包装印刷油墨结皮的危害及预防

时间：2003-07-14 作者：刘家聚来源：包装工业

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由于油墨贮存形成的结皮和在印前或印时出现的起皮，往往给包装印刷企业带来无尽烦恼，同时也给企业增加了近1‰的生产成本。这种故障是因包装印刷油墨在贮存或印刷过程中由于其表面与空气接触，造成植物油的氧化或有机溶剂的挥发，导致油墨体系发生聚合等作用，形成凝胶——即俗称印刷油墨的结皮。由于结皮后很难复溶，故一般都会倒掉。
　　我们知道，当印刷油墨浓度增加到一定值时，其表面就会被一层分子所覆盖，这时即使采用补加溶剂或油脂以减少油墨的浓度，但已经结皮（凝胶）的表面也不可能再容纳更多的分子。在这种故障出现后，不仅给印刷带来麻烦，而且造成用料的很大浪费。据测算：轻者浪费1‰，重者浪费将近 1％。这种有形的消耗给包装印刷企业增加了沉重的经济负担。为了防止此类现象的发生，油墨生产者或印刷操作工通常采用人工或放置聚乙烯管搅拌和补加防结皮剂的方法进行挽救，其目的无非是将印刷费用降到最小值。笔者根据多年积累的经验、观察，介绍防止包装印刷油墨结皮的方法和措施，供同行读者参考。
　　一、包装印刷油墨结皮后采取的措施
　　大家都知道，当印刷过程中墨斗里的油墨因表层干燥而形成一层次膜时，要么放置一个搅拌装置，要么干脆将该墨倒掉，不然的话，皮膜将会附着到辊筒上，结果会使版面形成凹凸不平，从而导致印品出现乱刀痕的污染。其原因，油墨界倾向于：（1）油墨干燥过快；（2）油墨流动性差；（3）油墨的沉淀已干燥。但熟不知这种现象是因油墨体系的挥发、或蒸发、或氧化干燥的梯度大造成的，而印刷界则认为：油墨的墨桶或墨斗结构不好，产生不流动的滞留部分，从干燥机漏出的空气烘干了油墨的表层或热吹风吹到了墨斗里的油墨所造成的。虽众说不一，但围绕这种现象的出现，印刷操作工一般采用的处理方法是：（1）不能用干燥过快的油墨；（2）添加中慢干溶剂；（3）更换已变质的油墨（即由流动性差到流动性优良）；（4）在墨斗里不停的搅拌；（5）在墨斗上设置一个封闭的顶盖；（6）调节热吹风角度。一般有印刷经验常识的人，当干速过快、或油墨浓度过淡、或流动不良、或油墨触变性大、或油墨静电时，会采取将印刷机械速度调快的办法，既防止了油墨提早干结在印版上，又克服了包装印刷油墨成膜形成的结皮，消除了图文的斑纹故障。
　　二、稳定包装印刷油墨图文成膜质量
　　能够控制包装印刷油墨墨膜的自由基聚合、催干或溶剂的挥发，以及氧化的活性作用，就能达到防止结皮的目的。但这种控制作用必须根据需要，既不影响印刷图文成膜的干燥速率，又不影响该油墨制品的性能和质量，这是油墨制造的最起码标准。为了实现这一目的，笔者建议采用以下三种方法：
　　方法一：加入抗氧及缓凝剂。在印刷油墨体系中，加入抗氧剂或缓凝剂的作用在于，预防包装印刷图文成膜过程中产生自由基，从而达到中断墨膜氧化、挥发聚合。一旦在极短的时间内溶剂挥发，油类的氧化过程也随之减少，其油墨产生的自由基会继续聚合成膜（如天津力生化工厂产品系列）。
　　方法二：加入隔氧剂。采用被称为隔氧剂的液状石蜡添加在包装印刷油墨里，产生的蒸气填充在油墨桶、罐、盒之间，使之形成一层隔氧层（膜），从而有效地阻止因蒸气压而极易挥发掉油墨体系里的溶剂。
　　方法三：加入络合剂。使用肟类化合物（甲乙酮肟、丁醛肟、环乙酮肟对对苯二酚等）控制油墨体系催干剂的活性，起到延缓或防止结皮的作用。
　　长期以来，包装印刷油墨添加防结皮剂（即阻聚），已有五十余年的历史了，近四十年来大都采用酚类，而在水墨里则选用苯甲酸，比起最早选用高沸点的溶剂盖面既省时，又省力。因为酚类化合物本身是一个质子给予体，能在氧化反应过程中产生过氧化自由基反应，生成ROOH，同时形成一个稳定的抗氧自由基，捕获活性自由基，而终止了氧化聚合的反应－防止了印刷油墨的结皮。
　　随着科学技术的发展，近年来人们对使用了肟类化合物作为油墨防结皮剂后，发现丁醛与甲乙酮肟对防止油墨结皮效果最好。一些油墨制造商和包装印刷操作者认为，肟类化合物的防凝胶效果已超过了传统的酚类化合物。20世纪80年代，我国首次研制成功了甲乙酮肟防结皮剂，继丁醛肟的问世后，使我国的应用及效果达到了世界先进水平。
　　三、防结皮剂的应用范围和注意事项
　　包装印刷油墨的氧化尤其是溶剂的挥发速度、改性树脂的油类、使用的颜料、填料、催干剂用量、油墨成品的贮存环境温度、湿度等诸因素对油墨的结皮（凝胶）都有一定的影响，因此在使用防结皮剂（凝胶剂）时，必须考虑到上述各个方面的因素，同时也应注重添加量等七个方面的基本情况：
　　1、添加量。一般按油墨料计算（因结皮的主要成份是油墨的主要原材料）或按包装印刷油墨总量计算，同时还要考虑到受其他成分影响。通常添加量为0.1－0.3％之间就可以了。因为一年四季气温、湿度的不同，其结皮的快慢有一定区别。故冬季为0.1％，夏季为0.3％，春秋季为0.2％。再视配方的组份而定才是科学的。
　　2、墨膜干率。无论是常温的氧化或挥发速率或是蒸发的速率，我们在实践中已证明：在醇酸树脂制造的胶印油墨中，甲乙酮肟用量一般为1％，虽干速稍长，但仍在包装印刷规定的标准范围内。这是因为该助剂与催干剂形成的络合物，使催干剂暂时失掉活性的原因造成的，所以说与传统采用酚类化合物捕获活性自由基终止聚合反应原理不同，因肟类化合物对干率影响不大，如果用量过多，挥发时间延长，络合物解体过慢，往往影响包装印刷油墨成膜干燥速率。
　　3、泛黄性。防结皮剂一旦超过 0.3％，往往便会导致印刷图文墨膜的泛黄，尤其是在白色油墨中使用，经长时间贮存会产生泛黄问题。因此，严格控制添加量或改为丁醛肟就可以避免泛黄的故障发生。
　　4．色泽度。包装印刷油墨在加防止结皮剂后，往往会直接影响油墨的色泽度，通常调墨油影响大于色墨，白色或黄色油墨影响大于深颜色的包装印刷油墨。一般这种现象靠目测是很难观察到的，并与添加量无关。尽管我们已经知道了包装印刷图文成膜干燥后对墨膜的应用色相是没有影响的，可是在某些颜料（如两性颜料）和催干剂的存在下，包装印刷的彩色图文墨膜色调之间就会出现显著的差别，对调色产生了困扰。遇到这种情况时，应在制墨连续打样时，先做色差方面的试验，其目的是在印刷后避免因变色影响墨膜的外观质量。
　　5．印刷墨膜状态。虽然防结皮剂不会对印刷墨膜的状态产生任何影响，但包装印刷油墨在低温长期贮存时，会析出结晶，从而导致包装印刷油墨成膜后的浑浊而影响墨膜光泽。上述如因该材料与油墨体系里的连结料、颜料、填料和催干剂设计配比不当，便会出现较大颗粒。因此，应在印前先进行试验。
　　6．光泽及耐候性。加入防结皮剂后，印刷油墨的光泽不仅不会受到影响，而且还有保光性。添加助剂后，印刷图文墨膜的耐候性便得到了改善和提高。
　　7．使用方法。防结皮剂一般在调墨时加入，并在常温下边搅拌边加入。对于挥发性油墨，为了控制墨料、色料在研磨分散和贮存期间特别是印刷过程结皮，可采用在制墨时添加一部分，在印刷前再补加一部分为宜。