印刷油墨脫輥的成因與排除

林漫亞

在我們的包裝印刷過程中，偶爾也會遇到印刷出現條痕或色彩淺淡的現象，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、填料發脹導致油墨整體膠化所致。針對此種情形，本文就排除該故障的新方法進行一些探討。

長期以來，人們針對發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攪拌器的方法，也有在墨斗的油墨上放一個鐵棍，將油墨推向墨斗輥，以保持包裝印刷油墨的流動性的方法。操作工大都喜歡采用中、高黏度的調墨油或稀釋劑調節油墨（但這必須隨調隨用，否則仍會繼續發脹或膠化）。而一些廠家則是把該油墨倒掉，更換流動性強、抗水強的油墨再去印刷。縱觀這種故障，圍繞這一問題粗略地進行一些探討，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題在早期的油型（氧化干燥型及滲透干燥型）的油墨是經常會遇到的，而在溶劑型（揮發干燥型）及水性油墨中偶爾也會碰到。我們知道，造成膠化的原因是非常復雜的（包括油墨制造的工藝流程，如催干劑的先加與后加等）。隨著科學的發展，新材料的運用，使我們加強了科學理論的研究和對油墨組份材料質量的控制。在油墨組成結構發生了變化的今天，各種弊端也會隨時出現，也會得到控制。但一般在故障出現后，操作工往往會束手無策。膠化的成因，一般有如下6種：

①油墨體系的樹脂分子量過大（黏度太高）；

②固體組份太多（即使黏度小的樹脂連結料也不例外）；

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（如油墨生產前與生產后便會出現兩種結果）；

⑥油墨體系的溶劑尤其是快干溶劑過多。

從上述6種原因可以發現：前兩種是屬于物理學范疇，而對于一個有經驗的油墨制造者或包裝印刷的操作者來說，極易避免和排除。后4種原因同屬于化學（反應）范疇。我們在圍繞后4種原因探索時還會發現：分散工藝的溫度過高，溶劑的揮發，輔助添加劑的應用不當也可能會引起油墨膠化的傾向。在《淺談偶聯劑在水可洗油墨中的運用》以及1998年第一期《國外包裝文摘》《廣東包裝》曾圍繞酸堿的關系作過質子給予體和質子接受體的敘述。筆者的《綠色包裝印刷油墨的研究》一文例舉了分子量僅有330的松香樹脂在采用高色素槽黑生產溶劑性柔性快干包裝印刷油墨時出現了的膠化、堆版而難以上墨故障而闡述過其強酸性的色素炭黑顏料和松香酸值的利弊關系。這都足以概括了[酸]+是親電子的，是電子接受體（質子給予體） [堿]-是親核的，是電子給予體（質子接受體）還有所謂兩性溶劑和樹脂（既有質子給予體，又有質子接受體的水、醇、羧酸及硝酸纖維素等），其次還有一個不會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系早已顯而易見。也就是人們常說的：顏料的酸堿特性與連結料的酸堿特性不相適應時，我們可以采用多種樹脂與顏料、填料酸堿特性相適應而平衡或選擇適當的溶劑而得到彌補或改善這是常規的補救措施。

我們在屬化學（反應）范疇進行探索時就會發現：在其化學計量濃度大到某一數值（嚴格地說是一個很窄的濃度范圍）時，各種宏觀性質就會發生突然的變化。從微觀角度考察，這時的油墨體系的活性分子開始發生締合，形成膠粒大小不等的聚集體。這種聚集體就稱為膠團或膠束，也稱為締合膠體。膠團的一個重要特性就是其增溶作用的結果，使原本不溶的或微溶的物質溶解度大大得到增加，俗稱發脹。從而起到加速化學反應的作用，其反應機理極有可能與連結料尤其是顏料分散過程有密切關系。

消除發脹、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，在貯存過程中會促使油墨膠化和發脹。這是由于熱加工過程中，游離脂肪酸類和堿性顏料起反應所致。因此，高黏度的油墨原料制造油墨時，在研磨過程中，不應加鉛、鈷、錳等催干劑。但在加入1%苯甲酸后可降低發脹傾向。催干劑的另一個弊病是：能加速油墨在貯存過程中顏料的沉降。如以鈦白粉制造油墨時，在研磨時加環烷酸鋅，顏料易沉降而結成硬塊。因而在顏料研磨前加入催干劑，便會導致油墨的貯存性差，易發脹、膠化及沉底結塊。

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

①太稠或因連結料聚合度過高形成膠化時，加入脂族烴、酯、酮等稀釋。

②反應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來解除。

③在包裝印刷油墨里加入萘酸金屬鹽是過去常用的方法。

④水墨添加無機鹽便可以得到控制。

針對以上所述的故障，分析油墨配方結構，篩選出市售的防脹、破膠劑的新材料加以論證后認為：儀征天揚化工廠（國家免檢產品）生產的一種改進型磷酸酯欽酸酯偶聯劑，除具有對顏料的優良分散性能外，還有特殊的能使已發脹、膠化的包裝印刷油墨“起死回生”的功效。例如在印刷過程中只需在已發脹的油墨里添加3%～5%防脹、破膠劑就能使上述故障得到抑制，恢復油墨原狀結構，黏度回歸。根據儀征天揚化工廠生產的防脹、破膠劑的特性，我們在油墨配方中只需直接添加顏料、填料的1.5%～2.5%防脹破膠劑便可避免包裝印刷的發脹和膠化。也可采用甲苯或二甲苯一比一與該產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、貯存、印刷過程中因發脹、膠化、沉淀而導致的條痕或色彩淺淡故障。同時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干燥型（溶劑型）印刷油墨烘烤溫度及吹風量，從而有效地促進包裝印刷油墨正常地印刷。