包装印刷油墨稀释峰的成因粗议

 在油墨印刷过程中，当油墨的粘度增稠后大都会毫不犹豫地补加稀释溶剂以降低该油墨的粘度——油墨粘度高峰的位置便会随着补加量而快速下降。科技界称此现象为稀释峰。本文所说的稀释峰，并不单纯地讲粘度随着油墨体系里树脂固体含量的下降而逐渐下降，而是讲油墨体系里树脂连接料固体成分的下降，或墨温下降粘度逐渐升高——即粘度高峰。

一、深刻的印刷教训

由于化工企业只追求利润空间，却忽视油墨树脂产品质量指数控制，结果导致油墨生产过程中不是发生粘度起伏——增稠、胶束（化）现象，就是粘度高峰——返稠、堆版、印不上。严重时甚至印刷机都无法转动。这种现象笔者在湖北省黄石市华新水泥厂包装印刷车间，用水性油墨印刷“三旧-新”牛皮水泥袋时碰到过，当印刷一段，粘度高峰到来后，印刷操作工采用补加水或用某单一有机溶剂的稀释方法，很快将此墨的粘度高峰迅速下降。但后来印刷品的色浓度和光泽度及附着性与开始的色相差距明显有一段距离。举例二，在山东省青岛市一胶印公司，采用浙江省一油墨公司（实与日本联营）的UV胶印油墨印刷卡通招贴广告画，由于突然降温，下起了鹅毛大雪，胶印机开始由7 000、8 000、10 000、12 000、15 000转/h，最后变成了15 000、12 000、10 000、8 000、7 000转/h，无法正常运转印刷而停机。只好把UV油墨刮下来加热后再上机印刷，如此往复的加热给印刷单位造成了印刷成本的增加（结果发现该墨含有过多酸性助剂造成油墨的凝聚）。

2002年9月，江苏省无锡市（岗下）一油墨厂将其生产的表印凹版塑料油墨研磨过滤后送到一彩印公司上机印刷不到一个小时，该油墨的增稠凝聚、胶束致使八色彩印机械无法转动，整个印版被胶束的油墨结为一体更没法从墨斗中拔出。虽然这种因不良的油墨粘度高峰达到了胶束现象的印刷故障并不多见。但一旦出现就会造成印刷厂造成经济损失。

为了进一步，探寻包装印刷油墨的粘度高峰，尤其是稀释峰的成因，现就这个问题谈一谈笔者的拙见，以便与油墨、包装印刷界的同仁们交流和商榷。 

二、不同的材料试验

在包装印刷油墨里，由于不同溶剂的溶解力，被称为油墨心脏的油墨体系树脂连结料——聚合物链状分子的形态亦有所不同。例如在良性溶剂中，其聚合物链呈舒张状，但当逐步降低溶剂的溶解力时，该聚合物链会紧缩而卷曲，聚合物会表现出不均相，从而导致油墨出现沉淀、析出等。

也就是说：良性溶剂使油墨体系里的树脂分子直接融合成膜，由于聚合物分子链互相纠结，形成的包装印刷油墨复制出的图文墨膜密而坚韧、色浓度、着色力、光泽度高。否则，粘度高峰就会出现。

在油墨配方设计和生产工艺中，为了获得理想的油墨粘度，通常加入助剂，水墨还要加入中和剂等。

例如以水溶性丙烯酸树脂连结料为主的水性油墨（分别对不同成分助溶剂比例的油墨稀释）；其粘度随助剂增大而明显下降；油墨粘度高峰的位置也随助剂比例增大而向树脂含量低的方向移动；这种现象在实际的应用中说明增加助剂的比例可降低水墨的粘度。

还有一个与油墨体系里（聚合物）树脂组成的关系。通常我们使用表印凹版油墨聚酰胺树脂时，由于胺值和酸值的不平衡，尤其酸值高于胺值时，其油墨会随着可溶性的增加，油墨印刷稀释后的粘度高峰就会变小，并趋于消失。但如果胺值高于酸值过多时，该油墨在制造或印刷稀释使用时的粘度高峰就会逐渐出现，并趋于不流动状态。

因此，人们称酸碱配位作用本质上是电子转移过程，也就是电子接受体（酸）与电子给予体（碱）的搭配过程结果。

另一个问题是：当油墨体系固体分的减少而出现粘度逐渐升高，然后又下降，其下降速度相当快。对于这种现象，我们会立即想到该水墨体系中胺的挥发，导致该油墨PH值下降后引起的不稳定，但这并不尽然。但是当我们在相同固体分含量及分子量情况下比较时，其粘度则大大高于溶剂型的包装印刷油墨。我们根据该油墨组成的体系——单体如①组成单体常用品种和作用②官能单体常用品种和作用，以及中和剂和助剂进行调配运用结果发现：水溶性丙烯酸树脂官能单体中，甲基丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、顺丁烯二酸酐等的主要作用是提供亲水基团及水容性并为油墨（体系的树脂连接料）印刷后图文墨固化（成膜）提供交联反应。我们发现：当丙烯酸树脂体系里的丙烯酸单体含量由10%、20%、30%、40%、升至50%时，生产出的印刷油墨，其粘度高峰达到10%时粘度明显突出，20%时，粘度趋于平坦，30%、40%时该油墨的粘度高峰就逐渐消失了。

为了进一步验证粘度高峰——稀释峰的成因，当我们用100%、75%、50%中和时就会发现中和100%的油墨粘度高于后者。也就是说我们从含有10%丙烯酸单体油墨生产实验，油墨印刷运用，不同中和程度的水稀释过程中观察后已经知道：该水墨往往随着中和程度的增大，水性丙烯酸油墨粘度高峰的峰值粘度也增高。即中和得越透明，其粘度也就越高；与此同时其油墨粘度高峰时的树脂连接料浓度含量却在下降；而含量20%的丙烯酸单体中和剂中和生产的水墨，与前者不同之处在于粘度高峰的峰值也会随着中和程度的提高略有下降；当含量达到30%以后的丙烯酸单体（指油墨体系里树脂量的的百分比）经中和剂中和后，生产的水墨与前面两者相比，其油墨就没有粘度高峰的峰值出现过。

油墨体系里丙烯酸树脂连接料聚合物分子量的高低，也关系到水墨在水稀释粘度高峰的峰值问题。一般情况下，分子量高的水墨峰值粘度高，否则反之。但在粘度急剧下降中，粘度变化与分子量无关。

最后，还有一个水墨丙烯酸聚合物体系连接料用水稀释后，其溶液是透明的。用乙醇胺中和至100%中和程度的水墨，丙烯酸聚合物连接料在水稀释的全过程中也始终保持透明。但在树脂单体含量低的连接料，并在低中和（即PH缓冲作用）程度的情况下，随着水的加入，连接料会出现浑浊现象。同理，表印凹版的塑料油墨也会在印刷、稀释过程中出现（浑浊）的返稠现象。当我们在制造生产该类油墨时，其墨膜光泽度、色浓度、附着力等明显不如前者。

另一方面，我们在水溶性或水性油墨配方设计时，多数选用羧酸型聚合物作为油墨体系里的（树脂）连接料，并用胺中和才能溶解于水。因此它是偏碱性的高分子聚合物。如果我们选用的着色剂（颜料或染料）是酸性的，有可能会使水溶性或水性包装印刷油墨产生酸化。从而发生凝聚导致产生坏墨。在油墨与包装印刷实践中，我们已经知道：碱性很强的颜料或染料又容易使油墨产生皂化；水溶性大的颜料配制的油墨，往往破坏油墨的稳定性。再如，人们为了降低生产成本，降低颜料比例而添加廉价的既能增稠又能提高遮盖力和耐洗刷性的二氧化硅（白炭黑），甚至硅酸铝，前者加入油墨后，粘度高峰的峰值很快就会上升；而后者加入会使油墨粘度高峰的峰值由高逐渐转为低，在一定的时间内，油墨进而会出现严重的分层现象——多相失衡。所以说：不管生产什么印刷版型的油墨，油墨体系里的着色剂——颜料的选择必须考虑到它的酸碱性、溶剂的相溶性和在溶剂中的活泼性等因素。为了提高印刷油墨的流动流平性，尤其是光泽度、色浓度和印刷墨膜的附着力，油墨制造者在油墨配方设计时，须添加增塑剂或偶联剂去提高油墨的质量。但孰不知，用不好往往会适得其反。比如补加增塑剂或某种防胀的偶联剂容易造成墨膜的光泽、附着牢度的倒退，为了克服这一弊端，最好还是从配方上采用塑性单体共聚增塑剂增加它的柔软性。也可以增加酸性单体的条件下做成乳液来解决，虽然连接料是乳状的，但在做成油墨并在印刷成膜之后则是透明的。例如水性油墨体系：塑性单体用的丙烯酸高级醇酯如己酯、2-乙基己酯等代替部分或全部的丁酯，增塑的效果要好得多。

再如溶剂型的表印或里印耐蒸煮印刷油墨采用代号为BOK-600固体增塑助剂树脂比单用二丁酯、二辛酯要好，而且也不会因使用接触了增塑剂而影响该油墨的操作工、消费者的生育能力。 

三、结语

从上述包装印刷油墨稀释峰的成因分析中，我们可以看出：油墨体系里溶剂的溶解力对油墨的粘度变化和沉淀、析出的影响；树脂聚合物配方中酸含量多少对连接料的外观及包装印刷油墨粘度变化的影响；水墨体系中和剂中和程度对油墨粘度峰值的影响；水墨丙烯酸树脂（丙烯酸树脂体系里的丙烯酸单体）单体含量的高低对粘度峰值高低的影响；助剂用量对油墨的影响。深刻的失败教训令我们每每反复回味。

基于这点，笔者再三提醒同仁：例如，在油墨生产或油墨印刷应用中，经加溶剂——稀料时，应正确认识到可能会出现的粘度增高现象；当粘度高峰已过，到达粘度下降区时，应掌握分步骤或慢慢加入稀料。因一次性的稀料（溶剂）加到位或多加一点（水或有机溶剂）可以导致油墨粘度的快速下降，导致不能生产。或因油墨体系里聚合物过少而导致稀释峰的反复出现，导致粘度高峰甚至油墨胶束而影响正常的包装印刷。也可以想到加入国家免检的天扬化工厂生产的TM-3或A-8偶联剂，促使油墨粘度峰值下降而使油墨粘度降低，并提高墨膜的抗水性。如果水溶性油墨的粘度下降，应能想到再加入少许中和剂或天扬化工厂生产的TM-200S偶联剂。就可以使印刷油墨粘度回升。当我们在印刷时，应认识到水墨可以比有机溶剂墨在更高的粘度下进行印刷。因为尽管测得的油墨粘度较高，但在包装印刷机械传动的剪切作用力下会使油墨变稀而降低该油墨的粘度。所以讲：水墨比溶剂墨或其他类型的印刷油墨有更多的因素影响包装印刷油墨的粘度、固体含量以及浅版化和干燥性、流动性、流挂性等生产操作性能。

目前，世界上普遍围绕环保性绿色包装印刷油墨进行不同程度的研究与开发。但在一次次的油墨故障出现，和应对的补救处理之后，油墨的材料选择，印刷复制品的拓展运用，将不得不有所调整。同时，新的高品质的包装印刷油墨材料不仅促使了包装印刷技术的更新和提高。也给环境保护和节约型社会的和谐带来了有利的变化。

信息来源：广东包装