水性塑膠複合印刷油墨

水性塑膠複合印刷油墨

水性塑膠印刷油墨的特點是無毒、無味，適用於各種類型的凹版及輪轉柔版印刷工藝，轉移性和附著牢度良好；水性油墨使用方便，稀釋劑為水和酒精的水溶液，印刷墨層光澤度高，具有良好的透明性、耐水性和耐候性。

水性塑膠複合印刷油墨的印刷適性實驗

過去，人們對油墨的關注大多停留在顏色和流變性能等方面，而當前環保呼聲越來越高，印刷商在生產中要嚴格執行環境保護標準，因此，印刷原材料供應鏈上的各個環節也產生了連鎖反應。為消除油墨溶劑體系釋放的VOC，印刷商開始尋求新的油墨產品，水性油墨正是應運而生的一種新型環保印刷材料，特別適用於煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛生條件要求嚴格的包裝產品，在特定的包裝市場具有顯著的增長潛力，是油墨行業發展的新方向。
為測試水性塑膠複合印刷油墨的印刷適性，本實驗採用了PET薄膜、PE薄膜和BOPP薄膜等承印材料。

實驗介紹

1.原料與試劑

溶劑：水、異丙醇；
樹脂：315樹脂、310樹脂、M04樹脂、317樹脂、54樹脂、Z604樹脂、36樹脂、81樹脂、73樹脂、14樹脂；
顏料：艷紅、立索爾大紅、聯苯胺黃、酞青藍、炭黑、鈦白粉；
此外，還有分散劑、消泡劑。

2.實驗設備及檢測儀器

sgm-1.4L砂磨機、美國5400紅魔鬼攪拌機、刮墨棒、酸度計、美國產展色輪、光澤計、QXD型刮板細度計(0～50μm）、3＃察恩杯、同濟鏇轉黏度儀、英國R-K印刷試驗機。

3.水性油墨配製

按配方準確稱量各原料，攪拌均勻後送入砂磨機均勻分散，直至細度合格，逐步加水研磨至細度達到指標要求，加兌乳液即可出料。

實驗結果與討論

1.水性樹脂連結料的選擇

連結料的主要成分是樹脂，它是水性油墨的心臟。油墨的黏度、光澤度、抗水性、乾燥性、流動性、轉移性和固著性等性能主要由連結料決定，油墨的耐酸性，耐鹼性和耐溶劑等性能也與連結料有一定的關係，因而水墨的開發重點在於油墨連結料的研發。
選擇水溶性樹脂的重要指標是分子量（Mw）和酸值（AV），而其中又以分子量最為重要。具有高固體含量的低分子量樹脂，可以使油墨具有較高光澤度，減少水分蒸發，加快乾燥速度。高酸值樹脂在油墨中復溶性高，可改進顏料的潤濕性，但會降低耐濕磨性。低酸值樹脂耐鹼性和耐洗滌劑性好，但顏料的分散性和復溶性較差。
選用丙烯酸樹脂作為水性油墨的連結料，油墨在光澤度、耐候性、耐熱性、耐水性、耐化學性和耐污染性等方面都具有顯著的優勢，在直接分散溶解或合成高分子乳液時，也具有優良的性能。所以，目前國外大多數採用丙烯酸酯類鹼溶性樹脂及馬來酸酐等改性丙烯酸酯樹脂作為水墨成膜樹脂使用。
聚合物之所以具有可溶性，是因為樹脂中含有親水官能團(-O-、-COOH、-NH2、-OH），胺中和側鏈上的羧基成鹽具有水溶性。
採用成鹽胺化法是高分子水性化常用的方法，含一定量酸性官能團（羧基、磺酸基、酸酐）的高分子，在酸值為30～150時，用胺中和鹽，即可形成高分子水性體系。採用幾種水溶性樹脂配製的水性藍墨的性能如表1所示，從表1及圖1可以看出： ①各樹脂在PET薄膜上的附著力良好，而在BOPP薄膜上的附著力依次減小，即M04>315＋SGY>315>Z604>54樹脂液>315＋聚乙二醇4000。
②綜合考慮墨膜附著力和油墨的黏性，選擇丙烯酸樹脂作為研磨分散顏料的連結料效果較好。

2.胺化劑的選擇

胺的用量和種類對樹脂水化及水化後的成膜性能有較大影響，要求胺化劑可揮發，穩定性好，氣味較小。水化程度愈高，油墨的黏度愈大，達到水溶性及儲存穩定性的要求後，沒必要進一步水化至100%，一般pH值控制在7.5～8.5為佳。同類型水溶性丙烯酸樹脂加胺化劑進行比較試驗的結果見表2。
在用於樹脂水化的幾種胺中，以氨水作為胺化劑乾燥最好，但氨水容易揮發，導致樹脂液穩定性不好。從黏度和光澤度考慮，以二甲氨基乙醇最合適，但從成本和性能上綜合考慮，二甲氨基乙醇價格較高，可選擇氨水加少量AMP，以彌補氨水不穩定易揮發的不足，同時也提高了油墨的顯色性。

3.乳液型樹脂的選擇

乳液型樹脂是主要的成膜樹脂，通過控制乳液的流變性可保持油墨的最終性能。例如高Tg值（玻璃化溫度）乳液能增加墨膜的硬度、光澤度、耐熱性，並加快墨膜的乾燥速度。低Tg值乳液具有優良的成膜性並能增加墨膜的耐水性、耐油脂性和柔韌性，以及對無孔承印物，如聚乙烯、聚丙烯、聚酯薄膜及鋁箔的附著性。
通過對多種成膜樹脂進行復配研究及正交試驗，再確定適宜的乳液型樹脂及水墨配方。配製的油墨在BOPP薄膜上進行凹版印刷並複合制袋，印刷時可通過紅外加熱或高頻加熱乾燥，印刷速度達20～80米/分鐘，剝離強度在2.8N/cm以上。