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凹版印刷機(jī)油墨中,溶劑不僅溶解各種成膜聚合物,調(diào)整粘度及流變性,以適應(yīng)印刷,而且對成膜質(zhì)量有重要影響。凹版印刷機(jī)油墨配方中,關(guān)鍵技術(shù)之一就是選擇合適的溶劑。以下就對溶劑的特性及其如何選擇、定量作詳細(xì)闡述:
一、常用溶劑分類
1、醇類
常用的醇類溶劑有乙醇(酒精)、異丙醇、正丁醇等。乙醇和正丁醇一般用作助溶劑,然而乙醇吸潮性較高,對某些樹脂的溶解性好,對染料溶解尤佳,乙醇的溶解力隨著含水量的增加而減小;其揮發(fā) 快,用量不宜過多。異丙醇能與水、乙醇、甲苯混溶。
2、酯類
常用酯類溶劑有醋酸乙酯(乙酸乙酯)、醋酸丁酯(乙酸丁酯),溶解力強(qiáng),具有強(qiáng)烈的水果香氣味,缺點(diǎn)是價格太高。常用于溶劑凹版印刷機(jī)油墨中。
3、苯類
常用的苯類溶劑主要有:苯、甲苯、二甲苯等。苯揮發(fā)快,價格便宜,但其毒性大;甲苯在稀釋比值和揮發(fā)速度方面較理想,其于凹版印刷機(jī)油墨中用得*為廣泛的品種之一。二甲苯之揮發(fā)速度比甲苯慢,也是凹版印刷機(jī)油墨中*常用的溶劑之一。
4、酮類
常用酮類溶劑主要有:丁酮(甲乙酮、MEK)、環(huán)已酮等。酮類是溶解力很強(qiáng)的溶劑,特別是適用于高固體份的凹版印刷機(jī)油墨,其還有助于改善高固體凹版印刷機(jī)油墨的流動性和流平性,但其氣味較難聞。
二、揮發(fā)速度
溶劑的揮發(fā)類似于濕衣服中水份的揮發(fā),其主要受到溫度、蒸汽壓、表面積/體積比以及表面空氣的流動速度影響,其是決定墨膜干燥速度的重要因素,影響墨膜的形式并進(jìn)而影響墨膜的*終質(zhì)量,它是選擇溶劑
凹版印刷機(jī)油墨中溶劑的揮發(fā)可分為兩個過程(階段),即 一階段:溶劑的揮發(fā)速度主要受單一溶劑的四種因素(即溫度、蒸汽壓、表面積/體積比和表面空氣流動速度)的影響,溶劑的揮發(fā)速度與單一的相同,隨著溶劑的進(jìn)一步揮發(fā),溶劑的揮發(fā)速度突然變慢,此時進(jìn)入 二階段:溶劑的揮發(fā)速度不再是由表面溶劑的揮發(fā)所控制,溶劑從涂膜內(nèi)表面的擴(kuò)散所控制,此時,溶劑的揮發(fā)速度更加緩慢,甚至那些與樹脂作用較強(qiáng)的溶劑會長期滯留墨膜內(nèi),久久不釋放,即溶劑稀放性慢。
溶劑揮發(fā)速度的大小是決定*終墨膜性質(zhì)的重要因素之一。如果使用大量揮發(fā)快的溶劑,如丁酮、醋酸乙酯、甲苯等溶劑,則附在基材上的凹版印刷機(jī)油墨微粒的粘度就會大大增加,流動性下降,嚴(yán)重影響流平,產(chǎn)生"桔皮"現(xiàn)象;另外,由于溶劑急劇揮發(fā),凹版印刷機(jī)油墨未能充分流平而形成許多針孔,由于溶劑大量揮發(fā)而有吸收熱量,導(dǎo)致被涂物表面溫度急劇下降,這足以使周圍空氣中的水氣凝結(jié)成小水珠而產(chǎn)生"發(fā)白"現(xiàn)象;*后,由于溶劑揮發(fā)太快,墨膜表層馬上固化,底層溶劑不能逸出,當(dāng)溫度升高時,殘留溶劑從內(nèi)部擠出表面,形成氣泡,即爆孔。如大量使用揮發(fā)慢(高沸點(diǎn))溶劑,導(dǎo)致凹版印刷機(jī)油墨干燥慢,引起發(fā)粘、發(fā)軟、流掛,邊緣變厚等弊病。
以上列舉的溶劑中像丁酮、醋酸乙酯、乙醇都屬于快干溶劑;像丁酯、二甲苯、丁醇、環(huán)已酮等為慢干溶劑。
3、表面張力
表面張力是凹版印刷機(jī)油墨內(nèi)在性質(zhì)之一。在凹版印刷機(jī)油墨的制備及印刷中,顏料潤濕,墨膜流平及對基材的潤濕、附著力等都與表面張力息息相關(guān)。
利用表面張力原理可對凹版印刷機(jī)油墨進(jìn)行調(diào)節(jié),如凹版印刷機(jī)油墨表面張力較小,可以加表面張力大的溶劑調(diào)節(jié),反之,如表面張力較大,可添加表面張力較小的溶劑。
4、粘度
鑒于各種溶劑粘度相差不大于1厘,故人們常常不把溶劑的粘度作為影響凹版印刷機(jī)油墨粘度之因素。其實(shí)不然,不同溶劑配出凹版印刷機(jī)油墨粘度相差成百上千厘泊。為什么呢?這是因?yàn)槿軇渲娜芙饬?,溶劑的氫鍵和自身粘度,將會影響凹版印刷機(jī)油墨粘度。
三、混合溶劑的配方設(shè)計(jì)
在熟悉、掌握溶劑的溶解力、揮發(fā)速度、表面張力等性能后,那對凹版印刷機(jī)油墨中混合溶劑又怎樣選擇和定量呢?
一、通過溶解參數(shù),選擇能夠溶解樹脂的溶劑或混合溶劑。
我們按作用機(jī)理將溶劑分為真溶劑、假溶劑和助溶劑。在凹版印刷機(jī)油墨溶劑中,能夠單獨(dú)溶解凹版印刷機(jī)油墨的溶劑稱為真溶劑;不能溶解凹版印刷機(jī)油墨的溶劑稱為假溶劑;不能單獨(dú)溶解凹版印刷機(jī)油墨而須與其它溶劑混合才能溶解凹版印刷機(jī)油墨的溶劑稱為助溶劑。調(diào)節(jié)好真溶劑、假溶劑、助溶劑三者之間的平衡來達(dá)到預(yù)期的溶解力、揮發(fā)速度、粘度等的要求?;旌先軇┑娜芙饬Σ荒芴螅膊荒芴?。因?yàn)樘螅軇┫》判月?;如太小,樹脂未能充分溶解,影響凹版印刷油墨質(zhì)量。
混合溶劑的揮發(fā)一般屬非理想液體的揮發(fā)行為,如果真溶劑在對殘余溶劑的比例減少,則溶解力就會減弱,濕膜就會處于不良的溶解狀態(tài),甚至不溶,出現(xiàn)相分離現(xiàn)象,從而使墨膜出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象。因此,混合溶劑配方中快、中、慢揮發(fā)組分用量要平衡,混合溶劑的蒸餾曲線方程呈平衡上升形狀,而且盡量使混合溶劑汽相組成和液相組成在環(huán)境溫度下的揮發(fā)過程中保持一致,從而使混合溶劑有很好的溶解力。
二、建立溶劑或混合溶劑的揮發(fā)輪廓圖,假如溶劑或混合溶劑隨時間和溫度的揮發(fā)關(guān)系圖不知道,通常要選擇幾種不同揮發(fā)性質(zhì)的混合溶劑進(jìn)行試驗(yàn),以建立這些混合溶劑的揮發(fā)輪廓圖,為溶劑或混合溶劑的選擇提供參考。
三、實(shí)驗(yàn)證實(shí)所選擇的溶劑或混合溶劑,通過上述步驟一旦選擇了幾種候選的溶劑或混合溶劑,接下來就是通過實(shí)驗(yàn)來確定哪種溶劑或混合溶劑可以滿足凹版印刷機(jī)油墨配方的要求,有時可能需要對混合溶劑的組成和用量進(jìn)行小范圍的調(diào)整,以改善凹版印刷機(jī)油墨的某一方面的性能,如粘度、流平性、揮發(fā)等,*終能 滿足凹版印刷機(jī)油墨各方面性能的混合溶劑。
四、優(yōu)化溶劑或混合溶劑發(fā)滿足樹脂的溶解性和
凹版印刷機(jī)油墨的其他性能。在保證混合溶劑有足夠的溶解力,合適的揮發(fā)速度,適宜的粘度及表面張力的前提下,根據(jù)以上性能數(shù)據(jù),選用有效、價兼、低毒的溶劑,既能有效地溶解樹脂,分散顏料,滿足墨膜的性能要求,又盡可能降低溶劑成本。
四、結(jié)語
誠然,關(guān)于溶劑的揮發(fā)速度、溶解力、表面張力、粘度、閃點(diǎn)、易燃性等研究與應(yīng)用,在過去和將來都顯得非常活躍,將來還會取得長足的進(jìn)展。以上闡述,僅為筆者的粗淺的見識,于此,懇請各位多多指正,亦是本文的宗旨所在。