水性塑料油墨的制造与使用方法水性塑料油墨的制造与使用方法 姚红元 概述（一）概述（一）l在我国凹版塑料油墨，是从六十年代逐渐发展起来的，当时以印聚氯乙烯为主，到了七十年代，我国聚乙烯工艺设备稳定发展，再加上聚丙烯，涤纶等塑料的出现并大量广泛运用，促进了这种油墨的发展。上世纪八十年代以来，我国的塑料软包装业得到了飞速发展，促进了食品、日化及医药等产品包装的不断更新换代。工业化进程的加剧，带来更多的环境问题，各国政府制定政策要求发展经济时应能更好的保护环境及自然资源。人们环保、卫生安全意识的不断增强，促使我们对塑料软包装的要求更趋于严格，特别是对卫生安全性指标的要求，如溶剂的毒性、溶剂的残留量、重金属含量等指标。 概述（二）概述（二）l软包装凹版印刷业虽然为人们提供功能各异的包装袋，但由于大量有机溶剂的挥发也带来了严重的环境负面影响。目前，我国的软包装凹版油墨和干式复合胶黏剂中，大量使用芳烃、酯酮类挥发性有机溶剂，印刷业内人也普遍认为，只有改进凹印过程中的环境污染问题，方能长期确保凹版印刷业的更进一步发展，否则将面临淘汰的可能。 一、水性塑料油墨的性能一、水性塑料油墨的性能 l全水性塑料油墨是由连接料、高档有机颜料、助剂、水等经高速分散的液体油墨。溶剂全部是水，不含任何共溶剂。不燃、不爆、安全。饱和度、鲜艳度近似溶剂墨。对非吸收基材的附着牢度好，干燥速度可控可调。对印版无腐蚀。是一个非常环保的新型油墨产品。二、水性塑料油墨的制造（一）二、水性塑料油墨的制造（一） 生产机理生产机理l水性塑料油墨的性质如粘度、附着力、光泽、水干燥及适应性等主要取决于水性树脂。由于其在光泽耐候性耐热性耐水性耐化学性和耐污染性等方面有显著优势，使其无论在直接分散或合成高分子乳液中时，均能表现出优良的性能。l 水性树脂最重要的性能是对颜料的分散及润湿性。选择碱可溶的聚合物，树脂中有亲水官能团。使用胺中和侧链上的羧基成盐而提供水溶性能。胺的用量和种类对高分子的水化及水化后的涂膜性能影响较大。可选择氨水、单乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺和2-氨基-甲基丙醇等。中和程度愈高油墨的粘度愈大，一般控制PH值在8-8.5为佳。二、水性塑料油墨的制造（二）二、水性塑料油墨的制造（二）（1）乳液型丙烯酸树脂的选择）乳液型丙烯酸树脂的选择 l水性塑料油墨的连接料树脂通常包括几个部分：亲水性较强分散颜料的水溶性树脂，调节流变和涂膜耐性的疏水性乳液和调节干性的不成膜的憎水乳液。乳液型树脂是主要的成膜树脂，且不具有剪切性和耐冻性。亲水官能团能少，墨膜的耐性好，但膜的复溶性差，印刷中易堵版。应通过比较试验，筛选三种树脂的种类及用量。最好形成三角架构。二、水性塑料油墨的制造（三）二、水性塑料油墨的制造（三）（2）水性颜料的选择）水性颜料的选择l 水性塑料油墨靠颜料着色，要求颜料分散性好且耐碱。国产颜料的吸油值普遍偏高，不适合用于水性体系，即使有一部分能用，也经常出现饱和度不够的情况。最适宜的是采用高固含量的颜料滤饼，其着色力可提高5-15%，色泽艳亮，粘度低，体系稳定且只需高速分散，简化制墨工艺。为了降低成本，可以选用色泽鲜艳的有机颜料，如立索尔宝红、金光红、酞青蓝、酞青绿、联苯胺黄、永固黄等，白色选用钛白粉，黑色选用高色素炭黑。加入表面活性剂有助于颜料离子的分散和稳定。 二、水性塑料油墨的制造（四）二、水性塑料油墨的制造（四） （3）助剂的选择）助剂的选择l水性塑料油墨用助剂较溶剂型油墨显得更为重要，通过助剂来改善水性油墨的缺点，提高其稳定性及印刷适性。常用的助剂包括润湿分散剂、流平剂、消泡剂、交联剂、抗磨剂等。在配方设计过程中应该从物理、化学的各项性能和指标进行探索和鉴定，并且根据油墨在印刷机上的使用情况和印刷品的性能来改进和调整。 三、水性塑料油墨的质量指标三、水性塑料油墨的质量指标项 目 技 术 指 标 颜色 近似标样 细度（m） 5 着色力（%） 95110 粘度（蔡恩3号杯、秒/25） 2010 初干性（mm/30秒） 10-30 耐水性 48小时 耐摩擦 揉搓20次不掉色 PH值 8.0-8.5 粘贴牢度 胶带粘贴无墨迹脱落 四、水性塑料油墨配方（一）四、水性塑料油墨配方（一）l由于本产品所含乳液不具有机械稳定性，故生产采用如下方法：l第一步：色浆的制备：l 原红浆 原黄浆 原蓝浆 白浆 黑浆 l树脂液(33%固含)： 30 35 35 30 30l57:1洋红： 40l14#黄： 40l15：3酞青蓝 40l996龙蟒钛白粉： 60l高色素炭黑： 35l消泡剂： 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2l去离子水： 29.8 24.8 24.8 9.8 34.8l说明：采用专用颜料分散树脂。有非常好的分散能力与展色性，光泽好；l 上述色浆粘度一般控制在20秒左右3#杯；l 色浆细度小于5微米。储存稳定性为6个月。四、水性塑料油墨配方（二）四、水性塑料油墨配方（二）l第二步：连接料的配制：l 树脂液： 10 l 成膜乳液： 53 l 硬乳液： 33 l 3230D： 0.2l 蜡乳液： 3l 流平剂： 1l此连接料的粘度为15秒左右，TG值为6.9.l 操作工艺：先加入硬乳液，开搅拌于300转加入成膜乳液，搅拌均匀后加入树脂液，搅拌20分钟后加入助剂，再搅拌10分钟。静置待用。l第三步：油墨的调配：l取上述的连接料七份，搅拌下加入三份色浆，搅拌10分钟后做指标，指标合格后过滤装桶，入库。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理1、水性塑料油墨的使用方法、水性塑料油墨的使用方法 l1）本产品可用蒸馏水调节油墨粘度，控制粘度蔡恩3#杯12-15秒。粘度过高，会造成油墨的转移性能较差，易造成脏版、糊版等弊病。l（2）塑料薄膜凹版水性油墨使用时，PH值注意应控制在8.0-8.5，不可过大或过小。每隔2-3小时必须检测PH值是否在使用范围，否则需补加胺加以调节。l（3）印版采用电雕版或激光雕版，版深应在15-25微米之间为宜。现有版深一般在35-55微米。版浅能提高印速，并节约用墨。版过深会影响印速，且耗墨量大，易发生粘连。l（4）烘干温度60-75为宜，而且风量要大，使转移到薄膜上的油墨迅速干燥。l（5）在印刷前水墨倒入墨槽后，让印版空转2-3分钟，起到润湿印版和搅拌作用，印刷过程如观察印品而临时停机时，不得使印版停止转动，以免印版上的墨干固而造成塞版。如塞版可以用专用洗版液润湿清洗。l（6）印前根据版的深浅调整好墨的粘度后，在印刷过程中尽量不要往墨中加水，只要加新墨即可，以保证印品前后颜色及色浓度一致。l（7）印刷完毕应立即清洗印版，余墨装好，将清水放入槽中，转动印版进行清洗或调入3%洗衣粉溶液进行清洗。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（1） l水性塑料油墨是比较稀薄的，在储存中，其中的固体颜料因重力关系，总是要发生下沉现象，所以，使用前不应忽视对包装中油墨的搅拌。从未经搅拌的油墨上层倒出的墨，粘度可能低，颜色浓度和遮盖力可能差一些，从未经搅拌的下层取出的墨粘度会大一些，颜料对成膜物的比例也会高一些，结果附着力将会差，所以在使用前，用清洁的木棒或金属棒将其搅拌均匀，一般至少需把墨搅拌3-5分钟。如果油墨储存时间较长，则需要更多的搅动。l总的来讲，印刷问题不外乎三种原因：第一是油墨问题；第二是印刷机及印刷对象状况；第三是操作者得技能问题。这三种原因都可能成为印刷作业成功或失败的主要因素，所以当问题发生时，必须对这三者进行比较详细分析，弄清发生故障的原因，采取对策。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（2）l（1）糊版l现象：小字或图案引不出来，严重时可看见一层墨迹。l原因：油墨干性太快，使墨干结在凹穴里；机速慢了；印版不好。l处理办法：墨中加入慢干剂，适当提高机速；重新制版。l（2）咬色l现象：在套印中，第二色油墨粘拉掉第一色图案油墨。l原因：油墨彻干不好（慢了）；第二色机器压力太大；机速快了；对稀料不适；给冷热风不良；附着力不好。l处理方法：对第一色，提高干性；加大热风量；对第二色减少压力或调得比第一色粘度小；减速。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（3）l（3）粘脏l现象：印品互相粘在一起，印迹粘背。l原因：墨干性太慢；机速过快；通风不好。l处理办法：提高干性；减速；加大风力；提高烘箱温度。l（4）粘附性差l 现象：印品揉搓即掉色。l 原因：油墨中树脂太少；塑料处理不好；皮膜脆硬。l 处理方法：调墨时用树脂稀释剂；重新处理塑料表面。表面能达到38达因以上。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（4）l（5）针孔l现象：印品上出现微小的小孔，特别是实地版。l原因：一是当印下去时，油墨成为很稀薄的透明层，能看到版滚子上网线，印品呈大小一致的针孔（砂眼），均匀遍布印品，是为机械针孔。二是由于油墨流平性和对承印物润湿差的结果，印品上形成凌乱不一的针孔，叫化学针孔。l处理方法：对机械针孔，可适当增加油墨粘度或使油墨慢干一些。对化学针孔则要在调墨时，不要撤粘过短，以保证油墨的粘附性和所需流平性并加入流平剂调整。l（6）发虚和晕圈l现象：图案印迹不实，墨层淡薄叫发虚，围绕印品边缘起双边，叫晕圈。l原因：主要是印压不均匀；油墨浓度不足或过稀引起发虚。印版辊筒压力过重，油墨粘度不足时，凹穴的油墨在压印前泛出来。l处理方法：调整印机压力；调整油墨浓度和干性，粘度。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（5）l（7）刮痕（刀丝）l 现象：印品非图案部分有一条一条颜色。l 原因：刮刀问题，其中有油墨引起的刮刀问题，如l 油墨中有杂质，粒子粗硬。油墨粘度过高。油墨对印版辊筒附着性过强。油墨干性过快或过慢等。l 处理方法：属油墨原因，事前过滤，调整到适当粘度，调整干性及附着性；属辊筒原因，改用光滑辊筒，修正版纹，镀luo均匀。改用平直锋锐的刮刀，调整刮刀的角度和压力。l（8）色调不准l 原因：原墨不符商品要求，色彩单薄。l 处理方法：可以根据油墨减色法原理调配到希望的色调。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（6）l（9）溢出l 现象：油墨满版部分发生斑点，以及油墨有从画线部分溢出。l 原因：油墨粘度过低。l 处理方法：添加新墨或加入带树脂的调整剂，提高粘度。提高印速。l（10）印品光泽不佳l 现象：印品达不到光泽要求，表面发暗。l 原因：油墨中连接料成分少，调稀过分，树脂成膜不好，墨性不好。l 处理方法：调整树脂用量，加入高光乳液。适当降低干燥速度。五、水性塑料油墨的使用及故障处理五、水性塑料油墨的使用及故障处理2、水性塑料油墨的印刷故障与处理（、水性塑料油墨的印刷故障与处理（7）l（11）起桔皮状斑纹l现象：印迹不平实，水纹桔皮状，特别是满版部分。l原因：干燥速度过快。油墨浓度过淡。油墨流平不良。油墨与塑料的亲和性欠佳。印速慢。l处理方法：调整干性和流平性，提高油墨粘度，不要过分冲淡油墨。l以上列举了塑料水性油墨在使用过程中可能会出现的印刷故障，并不一定全面，但遇到印刷故障时，我们一定要具体情况，具体分析，找到处理问题的方法。六、水性塑料编织袋油墨六、水性塑料编织袋油墨l 塑料编织袋是以聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)树脂为主要原料，经挤出、拉伸成扁丝，再经编织、制袋而成。在市场多元化的今天，塑料编织袋已不断的推陈出新。尤其在大米蔬菜的包装上，各种色彩鲜艳、新颖独特的塑料包装袋争相上市。塑料编织袋还更广泛的应用于建材、水泥、树脂化学品的包装。 l水性柔版塑料编织袋油墨由水性高分子树脂、有机颜料、水、助剂等经高速分散混合而成。它具有不燃不爆，无VOC挥发，更不会损害操作人员的健康，对大气环境无污染等特性。作为一种新型印刷油墨，没有溶剂型油墨中的有毒有害物质在印品中的残留及对包装品的污染，改善了总体环境质量，是目前被美国食品协会认可的油墨。（一）水性柔版塑料编织袋油墨的制造（一）水性柔版塑料编织袋油墨的制造l水性柔版塑料编织袋油墨采用碱可溶丙烯酸树脂为连结料。其水溶液的酸碱值与它的粘度、絮凝效果、稳定性、分散性等有密切关系。生产中主要利用其官能团羧酸基与胺成盐，制成水可溶的连结料。因此水基连结料往往使用高酸价的丙烯酸树脂与有机胺胺化成盐。其干燥形式不能忽视。由于水的蒸发潜热较大，减缓了干燥速度，同时，由于胺盐遇热不稳定，产生分解。所以，它以挥发干燥为主，兼反应性凝固干燥。一经干燥了的墨膜，就成为水不溶的了。干燥过程为：（一）水基柔版塑料编织袋油墨的制造（一）水基柔版塑料编织袋油墨的制造l（1）水及助溶剂的大量挥发；l（2）脱胺l l ol /l ol /（一）水基柔版塑料编织袋油墨的制造（一）水基柔版塑料编织袋油墨的制造l（3）脱水l Ol l l Ol l （二）制造工艺（二）制造工艺l丙烯酸成盐应在严格的低温下进行，这种反应是放热反应。其操作温度应控制在70左右为宜。过高，胺大量挥发，产生过多的酰胺，影响胺络盐的含量和树脂液的颜色，使制成的油墨光泽变小。同时。用胺成盐，须严控PH值。PH值在8.59.5为好。过大，水溶性好，抗水性差。过小，干性快，但水溶性不好，且容易起泡。树脂液的粘度一般控制在600-800厘泊25.由于水的溶解性和润湿能力不大且蒸发潜热高，故需在配方中添加一定的中和剂，选用二甲基乙醇胺，其用量随PH值而定。颜料选用耐碱性强的颜料。盐基性色淀和可溶性偶氮颜料不适用，其它的均可选用。为防止使用中起泡，可加入消泡剂，抗磨剂及流平剂等相关助剂以提高油墨的各种性能。（二）制造工艺（二）制造工艺其工艺流程如下：其工艺流程如下：l 研磨至要求细度研磨至要求细度200目铜网目铜网加热加热70搅拌搅拌3小时小时树脂树脂水水入库入库灌装灌装反应釜反应釜树脂浆树脂浆颜料颜料水、助水、助剂剂过滤过滤密闭式砂磨机密闭式砂磨机按一定比例按一定比例将将三三种种按按比比例例高高速速搅搅拌拌均均匀匀（三）水基塑料编织袋油墨配方（三）水基塑料编织袋油墨配方l大红l胺化树脂液： 20 l大红粉： 8l立索尔大红： 2l增滑剂： 1.5l消泡剂： 0.5l基材润湿剂： 1l6001 15l水： 7.5l苯丙乳液： 15l高弹性乳液： 30 （三）水基塑料编织袋油墨配方（三）水基塑料编织袋油墨配方l天蓝 艳绿l胺化树脂液： 20 胺化树脂液： 25l酞青蓝： 10 酞青绿： 6.9l钛白粉： 2 联苯胺黄： 3.1l增滑剂： 1.5 增滑剂： 1.5l消泡剂： 0.5 消泡剂： 0.5l基材润湿剂： 1 基材润湿剂： 1l水： 5 水： 2l6001： 15 6001： 15l高弹性乳液： 30 高弹性乳液： 30l苯丙乳液： 15 苯丙乳液： 15（四）水基塑料编织袋油墨技术指标（四）水基塑料编织袋油墨技术指标项 目 技 术 指 标 颜色 近似标样 细度（m）25 着色力（%） 90110 粘度（涂料4号杯、秒/25） 6010 初干性（mm/30秒） 2050 耐水性 36小时 耐摩擦 揉搓10次不掉色 PH值 8.5-9.0 检测标准及方法参照QB/T2825-2006 水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理l（1）、回粘l现象：塑料编织袋印刷后，墨层互相粘连故障原因：l1、印品印刷后有干燥的假相。l2、干燥装置角度不对或发生故障。l3、因印速过快，复卷过紧。l4、贮存堆压过大。l5、油墨过稀渗背透印。l排除方法：1、改进油墨干燥速度。l2、加大通风力度检查干燥装置角度。l3、减慢印刷速度l4、在印刷时堆叠要少或贮存堆垛负荷要轻。l5、调整油墨粘度或换另外种油墨。 水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理l（2）、印刷牢度不良l现象：塑料编织袋印刷后，墨层掉色故障原因：l1、PPPE表面电晕没有处理好。l2、印刷车间温度和相对湿度过大。l3、油墨体系的溶解氢键力与编织袋承印物的溶解氢键力相差太大。l排除方法：l1、编织袋承印物表面达到38达因左右。l2、尽量将车间的相对湿度控制在5060之间，但不能太低，低于40时，易产生静电。室温最好控制在1823度为最佳，并保持环境清洁，空气流通。l3、油墨选用应十分慎重（同性质），对墨的使用应得当，尽可粘度小而油墨体系树脂含量高的为好。 水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理l（3）、透印或迁移 印刷时，纵向图案尺寸收缩或伸长l故障原因：l1、油墨过稀（即粘度太小）。l2、纸或塑承印物松薄。l3、墨量过大。l4、印压过重。l5、成膜彻干太慢。l排除方法：l1、掺入原墨或添加增稠剂。l2、调换密实的承印物。l3、换用干性好的油墨或添加挥发快的溶剂。l4、调节（减少）供墨量。l5、印压应轻。 水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理l（4）、堵版 l故障原因：l1、主要是印版上的油墨干结使油墨转移性差。l2、塑或纸屑的混入。l3、油墨结皮。l 排除方法：l1、调整吹风角度（不可直接吹到印版上）。l2、除换承印物外，应在印刷机上侧以原纸、塑或薄膜与墨斗墨混隔开。l3、调换新的油墨.水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理水性塑料编织袋油墨印刷故障及处理l（5）、渗色 l故障原因：l1、印刷图文边缘渗有颜色（一般由于油墨中选用了染料造成的）l2、采用的颜料搭配不当。l3、使用的稀料过多，尤其是稀料与油墨互溶性差。l排除方法：l1、在油墨里添加调金油或加入偶联剂。l2、调换新墨。l3、尽可少用稀料，尤其是能与油墨互溶的溶剂。 l（6）、墨膜无光 结束语结束语l油墨水性化是历史发展的必然，虽然还有很多的环节需待解决。但可喜的是，我们的付出已经有了成效，这是给我们这些不断进行油墨水性化探索者最大的动力。让我们共同努力，为中国油墨水性化不断进取，加快油墨水性化的进程，让水性塑料油墨在新的起点上获得跨越式的发展。