水性油墨光泽度实验分析

通过实验测定了水性油墨光泽度和各影响因素的关系。实验结果表明:水性油墨的分散稳定性有助于提高油墨的光泽度;水性油墨的含水量大,光泽度降低;消泡剂因能降低体系的黏度从而影响分散效果,对光泽度产生不利的影响;增稠剂和光泽度有一定的曲线关系;加入撒淡剂后,光泽度有所提高;pH值在9.0~9.5时水性油墨的光泽度较好。

水性油墨的光泽度是指油墨印品在某一角度反射光线的能力,油墨印品的光泽主要是靠连结料干燥后结膜而产生的。油墨光泽度的好坏会给印刷品的外观带来较大的影响,光泽度好则色泽鲜艳,光泽度差则色泽暗淡。目前,水性油墨普遍存在着光泽度不够的问题,这严重阻碍了水性油墨在包装印刷领域的应用。

影响油墨膜层光泽的因素是多方面的。从水性油墨方面进行分析,主要有:油墨本身的组成(连接料的性质、颜料的颗粒大小及其在水性油墨中的分散性)、油墨助剂、pH值等,这些方面都对光泽度有较大的影响。

 

1、实验设备与实验方法

1)实验设备

柔性版印刷适性仪IGT-F1;光泽度仪(测量采用20°角)KGZ-1A型;激光粒度分析仪。

2)实验方法

以一组水性油墨(红墨、黑墨、黄墨)为例,用柔性版印刷适性仪(150L/in)分别进行打样,待样品干燥后,再测量其对应的光泽度,测量的光泽度值为黑墨4.28,红墨3.60,黄墨4.50。然后改变不同的参数,通过实验测量油墨光泽度和各影响因素的关系,然后根据实验数据得出曲线图,以便得到一个在实际印刷中改变光泽度的有效方法。

 

2、实验分析

2.1细度与光泽度

将水性油墨经激光粒度分析仪测试,得出颜料颗粒粒径的分布如图1所示。

从图1中可看出,不同颜色水性油墨的粒径分布(细度)是不一样的,黑墨的颜料颗粒要细于红墨和黄墨,然而其光泽度却不及黄墨,这说明水性油墨的细度有一较佳值(如图b),只有当水性油墨的细度达到较佳值时,其光泽度才较好。这主要是因为水性油墨好的分散性能,提高了油墨的细度,而且油墨的细度会直接影响油墨的印刷质量和流平性。

2.2含水量与光泽度

将水性油墨(黑墨)分成几等份,再在每份油墨中加入不同体积分数(1%~8%)的水进行稀释,并用玻璃棒搅拌均匀,打样,待样品干燥后,测量其对应的光泽度。根据实验所得的数据,得出水性油墨的光泽度与含水量的关系如图2所示。

从图2中可看出,水性油墨的光泽度随着含水量的增加而下降。水性油墨是由水作为溶剂的,在油墨制备的过程中就已设置了水的比例,故当水的含量发生改变后,会对油墨的光泽度产生影响。故在实际操作过程中,要严格控制水性油墨中水的体积分数。

2.3助剂与光泽度

2.3.1消泡剂与光泽度

将水性油墨(红墨)分成几等份,再在每份油墨中分别添加不同质量分数的消泡剂,并用玻璃棒搅拌均匀,进行打样,待样品干燥后,测量其对应的光泽度,结果如表1所示。

从表1可看出,水性油墨的光泽度随添加的消泡剂质量分数的增加而变小,这表明,当水性油墨中加入消泡剂时,消泡剂会对水性油墨的分散性产生不良影响,从而使得油墨的光泽度变差。这主要是因为,消泡剂本身具有低表面张力的性质,虽然可减少润湿分散剂的用量以达到消除泡沫的目的,但是会降低体系的黏度,从而影响了水性油墨的分散效果。

2.3.2增稠剂和光泽度

将水性油墨(红墨)分成几等份,再在每份油墨中添加不同质量分数(0.4%,0.8%,1.2%,1.6%,2.0%)的增稠剂,并用玻璃棒搅拌均匀,然后打样,待干燥后,测得其对应的光泽度,结果如图3所示。

从图3中可看出,增稠剂在一定用量范围内可提高水性油墨的光泽度,但其后随着增稠剂质量分数的增加,水性油墨的光泽度反而下降。增稠剂的加入,可改善水性油墨的黏度,同时水性油墨的触变性、悬浮性等流变性能也得到改善,油墨的分散稳定性得到提高,从而增加了油墨的光泽度。但随着增稠剂质量分数的进一步增加,光泽度呈下降趋势,这是因为随着增稠剂的不断加入黏度也相应增大,造成纸张对油墨的吸收率变小,流平性变差或根本无法流平,流平中的渗透、凝固和结膜作用明显降低,得到的印品表面平整度变差,光泽度下降。

在实际生产中,要严格控制增稠剂的加入量,以保证印品的高光泽度。

2.3.3撒淡剂与光泽度

将水性油墨(红墨)分成几等份,再在每份油墨中分别添加不同质量分数的撒淡剂(1%,2%,3%)并用玻璃棒搅拌均匀,然后分别在IGT-F1柔性版印刷适性仪上进行打样,待干燥后,依次测量其对应的光泽度,结果如图4所示。

从图4中可看出,加入撒淡剂后,水性油墨的光泽度得到了提高。本实验使用的撒淡剂为亮光浆型,因其本身光泽度好,调配出的墨色浅有透明感,墨膜效果较好,因而能增强墨膜的光泽度。

2.4pH值与光泽度

改变水性油墨(黄墨)的pH值,分别在柔性版印刷适性仪上进行打样,待干燥后,测得其对应的光泽度。根据实验所得的数据,可得出水性油墨的pH值和印品光泽度的关系如图5所示。

从图5中可看出,随着水性油墨pH值的增加,墨膜的表面张力减低,表面张力较小的水性油墨能够润湿、附着、浸透各类承印物的表面。由于水性油墨大多是通过挥发和渗透的机理干燥的,所以水性油墨能在承印物表面流平成光滑而均匀的膜面,因而光泽度有所提高。但pH值过高时,水性油墨在印品表面的流平时间过长,墨膜干燥变慢,容易导致印品的背面蹭脏,反而影响了印品质量。所以在保证光泽度较好的情况下,应控制好水性油墨的pH值。从实验可知:pH值在9.0~9.5范围内时,墨膜的光泽度达到较高值,而且能够保证印刷质量。

 

3、结论

1)水性油墨中的助剂和光泽度有一定的关系,在生产中要严格控制助剂的用量;

2)pH值对水性油墨的光泽度有一定的影响,当pH值在9.0〜9.5范围内时,墨膜光泽度比较好;

3)由于实验材料的限制,本课题中只采用常用的中档柔印水性油墨进行实验,这使得油墨本身的光泽度较低。在实际生产中,为了得到较高的光泽度,选择高档水性油墨也是一种有效的办法。

 

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发布时间:2019-12-01
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