油墨材料為何出現(xiàn)膠化及解決方法

在印刷工作過程中、油墨出現(xiàn)膠化的情況時(shí)有發(fā)生，一旦出膠化處理起來很麻煩，那么膠化的情況是如何出現(xiàn)的呢?

油墨膠化的產(chǎn)生原因

包裝印刷行業(yè)早期使用的油性(氧化干燥型和滲透干燥型)油墨經(jīng)常會(huì)發(fā)生膠化問題，而在溶劑型(揮發(fā)干燥型)及水性油墨中偶爾也會(huì)出現(xiàn)此類問題。究其原因，主要與油墨的生產(chǎn)工藝流程有很大關(guān)系，如催干劑的先加或后加都有可能造成油墨膠化。經(jīng)過詳細(xì)分析，筆者認(rèn)為導(dǎo)致油墨膠化的原因主要有以下6種。

(1)油墨體系中的樹脂分子量過大，使得油墨黏度太高。(2)油墨中黏度低的樹脂連結(jié)料含量過多。(3)油墨體系酸值太高。(4)油墨中的顏料或填料帶有一定堿性。(5)油墨中干燥劑含量太多或選擇添加的次序不當(dāng)。(6)油墨體系中某類溶劑，尤其是快干溶劑含量過多。

上述6種原因的前2種屬于物理學(xué)范疇，有經(jīng)驗(yàn)的油墨制造商或包裝印刷操作人員極易考慮到這兩點(diǎn)，并采取措施加以預(yù)防，以避免油墨膠化。

而后4種原因均屬于化學(xué)反應(yīng)范疇，筆者在圍繞后4種原因進(jìn)行探索時(shí)發(fā)現(xiàn)，油墨制造過程中輔助添加劑應(yīng)用不當(dāng)、分散工藝溫度過高，溶劑揮發(fā)過快等方面更容易引起油墨膠化。尤其是輔助添加劑應(yīng)用不當(dāng)最容易成為油墨膠化的“真兇”。

當(dāng)油墨中某一物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量濃度大到某一數(shù)值(嚴(yán)格來講，可以是一個(gè)很窄的濃度范圍)時(shí)，油墨的宏觀性質(zhì)就會(huì)突然發(fā)生變化。從微觀角度去考察，此時(shí)油墨體系的活性分子開始發(fā)生締合，形成膠粒大小不等的聚集體，這種聚集體就稱為“膠團(tuán)或膠束”，也稱為“締合膠體”。膠團(tuán)的一個(gè)重要特性是其增溶作用，使原本不溶或微溶物質(zhì)的溶解度得到大大提升，這就是所謂的發(fā)脹，進(jìn)一步就發(fā)展為油墨膠化。

另外，油墨中使用的顏料和填料的酸堿值也會(huì)對(duì)油墨膠化產(chǎn)生直接影響。筆者曾研究過分子量?jī)H有330的松香樹脂在生產(chǎn)溶劑型油墨時(shí)出現(xiàn)膠化的原因，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)酸性色素炭黑顏料和松香的酸值對(duì)油墨膠化有較大影響。因?yàn)樗嵝噪x子親電子，是電子接受體(質(zhì)子給予體)，而堿性離子親核，是電子給予體(質(zhì)子接受體)。在油墨的制造原料中，還有所謂的兩性溶劑和樹脂，這些物質(zhì)中既有質(zhì)子給予體，又有質(zhì)子接受體(水、醇、羧酸及硝酸纖維素等)，還有不會(huì)形成氫鍵的脂肪族烴類溶劑及中性顏料和兩性顏料，這些物質(zhì)都與油墨膠化有著直接關(guān)系。當(dāng)油墨中顏料的酸堿性與其他填料的酸堿性不相適應(yīng)時(shí)，油墨就極易出現(xiàn)膠化問題。對(duì)此，我們可結(jié)合顏料、填料的酸堿特性，使油墨組分中的酸堿性相平衡，也可添加合適的溶劑來加以彌補(bǔ)。

此外，油墨體系中的催干劑也影響到貯存過程中油墨的黏度、增脹等。如高黏度的醇酸樹脂與堿性顏料氧化鋅在催干劑存在的情況下一同進(jìn)行研磨，會(huì)促使油墨膠化。這主要是因?yàn)闊峒庸み^程中，游離脂肪酸類和堿性顏料起反應(yīng)所致。因此，使用高黏度油墨原料時(shí)，在研磨過程中不應(yīng)加入含有鉛、鈷、錳類物質(zhì)的催干劑，如果不慎使用此類催干劑，也有一定的補(bǔ)救措施，加入1%苯甲酸即可顯著降低油墨膠化傾向，但不建議將此法作為解決措施。

值得注意的是，催干劑會(huì)加速油墨(貯存狀態(tài)下)中顏料的沉降，因此切忌在顏料研磨之前加入催干劑，以免油墨在貯存過程中沉底結(jié)塊。

油墨膠化的解決措施

針對(duì)油墨膠化問題，行業(yè)人士提出過諸多解決措施，總結(jié)起來有如下4種。

(1)在油墨中加入萘酸金屬鹽是解決油墨膠化最常用的辦法。(2)當(dāng)油墨太稠或因連結(jié)料聚合度過高形成膠化時(shí)，加入脂肪族烴、酯、酮等溶劑進(jìn)行稀釋。(3)對(duì)于反應(yīng)成皂的膠化油墨，向其中加入松香并溶于亞油，利用高酸值物質(zhì)來解除油墨膠化。(4)對(duì)于水性油墨的膠化問題，則需要添加無機(jī)鹽來加以控制。

不難看出，以上解決措施都是針對(duì)油墨膠化之后，屬于被動(dòng)作業(yè)，不僅耽誤生產(chǎn)進(jìn)程，還會(huì)大大增加包裝印刷企業(yè)的生產(chǎn)成本。

為此，筆者根據(jù)油墨膠化的原理找出了可行的解決措施，即從油墨配方結(jié)構(gòu)入手，從生產(chǎn)階段做好預(yù)防，以防油墨在貯存和使用過程中發(fā)生膠化。筆者從眾多油墨添加劑中，篩選使用性能最佳的防脹破膠劑，通過實(shí)驗(yàn)論證，筆者推薦儀征天揚(yáng)化工有限公司生產(chǎn)的改進(jìn)型磷酸酯欽酸酯偶聯(lián)劑，其不僅具有優(yōu)良的分散性能，還能使已發(fā)脹、膠化的油墨“起死回生”，在印刷過程中，只需在已膠化的油墨中添加3%～5%的防脹破膠劑，就能使油墨黏度回歸，狀態(tài)恢復(fù)。

筆者經(jīng)過反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)，在油墨配方中添加少量防脹破膠劑(顏料含量的1.5%～2.5%)，既能大大提高顏料的分散性，又能防止油墨在生產(chǎn)、貯存、印刷過程中出現(xiàn)發(fā)脹、膠化、沉淀，同時(shí)還能大大增強(qiáng)油墨的支化度，從而提高墨膜的附著牢度。更重要的是，還能降低烘烤溫度及吹風(fēng)量，從而顯著降低包裝印刷企業(yè)的能耗。