条件粘度,以“秒”表示。一般时间越短,说明水性油墨的流动性越好、粘度就越小。常用的流杯根据其结构不同和开口大小分为三大类和不同的规格,即不同号数的察恩( Zahn) 、贝壳(Shel l ) 流杯和福特(For d) 杯,它们的主要区别在于容纳油墨部分的形状和开口的形式及大小。察恩流杯的开口是一小孔,而贝壳流杯的开口是一个一英寸长的细管,这种形式的开口使流体流出的方法为层流,更接近水性油墨的流变性,因而用贝壳流杯测量水性油墨的粘度比察恩流杯更精确。另外,贝壳流杯的测量范围较大,福特杯的底部呈锥型开口,故其外观与漏斗相似。由于在国际涂料行业广泛使用的是4号福特杯,所以国内现在统一称为涂一4杯。福特杯和察恩杯的特点是结构简单,操作简便,易于擦洗,耐用,能在印刷车间现场测试。故在国内印刷厂,涂_4杯是一种最常用于测试水性油墨粘度的流杯,而在国外印刷行业及油墨生产厂家,2号察恩流杯较为常用。一般流杯的号数越大,其开口的孑L径越大,在同一温度下,油墨从杯内通过小孔全部流出所需的时间越短。所以只有采用相同的流杯、相同的号数测定水性油墨的粘度,所得的数据才有比较意义。

在实际印刷中,一般水性油墨粘度控制在16秒/涂一4杯/25 oC一35秒/涂一4杯125 oC不等。而使用2号察恩杯测定时,水性油墨的粘度应控制在18~24秒125℃。在具体应用中,粘度的大小控制还须根据承印物的情况和设备的类型及印刷速度来确定,速度越快,粘度就应越小。印网线产品,为确保网点清晰、变形小,粘度可稍大些;而印实地产品,粘度应小一些,使得墨层的铺展性良好。总之,PH值和粘度是水性油墨应用中最主要的控制指标,它直接影响着印刷作业的顺利进行和印刷品的质量。
--本网站大部分资料均收集于网络,如有侵权请联系站长删除 Power by DedeCms
Top