印刷油墨脱辊的成因与排除

林漫亚

在我们的包装印刷过程中，偶尔也会遇到印刷出现条痕或色彩浅淡的现象，这种被称为不下墨和墨脱辊的故障，是因包装印刷中油墨体系的颜料、填料发胀导致油墨整体胶化所致。针对此种情形，本文就排除该故障的新方法进行一些探讨。

长期以来，人们针对发胀或胶化采取不断搅拌墨斗中的油墨，或者在墨斗中安装一个搅拌器的方法，也有在墨斗的油墨上放一个铁棍，将油墨推向墨斗辊，以保持包装印刷油墨的流动性的方法。操作工大都喜欢采用中、高黏度的调墨油或稀释剂调节油墨（但这必须随调随用，否则仍会继续发胀或胶化）。而一些厂家则是把该油墨倒掉，更换流动性强、抗水强的油墨再去印刷。纵观这种故障，围绕这一问题粗略地进行一些探讨，并就排除该故障的新方法与包装印刷界同仁交流。

油墨的胶化与酸碱的概念

包装印刷油墨的胶化问题在早期的油型（氧化干燥型及渗透干燥型）的油墨是经常会遇到的，而在溶剂型（挥发干燥型）及水性油墨中偶尔也会碰到。我们知道，造成胶化的原因是非常复杂的（包括油墨制造的工艺流程，如催干剂的先加与后加等）。随着科学的发展，新材料的運用，使我们加强了科学理论的研究和对油墨组份材料质量的控制。在油墨组成结构发生了变化的今天，各种弊端也会随时出现，也会得到控制。但一般在故障出现后，操作工往往会束手无策。胶化的成因，一般有如下6种：

①油墨体系的树脂分子量过大（黏度太高）；

②固体组份太多（即使黏度小的树脂连结料也不例外）；

③油墨体系酸值太高；

④颜料、填料带有碱性；

⑤干燥剂含量太多或选择添加的次序不当（如油墨生产前与生产后便会出现两种结果）；

⑥油墨体系的溶剂尤其是快干溶剂过多。

从上述6种原因可以发现：前两种是属于物理学范畴，而对于一个有经验的油墨制造者或包装印刷的操作者来说，极易避免和排除。后4种原因同属于化学（反应）范畴。我们在围绕后4种原因探索时还会发现：分散工艺的温度过高，溶剂的挥发，辅助添加剂的应用不当也可能会引起油墨胶化的倾向。在《浅谈偶联剂在水可洗油墨中的运用》以及1998年第一期《国外包装文摘》《广东包装》曾围绕酸碱的关系作过质子给予体和质子接受体的叙述。笔者的《绿色包装印刷油墨的研究》一文例举了分子量仅有330的松香树脂在采用高色素槽黑生产溶剂性柔性快干包装印刷油墨时出现了的胶化、堆版而难以上墨故障而阐述过其强酸性的色素炭黑颜料和松香酸值的利弊关系。这都足以概括了[酸]+是亲电子的，是电子接受体（质子给予体） [碱]-是亲核的，是电子给予体（质子接受体）还有所谓两性溶剂和树脂（既有质子给予体，又有质子接受体的水、醇、羧酸及硝酸纤维素等），其次还有一个不会形成氢键的脂族烃类溶剂及中性颜料和两性颜料等都与胶化的关系早已显而易见。也就是人们常说的：颜料的酸碱特性与连结料的酸碱特性不相适应时，我们可以采用多种树脂与颜料、填料酸碱特性相适应而平衡或选择适当的溶剂而得到弥补或改善这是常规的补救措施。

我们在属化学（反应）范畴进行探索时就会发现：在其化学计量浓度大到某一数值（严格地说是一个很窄的浓度范围）时，各种宏观性质就会发生突然的变化。从微观角度考察，这时的油墨体系的活性分子开始发生缔合，形成胶粒大小不等的聚集体。这种聚集体就称为胶团或胶束，也称为缔合胶体。胶团的一个重要特性就是其增溶作用的结果，使原本不溶的或微溶的物质溶解度大大得到增加，俗称发胀。从而起到加速化学反应的作用，其反应机理极有可能与连结料尤其是颜料分散过程有密切关系。

消除发胀、避免胶化的有效途径

除了上述所提到的原因外，油墨体系中的催干剂也能直接影响油墨在贮存过程中的黏度、增涨及颜料、填料的沉底。例如高黏度的醇酸树脂与碱性颜料氧化锌在催干剂存在下一同研磨，在贮存过程中会促使油墨胶化和发胀。这是由于热加工过程中，游离脂肪酸类和碱性颜料起反应所致。因此，高黏度的油墨原料制造油墨时，在研磨过程中，不应加铅、钴、锰等催干剂。但在加入1%苯甲酸后可降低发胀倾向。催干剂的另一个弊病是：能加速油墨在贮存过程中颜料的沉降。如以钛白粉制造油墨时，在研磨时加环烷酸锌，颜料易沉降而结成硬块。因而在颜料研磨前加入催干剂，便会导致油墨的贮存性差，易发胀、胶化及沉底结块。

近年来，人们围绕包装印刷油墨的发胀、胶化及沉淀结块，提出过这样和那样的补救措施，其解决方法往往在故障出现后才引起人们的重视。这种被动作业的方法，不仅加大了包装印刷厂家的生产成本、延误了时间，同时也带来了一定的处理难度。多年来根据油墨体系的胶化、变稠、成块的现象并找出盐基颜料与酸值较高或含有游离脂肪酸的连结料反应成皂。由于连结料本身凝聚胶化，油墨体系吸入了水份，颜料含量太高，使用的连结料与颜料不平衡（不恰当），连结料与油脂的助剂混溶性不良，对于高聚物连结料由酸溶结构被颜料吸收也会加速胶化等原因，一般补救的措施不外乎有如下4种方法：

①太稠或因连结料聚合度过高形成胶化时，加入脂族烃、酯、酮等稀释。

②反应成皂的胶化类油墨加入松香溶于亚油中利用其高酸值物质来解除。

③在包装印刷油墨里加入萘酸金属盐是过去常用的方法。

④水墨添加无机盐便可以得到控制。

针对以上所述的故障，分析油墨配方结构，筛选出市售的防胀、破胶剂的新材料加以论证后认为：仪征天扬化工厂（国家免检产品）生产的一种改进型磷酸酯钦酸酯偶联剂，除具有对颜料的优良分散性能外，还有特殊的能使已发胀、胶化的包装印刷油墨“起死回生”的功效。例如在印刷过程中只需在已发胀的油墨里添加3%～5%防胀、破胶剂就能使上述故障得到抑制，恢复油墨原状结构，黏度回归。根据仪征天扬化工厂生产的防胀、破胶剂的特性，我们在油墨配方中只需直接添加颜料、填料的1.5%～2.5%防胀破胶剂便可避免包装印刷的发胀和胶化。也可采用甲苯或二甲苯一比一与该产品先稀释后再添加在油墨组份一起研磨分散，既能大大提高颜料的分散性，又能防止包装印刷油墨在生产、贮存、印刷过程中因发胀、胶化、沉淀而导致的条痕或色彩浅淡故障。同时还能大大提高油墨的支化度而增大墨膜的附着牢度，并能降低印刷油墨或挥发干燥型（溶剂型）印刷油墨烘烤温度及吹风量，从而有效地促进包装印刷油墨正常地印刷。