關(guān)于絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域水性絲網(wǎng)油墨研究進(jìn)展
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2024-06-19 16:59
關(guān)于絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域水性絲網(wǎng)油墨研究進(jìn)展
水性油墨因其優(yōu)良的環(huán)保性能，可以解決當(dāng)前包裝與印刷行業(yè)所存在的排放及污染問(wèn)題。其最顯著的特點(diǎn)是以水為溶劑，VOC含量較低，與溶劑型油墨相比大大改善油墨制造者和印刷操作者的工作環(huán)境，從而降低了有害物質(zhì)對(duì)他們身體的危害。另外，也降低由于靜電和易燃易爆溶劑引起的失火危險(xiǎn)，成為今后印刷行業(yè)走向綠色環(huán)保的重要發(fā)展方向之一。
目前水性油墨最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是食品包裝、煙灑包裝及兒童玩具包裝，印刷方式以柔性版印刷及凹版印刷為主（嘉寶莉化工化工集團(tuán)推出了水性絲網(wǎng)印刷的煙灑包裝油墨），在美國(guó)市場(chǎng)上，塑料印刷中有40%采用水性油墨，在其他發(fā)達(dá)國(guó)家中，水性油墨也逐漸成為塑料薄膜印刷的主要用墨。隨著綠色印刷技術(shù)的不斷發(fā)展絲網(wǎng)印刷的綠色化也將面臨跨越式大發(fā)展。因此，水性油墨技術(shù)應(yīng)用到絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域?qū)?huì)成為一個(gè)研究的焦點(diǎn)。
水性絲網(wǎng)油墨研究進(jìn)展
絲網(wǎng)印刷應(yīng)用水性油墨、稀釋劑、清洗網(wǎng)版等都可以直接使用水，因此給絲網(wǎng)印刷帶來(lái)極大方便。水性油墨較好的通用性特點(diǎn)可對(duì)織物、無(wú)紡布、塑料硬膜、鋁箔、真空鍍鋁膜等多種承印物進(jìn)行印刷，從而符合絲網(wǎng)印刷承印物廣泛的特點(diǎn)需求。
1.水性油墨用樹(shù)脂的研究現(xiàn)狀
水性油墨的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用發(fā)展其關(guān)鍵技術(shù)在于連結(jié)料樹(shù)脂的應(yīng)用。連結(jié)料是油墨制造中研磨色粉的基料，主要的流動(dòng)相和油墨干燥后的成膜物質(zhì)，直接決定著油墨的使用性能和印刷性能。因此，研究和開(kāi)發(fā)一種性能優(yōu)良的水性樹(shù)脂是開(kāi)發(fā)水性油墨的前提，當(dāng)今國(guó)內(nèi)外主要新型水性油墨樹(shù)脂種類包括水性聚丙烯酸酯，水性聚氨酯及其改性樹(shù)脂。隨著水性絲網(wǎng)油墨用樹(shù)脂研究發(fā)展，水性絲網(wǎng)油墨將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
1.1水性丙烯酸樹(shù)脂
為使水性丙烯酸樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐水性、粘接強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等性能，通常引入某些功能性單體從而在成膜過(guò)程中通過(guò)分子內(nèi)或分子間的交聯(lián)基團(tuán)反應(yīng)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。王海僑1等將含有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑（A-174）與丙烯酸酯單體共聚，合成塑料薄膜印刷用的水性丙烯酸樹(shù)脂，其在成膜過(guò)程中可通過(guò)硅羥基訊速交聯(lián)，從而提高涂膜的硬度、耐水性能等。TsulsumiT等將含可聚合雙鍵的硅烷大單體與聚丙烯酸類單體共聚，制備了含疏水基的水性聚丙烯酸乳液，通過(guò)檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，乳注對(duì)顏料具有很好的潤(rùn)濕分散性，制得的油墨具備優(yōu)異的耐濕摩擦性、耐候性和光澤度。劉曉國(guó)3使用水溶性改性丙烯酸樹(shù)脂配氨基樹(shù)脂或封閉異氰酸酯固化劑制備水溶性彩晶玻璃絲印油墨。
1.2水性聚氨酯樹(shù)脂
水性聚氨酯油墨正以其良好的耐磨性、附著力、耐化學(xué)性、抗沖擊性、柔軟性及相容性等優(yōu)點(diǎn)，正不斷完善并開(kāi)拓著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。劉云發(fā)用自制的水性聚氨酯樹(shù)脂制備絲網(wǎng)印刷用的水性油墨，且試驗(yàn)證明該水性油墨對(duì)尼龍、PU和TPU處理的橡膠以及布料、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚酯等底材具有良好的效果。方長(zhǎng)青等以WPU為主要連結(jié)料，進(jìn)行水性油墨制備實(shí)驗(yàn)，分析了水性油墨的抗水性、光澤度、初干性和細(xì)度等性能指標(biāo)。結(jié)果表明，利用聚氨酯代替?zhèn)鹘y(tǒng)樹(shù)脂連結(jié)料能制備綜合性能優(yōu)異的環(huán)保型水性油墨，增稠劑提高了油墨的黏度，促進(jìn)顏料的均勻分散；表面活性劑分子提高水性油墨體系的穩(wěn)定性。
1.3水性丙烯酸改性聚氨酯樹(shù)脂
丙烯酸酯樹(shù)脂乳液，因其具有色淺，且涂膜具有良好的耐候性、透明性、附著力和光澤度等特點(diǎn)，已被油墨制造廠商廣泛應(yīng)用；而用丙烯酸酯改性的PU油墨連接料可提高油墨的耐候性能、光學(xué)性能等，得到的PUA也綜合了PU和聚丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn)。劉曉麗6等用聚氨酯對(duì)室溫交聯(lián)型丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性，由于兩種乳液在性能上存在互補(bǔ)性，故改性的PUA乳液綜合性能得到明顯改善，用其制備水性油墨在耐磨性、硬度、耐有機(jī)溶劑性和彈性等方面都有所提高。蔡棟宇采用乳液聚合法合成PUA復(fù)合乳液，由其配制的水性油墨具有良好的穩(wěn)定性和耐水性，并且對(duì)PET薄膜和BOPP薄膜都具有較好的附著力。
2.水性絲網(wǎng)油墨特點(diǎn)
水性油墨體系中水表面能較大，所以對(duì)顏料的分散要求較高。高品質(zhì)水性絲網(wǎng)印刷油墨需要優(yōu)化組合分散樹(shù)脂和顏料、研磨分散設(shè)備及介質(zhì)、分散消泡等表面活性劑，并且需要添加少量的醇類或醚類溶劑以輔助增強(qiáng)溶解樹(shù)脂的能力，提高顏料的分散性，并加速滲透，抑制起泡，從而才可制備出分散性最優(yōu)的水性油墨來(lái)適應(yīng)印刷中的設(shè)備和承印物特點(diǎn)。另外，水性油墨的PH值對(duì)顏料的穩(wěn)定性影響較大，當(dāng)PH值變化時(shí)可能會(huì)使部分耐酸堿較差的顏料變色，且PH值變化所引起的樹(shù)脂部分重新纏結(jié)，會(huì)使原本分散穩(wěn)定的體系發(fā)生顏料聚集，導(dǎo)致油墨粒徑變大、分布變寬。變大、變寬的粒徑分布會(huì)對(duì)油墨印刷時(shí)的墨厚、流動(dòng)性、光澤度產(chǎn)生不利影響，因此，在制備高品質(zhì)水性絲網(wǎng)印刷油墨時(shí)，一定要控制好油墨的PH值。
水的蒸發(fā)潛熱能較傳統(tǒng)溶劑高很多，從而在水性油墨的使用中干燥性要求是影響油墨應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。水性油墨印刷中首先調(diào)整控制好粘度和PH值，然后再根據(jù)實(shí)際印刷速度調(diào)節(jié)水性油墨干燥設(shè)備風(fēng)力及溫度等。另外，干燥溫度應(yīng)視不同承印物以及印刷面積而定。此外，改進(jìn)網(wǎng)印水基油墨干燥性能的另一種措施是，在印刷加工之前，添加少量的交聯(lián)劑來(lái)改進(jìn)這種含水體系的抗稀釋劑、抗堿和抗酸性能。
3.總結(jié)
現(xiàn)在中國(guó)在油墨方面還沒(méi)有嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，但是油墨行業(yè)會(huì)像中國(guó)涂料行業(yè)一樣，環(huán)保法規(guī)遲早要出臺(tái)。無(wú)揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)油墨（UV油墨和大豆油油墨）和水性油墨是現(xiàn)今油墨工業(yè)的必然發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)的油墨工業(yè)必須打住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，走水性油墨工業(yè)化發(fā)展方向。雖然水性絲網(wǎng)油墨是今后絲網(wǎng)油墨的重要發(fā)展方向之一，但對(duì)它的開(kāi)發(fā)仍存在一些不足，例如：油墨干燥速度慢，干燥能耗高，成本高等，這些都是今后水性油墨需要解決的問(wèn)題。
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