簡析油墨的乳化

■ 文/高斌

一、前言

膠印油墨乳化是影響印刷質量和印刷速度的關鍵問題。在膠印印刷過程中，油墨和潤版液并不是絕對不相調和，由于潤版液和油墨同時存在于印版上，在機械力的作用下，著墨輥、著水輥以及橡皮滾筒等的高速剪切力、高速擠壓接觸和其他因素的作用下.油相與水相間也會發生相互作用.使水分成細小的液滴不同程度地分散在油墨中，這就是油墨被乳化的現象。

乳化是水被分散到另一種與之不相混溶液體中的現象，在這一過程中，既有可能生成O/W型水包油乳狀液，也可能生成W/O型油包水乳狀液。水包油型乳狀液對膠印印刷有很大的危害性.它會使油墨的流動性和粘性發生變化，油墨流動性、傳遞性變差，糊版、堆墨、墨輥脫墨，印跡失光，透明度下降，影響印刷干燥速度。另外嚴重的油包水型乳狀液也會造成油墨粘度下降，墨絲變短。絕對不乳化或吸水量較少的油墨會造成油墨傳遞性差、花版、上臟等印刷故障。因此適量的油包水型乳化油墨也是膠印油墨所必須的，完全拒水的油墨也是無法完成正常印刷的。

二、油墨乳化產生的原因

造成油墨乳化來自多方面的原因，有油墨的組分、紙張、潤版液以及各種印刷條件都會造成油墨過渡乳化。

（一）連接料

松香改性酚醛樹脂是膠印油墨的主要組成部分，連接料本身含有極性基團羰基、羥基，并且具有一定碳值，羥基對顏料的潤濕起到很好的作用，但如果樹脂的酸值太高，醇酸樹脂用量過大則油墨的極性增強都會加速油墨的乳化。樹脂內部結構不同，油墨抗水性也有差別，隨著凝膠劑用量的增加，可以明顯降低連接料的吸水性，因此通過采用高粘度低粘性樹脂連接料，提高酚醛樹脂中漿的含量，降低松香的含量（醇酸樹脂用量不要超過10%）均可改善連接料的抗水性能。

（二）顏料

同一系列的標準四色版油墨之所以在抗水性存在著差別，主要取決于顏料的化學性。顏料具有親水性和憎水性，膠印油墨所用顏料既要不溶于水及酸，又要具有抗水性能。如果親水性比親油性（指連接料）強，油墨里原來被連接料所包住的顏料表面有可能在一定條件下被潤版液所置換，使油墨失去流動性，嚴重時產生水包油的乳化現象。由于普通的色淀顏料的體質料往往是親水的，顏料中的染料成分遇到酸性水后，染料會很快析出溶解于水中，造成乳化故障。如果顏料顆粒較粗、粘度不夠，在油墨軋制過程中同連接料結合不夠牢固，在印刷中與酸性接觸后極易吸收水份而自身產生膨脹，逐漸與連接料脫離而產生乳化使印刷潤版液中出現顏料溶于水的帶色現象。

（三）助劑

油墨中沖淡劑加放太多，常用輔助白油成分是碳酸，維利油成分是氫氧化鋁，本身都是乳化劑。油墨中催干劑放得越多越能引起油墨的乳化故障。因為油墨干燥劑大都由重金屬鈷、錳、鉛和有機碳酸根兩部分組成，屬于皂類，是典型的強乳化劑。加入適量的干燥劑能加快油墨的干燥，但過量則極易引起乳化，反而降低干燥速度。

分散劑能幫助連接料潤濕顏料、改善油墨性能。因為分散劑一頭是極性弱的大分子，一頭是羰基、羥基的等極性基團，也會增加油墨的乳化。

（四）紙張

紙張表面的膠料、涂料或其他填充料中都會有一定表面活性物質，具有一定的水溶性，在印刷過程中經濕水這些表面活性物質脫落，并通過印版傳遞到墨輥與油墨相結合，使油墨的吸水性增大，引起油墨乳化過度，版面水份越大，溶解填充料越多，乳化越嚴重，施膠不好、紙張疏松、蹭粉、蹭毛越嚴重的紙張也容易引起油墨的乳化。

（五）潤版液

潤版液的重要性能是潤濕，潤版液的潤濕性能由表面張力決定。電導率主要反映潤版液中離子濃度的變化。一般800～1300us/cm，過高會延長油墨干燥時間，過低會出現印版表面干燥、橡皮布表面堆墨。由于平衡關系要求水墨表面張力一致，這就要求潤版液表面張力36～45MN/m。在潤版液濃度一定條件下，版面水膜越厚，水和油墨接觸的機會增加，沿著著墨輥傳遞的水分增多，經滾筒墨輥相互擠壓促使油墨加速乳化。潤版液濃度越高表面張力就越小，和油墨之間界面張力也隨之變小，油墨乳化越嚴重，潤版液乳化到油墨中后降低墨膜內聚力，影響油墨在墨輥和紙張的附著和粘附，因此影響墨膜的分離和傳遞，所以為使油墨達到良好印刷適應，油墨中水量的控制是關鍵。

（六）油墨

如果油墨的粘性小，流動度大，它的抗水性差，影響水墨平衡會損失套印性。我們現在使用DUKE乳化測定儀，通過它可以測定油墨的最大乳化量和繪制出乳化曲線可以判定油墨的抗水性。如圖1，表1。

表1 兩種不同油墨的乳化率

圖1 兩種不同油墨的乳化曲線

度克法：采用機械攪拌方式進行油墨乳化實驗。在容器中加入50克油墨及50克蒸餾水，以每分鐘90轉的速度，測定1′3′5′10′15′20′油墨的進水量，來計算油墨的乳化率，如表2所示。

表2 DUCK儀 50克墨 50克水/25℃ 觀察油墨的出水量

研缽法：在25℃室溫下，稱取5克被測油墨于研缽中加入10克水，研磨5分鐘（速度約90～100r/min）將水倒凈稱的乳化墨的重量，計算油墨的乳化率，如表3。

表3 A油墨 研缽法

乳化率=（乳化墨重－5）/5×100%

油墨乳化會使油墨粘度急劇下降，墨絲變短，轉移性能變差，同時侵入油墨的潤版液會腐蝕墨輥，在墨輥表面形成親水層排斥油墨，造成金屬墨輥脫墨、飛墨等故障。油墨乳化后，印刷密度下降，印品發虛發白，對于出現嚴重乳化現象要分析原因采取相應措施，加以杜絕。

根據實驗經驗，要防止油墨乳化，首先要控制潤版液的PH值和電導率，提高油墨的粘度，油墨粘度大，其分子內聚力大，抗水性強。

其次是控制好版面的水分，在不糊版的前提下盡可能的減少印版供水量。

第三，把握好油墨的酸性，合理控制油墨中樹脂含量，油墨中少加油酸、白油及維利油，減少催干劑用量。

第四，要檢查紙張質量，保證紙張質量符合要求，如果發現紙張印刷適性不合要求就要對油墨配方進行調整或更換適合的紙張。

因此在平版印刷的實際工作中要徹底解決和防止油墨乳化現象是不可能。因為油和水在機械的作用下，本身就會產生乳化。在實際生產中，油墨微量的乳化是正常的現象，對印刷還有利。乳化率是一個很重要的參數，更重要的是油墨乳化達到平衡的速度，為了減少乳化率，加快達到平衡的速度，縮短達到平衡的時間，除了從墨的原材料（連結料、顏料、添加劑、溶劑等）著手優化外，還可以采用抗乳化助劑來幫助。

通過對A油墨添加不同的抗水劑來反映油墨的乳化性能來滿足印刷的實際要求。

三、結果

總之，提高抗水性，解決水墨平衡問題，應以油墨組成的各個要素著手，連接料顏料、助劑等的各個方面去選擇和驗證，從而優選出最有效的解決方法，使油墨產品能滿足印刷的要求。