目前,國內(nèi)傳統(tǒng)膠印仍占主導(dǎo)地位,柔性版印刷、凹版印刷和絲網(wǎng)印刷發(fā)展很快,印后裝訂聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化、彩色桌面出版系統(tǒng)已普及應(yīng)用,圖文處理系統(tǒng)的開放式及數(shù)字化已成為印前系統(tǒng)的基本特征,直接制版技術(shù)和數(shù)字印刷已成為印刷出版工業(yè)的發(fā)展方向,與印刷工業(yè)相關(guān)的環(huán)保法規(guī)不斷完善;但是無論是印刷設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn),印刷車間的環(huán)境污染問題,還是印刷耗材特別是用量最大的印刷油墨的環(huán)保問題仍與國際水平差距甚大,這一切皆給我國印刷工業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,對(duì)于印刷耗材行業(yè)而言,研制生產(chǎn)各種新型符合環(huán)境保護(hù)要求的印刷耗材,特別是印刷油墨是一個(gè)巨大的機(jī)遇;對(duì)原有的配方、生產(chǎn)工藝、原材料、干燥方式進(jìn)行改造,均已提到議事日程上來。以下談一下國內(nèi)外印刷行業(yè)對(duì)環(huán)境造成的影響問題。
● 印刷行業(yè)對(duì)環(huán)境的影響
目前在我國柔性版印刷、凹版印刷等印刷過程中大量使用的油墨基本上是溶劑型油墨,這些溶劑型油墨的有機(jī)揮發(fā)物沒有處理,直接排入車間空氣中,對(duì)生產(chǎn)工人的健康造成極大的危害。這是因?yàn)檫@些溶劑型油墨含有 50%~60 %的有機(jī)揮發(fā)性組分,在生產(chǎn)過程中還需要加上調(diào)油墨粘度所需的稀釋劑,那么在印品干燥時(shí),油墨所散發(fā)出來的揮發(fā)性組分的總含量可以高達(dá) 70%~80%。
這些有機(jī)溶劑所揮發(fā)的氣體,通過呼吸進(jìn)入工人的體內(nèi),對(duì)人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害,對(duì)環(huán)境造成很大的危害。根據(jù)作者最新做的一項(xiàng)研究表明,在這類印刷廠中的苯類化合物嚴(yán)重超標(biāo),詳細(xì)結(jié)果見表 1。
按照國標(biāo)要求,工業(yè)生產(chǎn)車間中苯的最高容許濃度為10 mg/m3、甲苯為100?。恚纾恚场⒍妆綖椋保埃埃恚纾恚?,這些印刷廠苯的平均濃度超過國家標(biāo)準(zhǔn)2.2倍,甲苯超過國家標(biāo)準(zhǔn) 4.2 倍,二甲苯平均濃度也超過國家標(biāo)準(zhǔn)。從醫(yī)學(xué)角度來說,這會(huì)減弱機(jī)體中抗氧化酶的活性,使得整個(gè)酶保護(hù)系統(tǒng)全線崩潰,導(dǎo)致不可逆性的細(xì)胞損傷。造成肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)的損害,對(duì)印刷工人的健康帶來極大的無法逆轉(zhuǎn)的傷害,這種例子在印刷行業(yè)已經(jīng)持續(xù)很多年了。
在膠印車間,膠印過程中的酒精潤(rùn)版液無時(shí)無刻不在車間的空氣中排放醇類有機(jī)揮發(fā)物,在暫時(shí)停機(jī)、換色時(shí)需要對(duì)墨輥和橡皮布進(jìn)行清洗保養(yǎng),這個(gè)過程更是大量采用了易燃、易爆的汽油(從廠家角度來看,使用汽油作為清洗劑,方便、隨手可得,清洗效果好,干燥速度快;最重要的是價(jià)格便宜,大大降低了生產(chǎn)成本)。但是在看到采用汽油作為清洗劑好處的同時(shí),人們常常忘記了汽油的使用會(huì)給車間帶來安全隱患,當(dāng)汽油濃度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),會(huì)引起車間爆炸和火災(zāi),從而使印刷廠在頃刻之間化為烏有;另一方面,在使用含鉛汽油時(shí),空氣中彌漫的汽油蒸汽將導(dǎo)致印刷工人的慢性鉛中毒,這一點(diǎn)更被人們忽視。
長(zhǎng)期以來,各種印刷過程中的“飛墨”現(xiàn)象困擾了整個(gè)印刷過程。飛墨現(xiàn)象是因?yàn)橛∷C(jī)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),墨輥間的墨膜被分裂、拉長(zhǎng),產(chǎn)生斷片,在油墨的表面張力作用下,這些斷片收縮,形成眾多球狀的細(xì)小墨滴散落在空氣中,即所謂的飛墨現(xiàn)象。飛墨問題既是高速印刷過程中危害性極大的常見印刷故障,也是造成環(huán)境污染的重要因素。
● 飛墨現(xiàn)象給印刷過程帶來的較大危害性有:
①對(duì)環(huán)境造成污染。油墨飛散到空氣中、機(jī)器設(shè)備上、墻面上等,輕者會(huì)影響到環(huán)境的整潔、美觀,重者會(huì)引起爆燃,引發(fā)安全事故。
②對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響。油墨飛散到印品上,會(huì)使印品表面產(chǎn)生一定程度的臟污,使印品的清晰度等受到影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致印品作廢。
③對(duì)人的身體健康造成長(zhǎng)時(shí)間的損害。由于目前的油墨中普遍采用有機(jī)顏料、有機(jī)溶劑及添加劑,在原材料中有不少含有重金屬成分。這些有害物質(zhì)會(huì)通過飛墨吸附在工人的皮膚表面,被吸入呼吸道,勢(shì)必對(duì)操作人員的健康造成不良影響。
另外根據(jù)最新的研究結(jié)果表明,印刷車間工人血清中金屬鉻、錳 2 種元素含量明顯高于非印刷車間(對(duì)照組)人群,這說明印刷車間工人由于工作原因可能接觸更多的金屬鉻、錳。
金屬鉻可對(duì)人體造成多種危害。鉻化合物并不損傷完整皮膚,但當(dāng)皮膚擦傷而接觸鉻化合物時(shí)即可發(fā)生傷害作用。接觸金屬鉻(Ⅵ)也可發(fā)生鉻性皮炎和濕疹。鉻化合物對(duì)呼吸道也有嚴(yán)重的損害。而鉻化合物對(duì)眼的損害則主要表現(xiàn)為眼皮及角膜接觸鉻化合物可引起刺激甚至潰瘍, 癥狀為眼球結(jié)膜充血、有異物感、流淚、刺痛,并導(dǎo)致視力減退,嚴(yán)重時(shí)角膜上皮剝落。食入金屬鉻(Ⅵ)化合物可引起口黏膜增厚, 反胃嘔吐, 有時(shí)帶血, 劇烈腹痛, 肝腫大,并伴有頭痛、頭暈、煩躁不安、呼吸急促、脈速、口唇指甲青紫、肌肉痙攣等癥狀,嚴(yán)重時(shí)循環(huán)衰竭,失去知覺, 甚至死亡。不僅如此,金屬鉻還具有致突變性和潛在致癌性。金屬鉻(Ⅵ)是國際抗癌研究中心和美國毒理學(xué)組織公布的致癌物, 具有明顯的致癌作用。
金屬錳對(duì)人體的危害也不容忽視。生產(chǎn)中過量吸入錳煙及錳塵可引起中毒。慢性中毒主要表現(xiàn)為錐體外系神經(jīng)障礙。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,作業(yè)工人頭發(fā)中金屬鎘、金屬錳、金屬鉻3種元素含量均明顯高于對(duì)照組人群,這可能是由于印刷車間油墨或其他有害物質(zhì)污染造成的,作業(yè)工人長(zhǎng)期接觸空氣粉塵,造成體內(nèi)重金屬元素的蓄積。
金屬鎘元素對(duì)人體的危害也不容忽視。金屬鎘可經(jīng)呼吸道和消化道進(jìn)入人體,經(jīng)呼吸道吸入鎘塵和鎘煙。長(zhǎng)期慢性接觸金屬鎘,會(huì)引起腎毒性。從各車間空氣樣本結(jié)果可以看出,印刷作業(yè)車間空氣中重金屬含量略高于對(duì)照組,由于空氣粉塵中的重金屬元素主要是通過呼吸道進(jìn)入人體,所以,此空氣樣本結(jié)果有可能跟作業(yè)工人體內(nèi)某些重金屬元素蓄積有關(guān)。
綜上所述,通過實(shí)驗(yàn)可以看到,印刷業(yè)中存在的污染除了有機(jī)物,還包括重金屬,如鉻、錳等。這些污染影響著作業(yè)工人的健康,應(yīng)引起重視。僅僅從上面所舉的幾個(gè)例子就可以知道,在印刷行業(yè)中有害氣體的排放、有害液體和固體的使用及其廢棄物的排放,均對(duì)印刷工人的健康和人類的生存環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。這種環(huán)境問題不僅涉及到人類文明的前途,也涉及到企業(yè)的生存與發(fā)展。因此我們必須考慮印刷業(yè)的環(huán)境保護(hù)問題,擬訂切實(shí)可行的有力措施。
再來了解國外的一些做法,我們可以借鑒參考。在國外為限制污染,一些國家制定了“勞動(dòng)衛(wèi)生法”、“有機(jī)溶劑排放法”等一系列法規(guī)。這些法律、法規(guī)決定了印刷生產(chǎn)工藝和油墨的研究與發(fā)展方向。
在歐洲例如德國,早在 1982 年就頒布了《化學(xué)制品法》,其內(nèi)容包含了 3 項(xiàng)規(guī)定,這些規(guī)定強(qiáng)制性地要求了企業(yè)對(duì)工人一般健康的保護(hù)和對(duì)環(huán)境的保護(hù)。
在這些環(huán)保法律的壓力下,國外印刷行業(yè)的研究部門和廠家不得不研究、開發(fā)無溶劑的油墨,即無揮發(fā)性或者少揮發(fā)性的油墨。
歐美國家于90 年代前后通過了更為嚴(yán)格的與環(huán)保有關(guān)的揮發(fā)性有機(jī)溶劑(VOC)法律。VOC法律要求印刷廠和油墨生產(chǎn)廠商達(dá)到以下要求:①在作業(yè)車間外不應(yīng)有有機(jī)溶劑的氣味。②在作業(yè)車間內(nèi)揮發(fā)性物質(zhì)的濃度必需低于50mg/m3(VOC),100?。恚纾恚常ǎ茫希┖停保埃埃恚纾恚常ǎ危希km然這個(gè)嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)法現(xiàn)在只是在歐美國家采用,但是遲早將成為世界各國環(huán)境保護(hù)法的基準(zhǔn)。
● 印刷研究開發(fā)的新方向
在油墨的生產(chǎn)和研制工作中,為了符合VOC 法律的要求,西方國家目前在油墨配方和干燥系統(tǒng)中做了很大的改進(jìn),目前使用得比較多的油墨有以下品種—也是筆者認(rèn)為印刷研究開發(fā)的新方向:
一、輻射固化油墨
實(shí)際上UV 固化油墨早在40 年代就已經(jīng)開發(fā)出來,但是直到最近20 年才得到較大發(fā)展。由于油墨中不含溶劑,不存在VOC 問題,印刷過程對(duì)環(huán)境是友好的。80年代后,隨著西方國家VOC法律的實(shí)施,應(yīng)該說人們對(duì) UV 固化油墨有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
紫外線固化油墨不同于其它類型的油墨,是依靠紫外線的能量來干燥的。這種油墨的連結(jié)料中含有一定數(shù)量的不飽和雙鍵,在有少量光引發(fā)劑存在的情況下,一經(jīng)紫外線輻射即產(chǎn)生游離基,然后迅速引發(fā)乙烯基發(fā)生聚合作用。因此,在紫外線能量的作用下,使高分子物質(zhì)在瞬間形成網(wǎng)狀交聯(lián),油墨迅速固化,這種反應(yīng)是在幾秒鐘甚至更短的時(shí)間內(nèi)完成的。
但是UV 固化油墨成本較高,使用過程較常規(guī)油墨復(fù)雜。UV 固化油墨特點(diǎn)是環(huán)保和快速,這是由于采用了活性稀釋劑(單體)調(diào)節(jié)油墨黏度,在活性稀釋劑中揮發(fā)性的有機(jī)化合物組分非常低,與普通油墨相比環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)很突出;與水基墨相比,水基墨主要是采用水作為稀釋劑,干燥速度比較慢,而UV 固化油墨的干燥速度非???。由于不包含揮發(fā)性的成分,如溶劑或水,不會(huì)使色彩和印刷特性產(chǎn)生變化。在印刷過程中UV 固化油墨易保持色彩和黏度的穩(wěn)定,一旦在印刷前將墨色調(diào)整好后,在印刷機(jī)上的調(diào)整工作量就非常小,也無須再加入其他的添加劑。印刷中途停機(jī)時(shí),在墨輥和網(wǎng)紋輥上的油墨也不會(huì)干燥結(jié)皮。干燥后的UV 油墨層表面具有極高的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性,且具有很高的遮蓋力和光澤度。UV技術(shù)能帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益,如提高產(chǎn)量、交貨期縮短、節(jié)省空間、印刷品色彩鮮艷、圖像清晰度高等,無論從環(huán)保的角度還是技術(shù)發(fā)展的角度考慮,UV 油墨都有其較廣闊的應(yīng)用前景。
與普通油墨的成分相比,UV 油墨也是由顏料、連結(jié)料和助劑組成的。不過UV 油墨連結(jié)料是由光引發(fā)劑(和光敏劑)、預(yù)聚物和活性單體及油墨助劑(流平劑、消泡劑、表面活性劑、填料)等組成的。 光引發(fā)劑(photoinitiator)是紫外線固化油墨的關(guān)鍵組分,關(guān)系到配方體系在光輻照時(shí),預(yù)聚物及活性稀釋劑能否迅速交聯(lián)固化。
預(yù)聚物樹脂是 U V 光固化產(chǎn)品中占質(zhì)量百分比最大的組分之一,它和稀釋劑單體一起往往占到整個(gè)配方質(zhì)量的 70%以上,它是 UV 固化油墨的連結(jié)料樹脂部分。油墨被印刷在承印物材料上后,經(jīng)過UV 固化,墨膜的基本性能(包括柔軟性、附著力、耐老化性等)就主要由預(yù)聚物決定,當(dāng)然這些性能也與光反應(yīng)的轉(zhuǎn)換率有關(guān)。
在紫外線固化油墨體系中,由于預(yù)聚物的黏度通常較高,需加入稀釋劑以調(diào)節(jié)黏度。光固化體系中的稀釋劑一般是可以參加固化反應(yīng)的,因此稱之為活性稀釋劑(reactive?。洌椋欤酰澹睿簦螅幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)來說,這些活性稀釋劑一般是含有可聚合官能團(tuán)的小分子,因而習(xí) 慣 上 也 稱 之 為 單 體(monomer)。實(shí)際上,個(gè)別在光固化體系采用的單體在室溫下為黏稠液體甚至是固體,沒有稀釋的作用,這時(shí)稱為單體(而不是活性稀釋劑)更貼切。在光固化體系中由于用了活性稀釋劑,大大減少了固化過程中進(jìn)入空氣的有機(jī)揮發(fā)物,這賦予了光固化體系的環(huán)保特性。
常用于 UV 油墨的預(yù)聚體主要有丙烯酸酯型,根據(jù)結(jié)構(gòu)組成可分為環(huán)氧丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、聚醚丙烯酸樹脂、丙烯酸化聚丙烯酸酯。
活性稀釋劑(單體)按其每個(gè)分子所含反應(yīng)性基團(tuán)的多少,可以分為單官能團(tuán)活性稀釋劑和多官能團(tuán)活性稀釋劑。按官能團(tuán)的種類,可以把活性稀釋劑分為(甲基)丙烯酸酯類、乙烯基類、乙烯基醚類、環(huán)氧類等。由于含有丙烯酸基的數(shù)量不同,可分為單官能度、雙官能度和多官能度三類。官能度不同的活性稀釋劑,稀釋效果和固化速度都不同。一般來說,官能度愈多固化速度愈快,但稀釋效果愈差。活性單體不僅可以調(diào)節(jié)體系黏度,還可調(diào)節(jié)固化后墨膜的性能和固化速度。稀釋劑官能度對(duì)體系黏度,固化速度,固化墨膜均有影響。
從生產(chǎn)的角度來講, 目前在國內(nèi)真正能夠大量提供UV 固化油墨的廠家不多,特別是高檔的UV 固化油墨更是稀缺,很多高檔用戶都選擇采用進(jìn)口油墨用于高檔印刷作業(yè),如果國內(nèi)有廠家可以在這方面有所研究和生產(chǎn), 填補(bǔ)這方面的空白, 應(yīng)該是國內(nèi)油墨廠家發(fā)展的一個(gè)新的方向,也具有很大的市場(chǎng)潛力。UV 固化油墨的研發(fā)過程不是很容易,它綜合了數(shù)方面的知識(shí):對(duì)各種原材料的性能作用要有比較深入的了解;對(duì)各種原材料的合理搭配要有一定的了解;對(duì)反應(yīng)機(jī)理要有所了解;對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟要非常清楚;對(duì)承印物材料與UV油墨的關(guān)系要非常清楚。
現(xiàn)有的 U V 油墨還需要繼續(xù)改進(jìn),這也是開發(fā)商面臨的挑戰(zhàn)之一。這些問題包括:如何提高固化速度;如何解決好附著力;如何解決墨膜的硬度和柔性的矛盾;如何滿足各種印刷過程的印刷適性等問題。這一切都需要通過實(shí)驗(yàn)來解決,要有耐心、恒心, 堅(jiān)持下去才可能開發(fā)出高質(zhì)量的UV 固化油墨。
水基UV 固化油墨更是目前這一領(lǐng)域的前沿,國內(nèi)涉足這一領(lǐng)域的廠家非常少。
二、 水基油墨
水基油墨是以水溶性樹脂為連結(jié)料,主要以水為溶劑制得的印刷油墨。早已被柔性版、凹版印刷、絲網(wǎng)印刷采用,最近也開始應(yīng)用在無水膠印上。水基柔性版油墨已經(jīng)大量用于報(bào)刊印刷,水基凹版油墨也開始取代溶劑型油墨,但是目前這種趨勢(shì)有減慢的跡象,估計(jì)會(huì)持續(xù)到更加嚴(yán)厲的法律出臺(tái)。
水墨的環(huán)保性能是無可置疑的,一些國際大公司的印刷品皆要求采用水墨作為印刷油墨。對(duì)于水墨來講,研究其各種配方以達(dá)到最佳的印刷適性。滿足最終印刷品的各種耐抗性的要求,盡量減少油墨的生產(chǎn)成本,研發(fā)新的水性樹脂連結(jié)料,甚至研發(fā)一種新的助劑等等,便成為國外水墨研發(fā)的一個(gè)又一個(gè)新的課題。
水基墨連結(jié)料大體有兩種類型,一類是水稀釋型連結(jié)料(堿溶性連結(jié)料),另外一類是水分散型連結(jié)料(水包油乳液型)。水稀釋型連結(jié)料所用過的樹脂種類很多,如蟲膠、馬來酸樹脂、馬來酸樹脂改性蟲膠、氨基甲酸乙酯樹脂、水性氨基樹脂和水溶性丙烯酸樹脂等。水分散型連結(jié)料(水包油乳液型),其中油相是作為顆粒狀分散于水相中,是一種兩相體系,油相顆粒不能夠溶解于水,但是可以用水進(jìn)行稀釋。這種連結(jié)料是通過在水中乳化的單體進(jìn)行聚合反應(yīng)得到的,這些單體有:丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丁二烯、氯乙烯及其他乙烯酯等。
1.水稀釋型連結(jié)料也叫做堿溶性連結(jié)料。水稀釋型連結(jié)料之所以能采用水稀釋,是因?yàn)檫B結(jié)料中的高分子樹脂含有 -COOH(羧基)、-OH(羥基)、-NH2(氨基)等基團(tuán),這些基團(tuán)是親水的。對(duì)這些親水的基團(tuán),可用低分子量的胺來部分中和帶有羧酸基團(tuán)的樹脂,也可以用低分子量的酸來部分中和帶有氨基的樹脂,而形成有機(jī)胺鹽。胺鹽因電離作用能溶于水,所以能用水來進(jìn)行稀釋,因此叫做水稀釋型連結(jié)料。又因?yàn)槟壳爸饕怯玫头肿恿堪穪碇泻汪人峄鶊F(tuán),因此也叫做堿溶性連結(jié)料。這類連結(jié)料樹脂用得比較多的是改性的松香樹脂丙烯酸樹脂、苯乙烯或其他單體改性的丙烯酸樹脂和乳液。丙烯酸樹脂溶液系分子量相當(dāng)?shù)偷木酆衔?,其分子量范圍在1000~1500?左右,當(dāng)這種樹脂溶于水或水胺的混合液中時(shí),其性能與其他溶劑型樹脂相類似,這種樹脂溶液是透明的液體,黏度性質(zhì)接近牛頓流體,能夠自動(dòng)固化,易于溶解。
丙烯酸樹脂溶液廣泛使用在顏料的研磨分散過程中,它是高效能的潤(rùn)濕劑和研磨劑,采用它作為研磨劑,可以在配方中減少有機(jī)顏料的用量,而顏料是水基型油墨中占成本最大的一部分,因此選擇好丙烯酸樹脂溶液就成為這類水墨配方設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的關(guān)鍵問題。在這類配方中,如果采用分子量在1000~4000 的低分子量樹脂時(shí),其用量要比較高才能保證墨膜具有比較高的光澤。但是這類樹脂也具有一些不可克服的缺點(diǎn),例如其干燥后墨膜的性能比較差;印刷適性不好;成膜后抗水性很差;且不能形成連續(xù)的膜,所以很少采用丙烯酸樹脂溶液?jiǎn)为?dú)制作油墨,一般應(yīng)該與丙烯酸乳液體系連結(jié)料混合使用,再加入合適的添加劑、助劑,這樣制出的油墨才能保證有良好的印刷適性。丙烯酸樹脂溶液目前被廣泛應(yīng)用于水基墨體系中,是因?yàn)楸┧峋酆衔镌牧系膬r(jià)格優(yōu)勢(shì),特別是引入苯乙烯制成的共聚物更提高了成膜物的耐堿性、抗污性、抗粉化性、高光澤和硬度。
用水溶性丙烯酸樹脂制作的水墨品質(zhì)最優(yōu)。但國內(nèi)目前多數(shù)采用價(jià)格低廉的松香改性馬來酸樹脂做連結(jié)料來制造水墨,采用這種連結(jié)料生產(chǎn)的水墨的光澤和耐水性較差,滿足不了高品質(zhì)的包裝印刷的要求,只適合于低檔的紙箱印刷。氨基甲酸乙酯樹脂、水性氨基樹脂的穩(wěn)定性較好,但印刷適性和可溶性略差。所以目前使用最廣泛的樹脂是帶有羧酸及羥基官能團(tuán)的丙烯酸樹脂。
2.水分散型連結(jié)料
乳液是聚合物顆粒在水中的分散體,所以乳液型連結(jié)料可叫做水分散型連結(jié)料。大多數(shù)乳液的制造是用自由基引發(fā)的鏈增長(zhǎng)工藝。開始時(shí)單體是在表面活性劑存在下乳化于水中,通過在水中乳化的單體進(jìn)行聚合反應(yīng)而得到的,因而稱為乳液聚合,所制得的聚合物稱為乳液。其合成原料和工藝在很多著作中皆有介紹,讀者可以選擇參考。
在水墨中使用最多的是丙烯酸乳液,與丙烯酸溶液相比,丙烯酸乳液有較多的品種,乳液其組成不同,粒子大小的差異,不同的粒子分布,使得它具有各種各樣的物化特性。
丙烯酸乳液使用在油墨中,可以為其提供關(guān)鍵的應(yīng)用性能。在油墨配方設(shè)計(jì)中,應(yīng)該優(yōu)先選用小顆粒膠體的丙烯酸乳液,以便保持具有良好印刷性能的樹脂乳液,這種樹脂乳液在高剪切的印刷條件下仍然能夠保持黏度的穩(wěn)定。
乳液型連結(jié)料比丙烯酸樹脂溶液有較快的水釋放性,因此可以大大改進(jìn)油墨的干燥速度,而且與純?nèi)芤合啾龋稍锖蟮哪な峭耆蝗苡谒模@就大大改進(jìn)了墨膜的抗水性能。小顆粒乳液的顆粒約是0.08 微米,這種乳液是透明的,滿足油墨需要的透明度和光澤度高的要求;與普通乳液比較,它還能夠減少產(chǎn)品中的泡沫。
由于結(jié)膜丙烯酸乳液具有良好的粘結(jié)性,柔軟性和防水性,所以被廣泛用于薄膜、金屬箔等非吸收性介質(zhì)印刷油墨中,通常結(jié)膜丙烯酸乳液與硬質(zhì)非結(jié)膜乳液按一定比例混合使用,做出的油墨既具有良好的印刷適性,又有優(yōu)良的粘著性和光澤。這種形式現(xiàn)正在被油墨制造商廣泛的使用??傊?Tg值聚合物能增加墨膜硬度、光澤度、干燥速度。低Tg 值乳液有優(yōu)良的成膜性并能增加膜的耐性,如耐水、耐油脂、柔韌性以及對(duì)非吸收性承印物材料的附著性,如聚乙烯、聚丙烯、聚酯和鋁箔。乳液聚合的單體有丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丁二烯、氯乙烯及其他乙烯酯等。除了這些單體的均聚之外,共聚也同樣重要。各種形式的乳液具有兩相結(jié)構(gòu):作為連續(xù)相的溶劑水和分散相的固體聚合單體。當(dāng)固體顆粒的熱運(yùn)動(dòng)能小于靜電排斥力與范德華吸引力的能量之和時(shí),液體處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了保證水基墨系統(tǒng)不出現(xiàn)絮凝沉淀現(xiàn)象,必須非常注意保持這種穩(wěn)定性。影響穩(wěn)定性的重要因素有:①酸的存在,②系統(tǒng)中鹽的含量,③溶劑水及其蒸發(fā),④帶有相反電荷的膠體,⑤溫度的變化,⑥在印刷過程中高剪切力或壓力的存在等。因此在水基墨的研制和加工過程中及使用時(shí)應(yīng)考慮到以上諸多因素。無論如何,在所要求的質(zhì)量期內(nèi)水基墨的穩(wěn)定性是最重要的。對(duì)于現(xiàn)有水墨中的種種問題,例如顏料的潤(rùn)濕性能問題,生產(chǎn)時(shí)對(duì)顏料的研磨分散問題,水墨存儲(chǔ)穩(wěn)定性(不分層、不沉淀、不絮凝)問題,印刷過程中水墨在承印物材料(特別是非吸收性的塑料、金屬表面)上的迅速干燥問題和附著力問題,水墨的稀釋問題等等,尚在慢慢解決之中。
水墨中還有一些助劑,其種類較多,主要有以下幾種:偶聯(lián)劑、中和劑、溶劑(共溶劑)、增稠劑、防沉降劑、防霉劑、潤(rùn)濕劑和分散劑、消泡劑等,這里不予以介紹。
目前我國的現(xiàn)狀是,高檔的水墨基本被進(jìn)口油墨占領(lǐng),我國的廠商只能生產(chǎn)一些低檔的水墨。也就是說,水墨的研發(fā)和生產(chǎn)在我國剛剛處于起步階段,無論是開發(fā)商還是生產(chǎn)商都是大有可為的,這里隱含了巨大的商機(jī)。
三、植物油基墨(主要是豆油基油墨在膠印印報(bào)油墨中獲得了成功)傳統(tǒng)油墨的研發(fā)方面,也有大量工作要做:例如傳統(tǒng)膠印油墨中樹脂連結(jié)料的進(jìn)一步改進(jìn);亮光度的進(jìn)一步提高而不影響干燥 問題;采用環(huán)保型的豆油基輪轉(zhuǎn)膠印油墨的進(jìn)一步改進(jìn)問題;提高膠印油墨的色彩,使得墨膜更鮮艷的問題(這一工作國內(nèi)的研發(fā)正在進(jìn)行之中)。今年在我國的輪轉(zhuǎn)膠印油墨市場(chǎng)上可以見到這類油墨。在這種油墨中,水已經(jīng)代替了植物油和礦物油為溶劑,即水基膠印油墨,這在國際上也處于起步研究階段。
還有各種特種油墨的研發(fā),例如導(dǎo)電油墨、磁性油 墨、彩票覆蓋油墨、被動(dòng)發(fā)光油墨等等。總而言之,隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展,印刷業(yè)和油墨生產(chǎn)行業(yè)面臨了一系列新的挑戰(zhàn)。因此在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中,只有依靠科技的力量,依靠市場(chǎng)的開發(fā),才能適應(yīng)時(shí)代的需求。