水性柔性版印刷油墨PH值对油墨性能的影响

     水性柔性版印刷油墨是水、水溶性溶剂、水溶性树脂、碱性反应化合物、助剂及色料等成分经物理与化学反应后研磨而成的。对于彩色水墨体系，当pH值为8～9时，油墨的综合性能最好；对于金银墨体系，当pH值为7～8时，油墨的综合性能最好。本文要叙述的就是水性柔性版印刷油墨pH值对体系稳定性、干燥性的影响。

pH值对油墨性能影响的实验

      所谓pH值，是指水溶液中氢离子的含量，水性柔性版油墨体系中的溶剂并不是单纯的水，所以pH值取决于溶剂解离在水中的负离子及非溶剂中水所解离出来的氢离子的含量之和。
本次实验所用的丙烯酸树脂为J-690，丙烯酸乳液为J-77和J-90，其中J-690预先胺化成J-690树脂液，pH值定在8.0～8.5之间。
      原材料及百分比（％）：
      J-690树脂液   15.0
      J-77              20.0
      J-90              15.0
      色浆               35.0
      蜡浆               1.0
      助剂               1.0
      异丙醇            2.0
      氨水               适量
      纯净水            剩余
      其中，可通过控制配方中氨水的用量来调节体系的pH值。通过改变油墨体系的pH值，观察油墨体系的相应变化，结果如表1所示。
      相同的油墨体系，对于金属颜料而言，因为其在强酸强碱性体系中都具有反应性，所以其对体系pH值的要求与有机颜料不同。如表2所示。

实验结果分析

      1.油墨体系pH值对其稳定性的影响
      （1）体系中水和碱（氨）蒸发或中和后，pH值下降，碱溶性树脂将回复到不可溶状态。由于乳胶液聚合物也是依赖pH值呈弱碱性维持其稳定的，如果碱性减弱，就会导致乳胶液聚合物分离，碱溶性树脂不可溶，结果如表1中的pH值为6～7的情形。
      （2）当pH值为7～8时，由于碱含量小，体系中的碱溶性树脂没有得到充分溶解，所以油墨黏度较高。随着氨的蒸发，部分碱溶性树脂析出，造成油墨干燥速度过快，印刷时油墨没有足够的流动时间润湿承印物，出现针孔等现象。
      （3）当pH值为8～9时，油墨黏度稳定，流动性、润湿性、印刷适性及干燥性较好。说明油墨体系中碱溶性树脂的溶解性和乳胶液聚合物的平衡稳定性最佳。
      （4）当pH值为9～11时，油墨黏度低，有机颜料和树脂分离，因为体系碱性太强，碱溶性树脂过度溶解而无法包容有机颜料，从而造成有机颜料和树脂分离的不稳定现象。
      （5）对于金、银油墨，当pH值为6～7时，由于体系中的碱含量不够，碱溶性树脂未能溶解或不能完全溶解，造成油墨体系较稠，润湿性差，而且体系呈酸性，体系中的H+与金、银发生氧化反应，形成一层致密的氧化膜，使得金、银墨变得暗黑，没有金属光泽。pH值为8～9时，油墨的金属感较弱、较暗，因为体系中的碱含量太大，多余的OH-与金属反应，使其表面失去光泽。对于金银油墨而言，若失去了金属感也就失去了其应用价值，同时也因为体系具有反应性，使其不稳定性加大。从表2可知，对于金、银油墨，其体系的pH值为7～8时，其综合性能最佳。
      2.pH值对油墨干燥性能的影响
      水性柔性版油墨是由于氨水的蒸发及体系pH值改变的不可逆变化而逐渐干燥的。
      （1）当pH值为6～8时，油墨干燥速度较快。由于氨等碱性成分偏少，随着碱的蒸发，碱溶性树脂慢慢回复到不可溶的状态，因此干燥速度较快。
      （2）当pH值为8～9时，油墨的干燥性能较好。因为体系的碱含量适中，随着体系中部分氨的蒸发，碱溶性树脂不会回复到不可溶状态，而是碱的蒸发量达到一定值时才能回复到不可溶状态，从而更有利于体系中水等其他成分的挥发，干燥性能更好。
      （3）当pH值为9～11时，油墨干燥速度较慢。因为体系中的碱含量太高，只有当碱成分大量蒸发后，碱溶性树脂才能回复到不可溶状态，促使油墨干燥。而且碱含量太大容易造成油墨表层干燥，里层的碱溶性树脂还处于可溶状态。同时，由于有小部分碱留在墨层内，会影响墨膜的抗水性。
      （4）对于金、银墨，由于其在酸性或强碱性体系中不稳定，所以其干燥速度的调节不是通过改变体系pH值的大小，而是通过加入其他溶剂来完成的。
      总之，水性柔性版印刷油墨体系pH值的大小是影响油墨稳定性和干燥性的重要因素。pH值太小，即体系的碱含量太小时，体系中的碱溶性树脂不能很好的溶解，造成油墨稠化和稳定性变差，干燥速度变快；而pH值太大，即体系的用碱量太大时，则会过度溶解体系中的碱溶性树脂，油墨黏度变得过低，造成有机颜料和树脂分离的不稳定现象，同时也延缓了干燥速度。对于金银油墨，强酸或强碱体系均不稳定。所以水性柔版油墨体系最佳的pH值应为：色墨pH值为8～9，金、银墨pH值为7～8。

信息来源：印刷技术