林漫亞

在我們的包裝印刷過(guò)程中，偶爾也會(huì)遇到印刷出現(xiàn)條痕或色彩淺淡的現(xiàn)象，這種被稱為不下墨和墨脫輥的故障，是因包裝印刷中油墨體系的顏料、填料發(fā)脹導(dǎo)致油墨整體膠化所致。針對(duì)此種情形，本文就排除該故障的新方法進(jìn)行一些探討。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們針對(duì)發(fā)脹或膠化采取不斷攪拌墨斗中的油墨，或者在墨斗中安裝一個(gè)攪拌器的方法，也有在墨斗的油墨上放一個(gè)鐵棍，將油墨推向墨斗輥，以保持包裝印刷油墨的流動(dòng)性的方法。操作工大都喜歡采用中、高黏度的調(diào)墨油或稀釋劑調(diào)節(jié)油墨（但這必須隨調(diào)隨用，否則仍會(huì)繼續(xù)發(fā)脹或膠化）。而一些廠家則是把該油墨倒掉，更換流動(dòng)性強(qiáng)、抗水強(qiáng)的油墨再去印刷?？v觀這種故障，圍繞這一問(wèn)題粗略地進(jìn)行一些探討，并就排除該故障的新方法與包裝印刷界同仁交流。

油墨的膠化與酸堿的概念

包裝印刷油墨的膠化問(wèn)題在早期的油型（氧化干燥型及滲透干燥型）的油墨是經(jīng)常會(huì)遇到的，而在溶劑型（揮發(fā)干燥型）及水性油墨中偶爾也會(huì)碰到。我們知道，造成膠化的原因是非常復(fù)雜的（包括油墨制造的工藝流程，如催干劑的先加與后加等）。隨著科學(xué)的發(fā)展，新材料的運(yùn)用，使我們加強(qiáng)了科學(xué)理論的研究和對(duì)油墨組份材料質(zhì)量的控制。在油墨組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化的今天，各種弊端也會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)，也會(huì)得到控制。但一般在故障出現(xiàn)后，操作工往往會(huì)束手無(wú)策。膠化的成因，一般有如下6種：

①油墨體系的樹脂分子量過(guò)大（黏度太高）；

②固體組份太多（即使黏度小的樹脂連結(jié)料也不例外）；

③油墨體系酸值太高；

④顏料、填料帶有堿性；

⑤干燥劑含量太多或選擇添加的次序不當(dāng)（如油墨生產(chǎn)前與生產(chǎn)后便會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果）；

⑥油墨體系的溶劑尤其是快干溶劑過(guò)多。

從上述6種原因可以發(fā)現(xiàn)：前兩種是屬于物理學(xué)范疇，而對(duì)于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的油墨制造者或包裝印刷的操作者來(lái)說(shuō)，極易避免和排除。后4種原因同屬于化學(xué)（反應(yīng)）范疇。我們?cè)趪@后4種原因探索時(shí)還會(huì)發(fā)現(xiàn)：分散工藝的溫度過(guò)高，溶劑的揮發(fā)，輔助添加劑的應(yīng)用不當(dāng)也可能會(huì)引起油墨膠化的傾向。在《淺談偶聯(lián)劑在水可洗油墨中的運(yùn)用》以及1998年第一期《國(guó)外包裝文摘》《廣東包裝》曾圍繞酸堿的關(guān)系作過(guò)質(zhì)子給予體和質(zhì)子接受體的敘述。筆者的《綠色包裝印刷油墨的研究》一文例舉了分子量?jī)H有330的松香樹脂在采用高色素槽黑生產(chǎn)溶劑性柔性快干包裝印刷油墨時(shí)出現(xiàn)了的膠化、堆版而難以上墨故障而闡述過(guò)其強(qiáng)酸性的色素炭黑顏料和松香酸值的利弊關(guān)系。這都足以概括了[酸]+是親電子的，是電子接受體（質(zhì)子給予體） [堿]-是親核的，是電子給予體（質(zhì)子接受體）還有所謂兩性溶劑和樹脂（既有質(zhì)子給予體，又有質(zhì)子接受體的水、醇、羧酸及硝酸纖維素等），其次還有一個(gè)不會(huì)形成氫鍵的脂族烴類溶劑及中性顏料和兩性顏料等都與膠化的關(guān)系早已顯而易見。也就是人們常說(shuō)的：顏料的酸堿特性與連結(jié)料的酸堿特性不相適應(yīng)時(shí)，我們可以采用多種樹脂與顏料、填料酸堿特性相適應(yīng)而平衡或選擇適當(dāng)?shù)娜軇┒玫綇浹a(bǔ)或改善這是常規(guī)的補(bǔ)救措施。

我們?cè)趯倩瘜W(xué)（反應(yīng)）范疇進(jìn)行探索時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)：在其化學(xué)計(jì)量濃度大到某一數(shù)值（嚴(yán)格地說(shuō)是一個(gè)很窄的濃度范圍）時(shí)，各種宏觀性質(zhì)就會(huì)發(fā)生突然的變化。從微觀角度考察，這時(shí)的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)重要特性就是其增溶作用的結(jié)果，使原本不溶的或微溶的物質(zhì)溶解度大大得到增加，俗稱發(fā)脹。從而起到加速化學(xué)反應(yīng)的作用，其反應(yīng)機(jī)理極有可能與連結(jié)料尤其是顏料分散過(guò)程有密切關(guān)系。

消除發(fā)脹、避免膠化的有效途徑

除了上述所提到的原因外，油墨體系中的催干劑也能直接影響油墨在貯存過(guò)程中的黏度、增漲及顏料、填料的沉底。例如高黏度的醇酸樹脂與堿性顏料氧化鋅在催干劑存在下一同研磨，在貯存過(guò)程中會(huì)促使油墨膠化和發(fā)脹。這是由于熱加工過(guò)程中，游離脂肪酸類和堿性顏料起反應(yīng)所致。因此，高黏度的油墨原料制造油墨時(shí)，在研磨過(guò)程中，不應(yīng)加鉛、鈷、錳等催干劑。但在加入1%苯甲酸后可降低發(fā)脹傾向。催干劑的另一個(gè)弊病是：能加速油墨在貯存過(guò)程中顏料的沉降。如以鈦白粉制造油墨時(shí)，在研磨時(shí)加環(huán)烷酸鋅，顏料易沉降而結(jié)成硬塊。因而在顏料研磨前加入催干劑，便會(huì)導(dǎo)致油墨的貯存性差，易發(fā)脹、膠化及沉底結(jié)塊。

近年來(lái)，人們圍繞包裝印刷油墨的發(fā)脹、膠化及沉淀結(jié)塊，提出過(guò)這樣和那樣的補(bǔ)救措施，其解決方法往往在故障出現(xiàn)后才引起人們的重視。這種被動(dòng)作業(yè)的方法，不僅加大了包裝印刷廠家的生產(chǎn)成本、延誤了時(shí)間，同時(shí)也帶來(lái)了一定的處理難度。多年來(lái)根據(jù)油墨體系的膠化、變稠、成塊的現(xiàn)象并找出鹽基顏料與酸值較高或含有游離脂肪酸的連結(jié)料反應(yīng)成皂。由于連結(jié)料本身凝聚膠化，油墨體系吸入了水份，顏料含量太高，使用的連結(jié)料與顏料不平衡（不恰當(dāng)），連結(jié)料與油脂的助劑混溶性不良，對(duì)于高聚物連結(jié)料由酸溶結(jié)構(gòu)被顏料吸收也會(huì)加速膠化等原因，一般補(bǔ)救的措施不外乎有如下4種方法：

①太稠或因連結(jié)料聚合度過(guò)高形成膠化時(shí)，加入脂族烴、酯、酮等稀釋。

②反應(yīng)成皂的膠化類油墨加入松香溶于亞油中利用其高酸值物質(zhì)來(lái)解除。

③在包裝印刷油墨里加入萘酸金屬鹽是過(guò)去常用的方法。

④水墨添加無(wú)機(jī)鹽便可以得到控制。

針對(duì)以上所述的故障，分析油墨配方結(jié)構(gòu)，篩選出市售的防脹、破膠劑的新材料加以論證后認(rèn)為：儀征天揚(yáng)化工廠（國(guó)家免檢產(chǎn)品）生產(chǎn)的一種改進(jìn)型磷酸酯欽酸酯偶聯(lián)劑，除具有對(duì)顏料的優(yōu)良分散性能外，還有特殊的能使已發(fā)脹、膠化的包裝印刷油墨“起死回生”的功效。例如在印刷過(guò)程中只需在已發(fā)脹的油墨里添加3%～5%防脹、破膠劑就能使上述故障得到抑制，恢復(fù)油墨原狀結(jié)構(gòu)，黏度回歸。根據(jù)儀征天揚(yáng)化工廠生產(chǎn)的防脹、破膠劑的特性，我們?cè)谟湍浞街兄恍柚苯犹砑宇伭?、填料?.5%～2.5%防脹破膠劑便可避免包裝印刷的發(fā)脹和膠化。也可采用甲苯或二甲苯一比一與該產(chǎn)品先稀釋后再添加在油墨組份一起研磨分散，既能大大提高顏料的分散性，又能防止包裝印刷油墨在生產(chǎn)、貯存、印刷過(guò)程中因發(fā)脹、膠化、沉淀而導(dǎo)致的條痕或色彩淺淡故障。同時(shí)還能大大提高油墨的支化度而增大墨膜的附著牢度，并能降低印刷油墨或揮發(fā)干燥型（溶劑型）印刷油墨烘烤溫度及吹風(fēng)量，從而有效地促進(jìn)包裝印刷油墨正常地印刷。