一體機(jī)油墨的基本組成
2016-09-19 09:05:47
天緯化學(xué)
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一體機(jī)有很多型號，不同的機(jī)型配用相對應(yīng)的油墨的包裝容器，但所有的油墨在組成結(jié)構(gòu)上均為油包水型乳液。一體機(jī)的使用基于快速和低成本，使用的油墨具有價廉、環(huán)保、穩(wěn)定、快干等特點(diǎn)。一體機(jī)油墨與其它油墨的基本組成一樣，但又有自身的特點(diǎn)：油墨由油相和水相組成，屬于滲透揮發(fā)干燥型油墨。針對一體機(jī)的特點(diǎn)，油墨要滿足以下條件：配方中各種組成部分的整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)在合理性；印刷的適用性（不同機(jī)型使用不同性質(zhì)的油墨）；印刷圖文的實(shí)用性（黑度、快干等）。
1、油相
油相由連接料、顏料、助劑、乳化劑等組成。
(1）礦物油、植物油
礦物油，主要是石油餾程在270℃～310℃的餾出物（約是15烷烴至18烷烴），用這種礦物油作為溶劑對樹脂的溶解能力相當(dāng)強(qiáng)，溶劑釋放性也快速，對顏料粒子的潤濕也是極好。礦物油要具有無異味、紙張滲透性強(qiáng)，樹脂溶解性和釋放性好，粘溫變性小等特點(diǎn)。其主要技術(shù)指標(biāo)有：顏色（color）、氣味、密度(density)、閃點(diǎn)(flash point)、運(yùn)動粘度(viscosity)、傾點(diǎn)(pour point)、酸值(acid value)、苯胺點(diǎn)(aniline point)、炭環(huán)分析(ring analysis)、粘度指數(shù)(viscosity index)等。顏色一般是淺黃色、白色，有味的是煉制深度不夠；密度一般在0.88～0.93g/cm3；閃點(diǎn)在170℃以上；運(yùn)動粘度在25～30mm2/s和425～435mm2/s；傾點(diǎn)一般在-15℃以下；苯胺點(diǎn)，應(yīng)該在芳香烴和鏈烷烴之間，若過高，該油含鏈烷烴偏高，過低，則該油含芳香烴偏高，運(yùn)動粘度在25～30mm2/s的苯胺點(diǎn)約是76℃，運(yùn)動粘度在425～435mm2/s的苯胺點(diǎn)約是96℃；炭環(huán)分析，環(huán)烷碳（CN%）要大于40%以上，芳香碳（CA%）要小于15%，鏈烷烴碳（CP%）一般在40%～55%；粘度指數(shù)（VI）的含義是油品隨溫度變化粘度的變化幅度，粘度指數(shù)越大，油品隨溫度變化粘度的變化幅度就越小，運(yùn)動粘度在25～30mm2/s的粘度指數(shù)約是2.5，運(yùn)動粘度在425～435mm2/s的粘度指數(shù)約是35。市面上的礦物油可選270#、280#、32#。植物油可選大豆油、亞麻仁油、芝麻油、桐油等。油墨中一般要幾種油的混用，這樣可以取長補(bǔ)短，達(dá)到最佳的效果。
（2）樹脂
樹脂是提供墨膜的組成部分，以立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)附著在紙張上，形成堅硬的墨膜，同時給予油墨系統(tǒng)適當(dāng)?shù)恼扯取ａ槍σ惑w機(jī)油墨的承印基材是紙張，樹脂可選長油度的醇酸樹脂、鈣化松香樹脂、松香改性酚醛樹脂、低萜烯酚樹脂、石油樹脂、C9樹脂等。最好是兩種以上的樹脂混用，比例上要注意油墨的整體墨性。還要注意油和樹脂的相容性，樹脂對顏料的潤濕能力和光澤度。樹脂容易析出，在空氣中易氧化結(jié)膜，市面上的樹脂難以達(dá)到一體機(jī)油墨的要求，一般一體機(jī)油墨生產(chǎn)廠家都是自己對樹脂進(jìn)行化學(xué)改性，以滿足油墨的整體要求，提高其綜合性能。
（3）乳化劑
一般油水不互溶，要得到比較穩(wěn)定的乳狀液，必須加入乳化劑，降低其界面表面張力。乳化劑一般用非離子型表面活性劑，表面活性劑分子結(jié)構(gòu)上由親水的極性基團(tuán)和親油的非極性基團(tuán)所構(gòu)成，選擇HLB值（親水親油平衡值）=2.5～5的表面活性劑，形成水分散在油中即油包水（W/O）型的分散系統(tǒng)。乳化劑的選擇是整個油墨系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組份，它是油墨各方面性質(zhì)穩(wěn)定的決定因素。它是水相和油相的聯(lián)接體，起到橋梁的作用，是至關(guān)重要的。用量為3～4%。
（4）抗氧劑
礦物油、植物油和樹脂的結(jié)構(gòu)里，有很多不飽合的不穩(wěn)定的雙鍵，易被空氣中的氧氣氧化而交聯(lián)干燥，加入某種強(qiáng)還原劑后，對氧、熱和日光照射引起的老化、結(jié)皮有防護(hù)作用，可優(yōu)先接觸氧氣從而遲緩干燥進(jìn)程?？蛇x用：2246、DNP、4010NA、ANP等。
（5）顏料
一體機(jī)油墨，主要是黑墨和紅墨，黑色主要是碳黑，紅色主要是。油墨所用碳黑主要是槽法（CHANNEL）碳黑和爐法碳黑，其中爐法是主要的生產(chǎn)方法，黑度高，價廉，級數(shù)多。不過其表面活性低，要進(jìn)行表面處理（表面氧化）以提高表面活性。槽法碳黑，用在油墨中是最好的，因其表面活性高，亮度也高。但又因其產(chǎn)能低，價格相對較高。在所有的顏料當(dāng)中，碳黑是最難磨的，因些選擇上也是有相當(dāng)難度的。碳黑的主要技術(shù)指標(biāo)：比表面積，比表面積越大黑度越高，易浸潤、易分散但易聚集，；粒徑，粒徑小，比表面積大，越黑但易顯紅相，粒徑大則易分散顯蘭相；吸收值（DBP吸收值），其值高則碳黑結(jié)構(gòu)高，粘度高，著色力低，光澤度低；著色力，是表示碳黑染色白體的能力；揮發(fā)分，是碳黑表面吸附含氧官能團(tuán)（羥基、酯基、羧基等）的含量，它是碳黑表面化學(xué)性質(zhì)的表現(xiàn)，和PH值有相關(guān)性，表面處理程度高的其憎水性增強(qiáng)，吸潮性降低；PH值，一般爐法碳黑呈堿性，只有經(jīng)過表面處理后其值才在3～5之間且揮發(fā)分較高。篩選碳黑，要從整個油墨系統(tǒng)著手，即哪幾個指標(biāo)是起決定作用的，綜合考慮，以達(dá)到最佳效果。國外碳黑廠商有美國卡博特（cabot）、德國德固塞(dugussu)，日本的三菱，日本的DIC等；國內(nèi)有上海焦化、遼寧撫順和丹東、河南奇昌、天津大港、福建南平等。一體機(jī)油墨要求細(xì)度很小，10um以下的細(xì)度，色相顯紅棕色相，需加入蘭顏料以補(bǔ)色，達(dá)到從肉眼看更黑更柔和的感覺。一般加入碳黑量7%左右的酞菁藍(lán)。紅色顏料主要是選金光紅、大紅等。紅色顏料的吸潮性很高，在使用中要注意這點(diǎn)，吸潮飽和的油墨光澤度很低，表面暗淡。
（6）分散劑
在所有的顏料當(dāng)中，碳黑是最難磨、最難分散的，并且分散后又容易聚集返粗。碳黑專用超分散劑有：烷基胺類、聚酯類、多元羧酸類，磷酸酯類，醇胺鹽類和醇酸樹脂類。加入小量的分散劑可以成倍提高碳黑的分散效果。
2、水相
水相組成有：純水、吸水劑、保水劑（防干劑、保濕劑、抗凍劑）、和防腐防霉劑。水相的PH值被視為控制生產(chǎn)過程中的一個最關(guān)鍵的因素。PH值偏低，會導(dǎo)致水性油墨粘度增大，PH值偏高，粘度小，干燥變慢，抗水性變差，油墨易出現(xiàn)油水分離。
（1）純水
要求水質(zhì)是中性去離子水，電導(dǎo)率達(dá)到15us/cm2以下。
（2）吸水劑
有阿拉伯膠、纖維素類、粘土類、丙烯酸水性樹脂等。它的作用很大，具有增稠、乳化、穩(wěn)定、防沉降和成膜等等作用。其機(jī)理：具有很強(qiáng)的吸水能力，促使自身體積大幅度膨脹，并使乳液粘度增大。
（3）保水劑（防干劑、保濕劑）
水易蒸發(fā)，要加入高沸點(diǎn)的溶劑。一般是乙二醇、丙三醇（沸點(diǎn)較高，冰點(diǎn)較低和水互溶），在油墨系統(tǒng)里作為濕潤增強(qiáng)劑、保濕劑和乳化劑。又由于水、油相的界面張力相對較大，這種高沸點(diǎn)溶劑能有效地降低相界面的表面張力，增大油墨對紙張的接觸角，從而達(dá)到鋪展效果；能有效地防止油墨在低溫環(huán)境下發(fā)生凍結(jié)，起到保濕趨勢作用。
（4）防腐防霉劑
防腐防霉劑防止水相中細(xì)菌霉菌的生長，防止油墨變味、變質(zhì)。
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