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文章来源：热能机械网 | 2022-08-23
环保型合成纸胶印油墨制造与应用
性能特点
合成纸是一种非常耐用、尺寸稳定的防水纸，它是由聚丙烯（PP）与无机填料为主要原料制成，而不是以天然纤维为原料的纸张，因此合成纸具有塑料和纤维纸张的特性。与高档纤维纸张相比，合成纸表面强度很高、平滑度极佳和相当优异的白度，作为承印物材料已被大量应用于胶版印刷、凸版印刷等领域，主要用来印刷画册、图片、年历等高级精美印刷品，食品、烟酒、化妆品等包装物，以及有价证券、模内标签等特种印刷品。
合成纸属于非吸收性承印物材料，因此供给合成纸用的胶印油墨，其干燥性能要求特别好，应超过一般的胶印油墨；印刷过程要求不发生背面沾脏、粘页等现象；油墨所使用的溶剂往往会造成合成纸溶胀和起翘等现象，因此在油墨中只能使用少量的溶剂；油墨对承印物材料的附着性要好，有优秀的耐摩擦性；还要有颜色浓度高和抗水性能好等特征。
合成纸胶印油墨采用了专门配方设计，属于单一的氧化聚合干燥型油墨，目前最高印刷速度可达10000印张/小时（可根据纸张厚薄和印刷图文面积大小来调整）。本文所述的环保型合成纸胶印油墨，由豆油基氧化聚合干燥型树脂连结料、颜料与填料、耐摩擦剂、催干剂、防结皮剂及少量石油溶剂组成，其有害重金属元素与挥发性有机物（VOC）均符合国际标准（ISO）和工业发圆盘犁达国家标准的限量规定。该油墨的平均组成成分如下：
松香改性烷基酚酚醛树脂25～26％
亚麻油/间苯二甲万能实验机的精度出现的误差值为（+0.5%）是属于正常现象酸醇酸树脂9～10％
精制大豆油23～24％
精制桐油7～8％
高沸点石油溶剂3～4％
颜料20～21％
填充料2.5～3.0％
助剂（耐摩擦剂、催干剂、防结皮剂）6.5～7.0％
合计：100％
制造实例
1. 油墨连结料制造
连结料中采用松香改性烷基酚酚醛树脂、亚麻油/间苯二甲酸醇酸树脂、大豆油、桐油和有机铝凝胶剂（铝螯合物）等。其中松香改性烷基ABS+GF材料在作为外观件经常会遇到 浮纤 问题酚酚醛树脂具有高粘度、高溶解性、高软化点等特点，能赋于油墨的快干性、高光泽和附着性；亚麻油/间苯二甲酸醇酸树脂具有快干性、高光泽和对颜（填）料的润湿分散性能；豆油虽然属于半干性油（碘值120～140gI2/100g），但与25％量的桐油共聚生成的聚合油具有近似干性油亚麻油的干燥性能；有机铝凝胶剂KETALIN－4F可使所制的连结料粘度提高1～1.5倍，而粘性几乎不增长，可以缩短油墨干燥固着时间，提高光泽性、抗水性和点再现性。配方实例如表1所示。
表1.连结料配方实例
原料名称 规格 配比％
松香改性辛基酚酚醛树脂 酸值16～24mgKOH/g，粘度2200～2800mPa s/35℃ 38
亚麻油/间苯二甲酸醇酸树脂 酸值 18mgKOH/g，粘度4000～6000mPa s/35℃ 14
精制大豆油（一） 一级，碘值120～140gI2/100g 28
精制桐油 一级 10
高沸点石油溶剂 馏程270～310℃，芳烃 1％ 5
精制大豆油（二） 一级，碘值120～140gI2/100g 4
有机铝凝胶剂KETALIN－4F 铝含量5.0～5.5％ 1.0～1.2
合计 100
操作方法：
（1）将精制大豆油（一）、精制桐油和松香改性辛基酚酚醛树脂按配方量加入反应釜中，升温，液面通CO2或N2保护，至180℃时开动搅拌。
（2）继续升温，约用2小时至温度达到250℃时，于250～255℃保温搅拌1小时。
（3）加入亚麻油/间苯二甲酸醇酸树脂，保温220～225℃搅拌30分钟，此时停止通CO2或N2保护，停止保温，加入高沸点石油溶剂，搅拌20～30分钟。
（4）物料温度160℃时，加入用精制大豆油事先稀释均匀的有机铝凝胶剂KETALIN－4F，升温至180℃，保持175～180℃搅拌30～40分钟。<变频电源/p>
（5）取样测粘度，合格后立即过滤出料，装入贮存容器中备用。
技术指标：
粘度14000～18000mPa s/35℃
粘性（400rpm，32℃）8～12
外观透明，无机械杂质
2. 环保型合成纸胶印油墨制造
在环保型精密仪器合成纸胶印油墨配方中采用了上述氧化聚合干燥型连结料，具有快干、亮光和附着力、抗水性能好等特点；在颜料用量上稍高于一般的胶印油墨，以提高着色实际上力；使用聚乙烯微晶蜡和聚四氟乙烯微晶蜡，可明显提高墨膜的抗摩擦性能；在催干剂中除了异辛酸钴、异辛酸锰外，还添加了助催干剂异辛酸锆，可提高钴、锰催干剂的效能；此外还用丁醛肟作为防结皮剂，使油墨在厚层时不易氧化结皮，而在印刷后成薄层时又能迅速恢复干燥性能。在油墨配方中仅有3～4％石油溶剂，用以调节粘度，当油墨干燥成膜后又可起增塑剂的作用，使墨膜柔韧。油墨配方实例见表2。
表2.环保型合成纸胶印油墨配方实例
原料名称 规格 品红 中黄 天蓝 黑
油墨连结料 粘度14000～18000m选择拉力机夹具也要根据非规范化的配置或是相干的扩大配置Pa s/35℃ 66 71 70 62
洋红6B P.R57:1 21
联苯胺黄GTNS P.Y12 6
联苯胺黄GR P.Y13 10
酞菁蓝BGS P.B15:3 18
透明胶质碳酸钙 3.5 4 3.5
耐晒青莲色原R 1
501铁盐 钾盐、红光 3
射光蓝浆AG 红光 5
高色素炭黑 8
炉法色素炭黑 W 4S 10
聚乙烯微晶蜡 2 2.5 2 1
聚四氟乙烯微晶蜡 1 1 1 1
异辛酸钴 Co含量8％，油墨用 2 2 2 3
异辛酸锰 Mn含量7％，油墨用 1 1 1 1
异辛酸锆 Zr含量12％，油墨用 0.4 0.4 0.3 0.5
丁醛肟 含量99％ 0.1 0.1 0.2
低粘度聚合油 豆油/桐油=3/1，粘度80～120mPa s/35℃ 3 2 2 4.5
合计 100
按照表2配方，将油墨连结料、颜料、填充料和蜡粉充分搅拌均匀和预分散，在三辊机或珠磨机上研磨分散，至细度达到要求后，加入低粘度聚合物调节粘度和墨性，最后加入钴、锰、锆催干剂和防结皮剂丁醛肟在机上混合均匀，各项指标合格后，经过滤灌装至包装容器内。
应用须知
环保型合成纸胶印油墨不仅适用于单色、双色、四色胶版印刷机，也可在凸版印刷机上使用。并且除了合成纸之外，还可印刷金板纸、铁板纸、铝箔纸等非吸收性承印物材料。
使用上述油墨印刷时须注意以下事项：
（1）防止合成纸拿取、裁切和堆放时因手的摩擦而产生静电，使油墨附着力降低，所以务必带上非化纤类手套操作。
（2）合成纸在印刷前需要在印刷车间存放48小时，以适应车间环境。
激光器件（3）因合成纸不吸水，所以版面润版液供给量须调整至尽可能小，并保持水墨平衡。润版液PH值应保持在5.5～6.0，环境温度应控制在25℃左右，润版液中须添加15％～30％的酒精。
（4）合成纸因具有轻微的弹性，所以印刷压力较普通纸要酌情增加，同时尽量用酒精润版液的四色胶印机印刷。
（5）双面印刷时，先印图文较少的一面，喷粉尽量均匀且最小。
（6）印刷过程如停机2～3小时，应在墨斗、辊面和印版上喷洒一层防结皮剂（丁醛肟、丁酮肟类），防止油墨氧化结皮造成再开机后的印刷故障。
（7）油墨的干燥性不足时，可适当添加红燥油等干燥剂来调整。
（8）收纸台上印好的合成纸印品要以隔板堆叠，隔板间堆叠高度最好不要超过15cm。
（9）在墨层未彻底干燥之前勿搬移或使纸堆受到振动，以免使尚未完全干燥的印品因墨膜遭到摩擦或压力而产生背面蹭脏。
（10）干燥时间视印刷机种类、墨层厚薄、印版图文色浓度大小而增减，一般4～5小时后印品表面干燥，可进行后续印刷，12～24小时后，印品完全干燥，就能裁切加工。
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