油墨连结料的制造(三)

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三、树脂型连结料

由于自然界能源缺乏,而需求却越来越多,所以油墨用连结料向合成材料发展也是势在必然。这是历史赋于人们的任务。

就我国的具体情况来分析,解放初期,每百公斤浆状油墨所消耗的植物油量高达七十公斤左右。至六十年代前后,引入合成树脂后,植物油消耗量渐渐降至五十公斤左右。而七十年代已降至三十公斤左右。可以看到,由于新的合成材料以及新技术的应用,植物油的消耗量,还有可能继续下降,估计到八十年代可降至二十公斤以下。这种情况的出现,除了能源紧张是个因素外,质量的改进提高是其基本宗旨,即植物油用量的降低,主要是由于技术发展的结果。

合成树脂在油墨工业中的应用越来越广泛。所以各种类型的树脂型连结料,就成了目前世界各国油墨制造者悉心研究的主要内容。诚然,它的因素主要与树脂有关,可以这样说,树脂的特性决定了连结料的特性,因而树脂是连结料的“心脏”。

老的纯亚麻油制的植物油型连结料,其主要缺点是分子量小,所以制成的油墨在胶印印刷中容易引起乳化,从而带来一系列的弊病,使印刷不能顺利进行,印刷效果也不好。而树脂型连结料则几乎完全克服了这方面的缺陷。从而大大提高了胶、铅印油墨的质量。在此主要讨论树脂型连接料,因为它是油墨连接料中技术比较复杂的一种品种。其中又分为两类,即(1)保温型;(2)分散型。

为了达到快干、亮光及良好的印刷性能,人们对油墨及其连结料进行了长期的研究,树脂型连结料是这种努力的结晶。

亚麻油连结料是依靠吸收空气中的氧气后结膜干燥的,这个过程比较长,虽然可以采取加入干燥剂的做法来解决,但也有一定限度,因为干燥剂加入过多时,印品虽然干了,而印刷机上有油墨的部分却也早已干了,从而使印刷无法进行,所以,依靠氧化结膜干燥来解决油墨快干之路是行不通的。

印刷品要想得到亮光,就必须使更多的连结料——成膜物质留在印品表面上。亚麻油型连结料尽管可以采取多加干燥剂而使连结料更多地留在印品表面的方法,但是第一,它受到应用性能的限制(不允许过多地加入干燥剂);第二,就是增加了干燥剂使成膜千得快,从而可使比较多的连结料留在表面,但由于成膜特性的关系,其光泽仍是不满意的。

所以,研究一种新的干燥机理是势在必然。树脂型快干连结料就是一种利用物理(凝固)干燥的方法来达到快干与亮光的产物。

1935年就有利用这种原理来制造铅印油墨的报导。胶印油墨则在1950年左右才有了这类产品的,因为在此之前合成橡皮布还没有研究成功。

在这种连结料中,将分子量比较高的树脂溶于植物油(植物油在其中作为潜溶剂而存在,起助溶作用)中,是谓高粘度相,然后再以油墨油(低粘度相)稀释,降低其粘度,使之成为能应用的连结料。由于油墨油是以混溶的状态与树脂/植物油等组合在一起的,因而,当这种连结料/颜料体系(油墨)印到纸张上后,它就向纸内作选择性的渗透,表面张力比较小的、混溶在体系中的油墨油,由于纸张的吸收作用而立即离开(即油墨油渗入纸张,这就是初期干燥-固着,一般地说,这个过程越快越好);体系渗入纸张纤维(在一定的时间以后,又从纸张纤维中逸去)。此时,体系中只剩下高粘度的树脂/植物油组分,失去了流动性能而停留在纸张表面,这个过程就是所谓固着(Set)干燥。由于这个过程是在油墨印到纸张上后立即发生的,所以速度很快,加之留在表面的是高分子成膜物质,所以光泽很大。而氧化结膜则是在后期才慢慢完成的。

可以看出,在这种连结料体系中耍想做到两相分离快(即溶剂释放性快),油墨油与树脂的关系必须做到边缘(临界)拼混状态,但这种做法必须注意其存放稳定性及印刷稳定性,否则,油墨就可能发生变质。

如果我们想把上述这种概念进一步加以扩大,那就是可以采用目共溶剂系统(即不是只用一种油墨油,而是采用两种或两种以上的溶剂),当失去少量“搭桥”的溶剂后,体系就很快胶凝与固化了。“搭桥”溶剂的除(失)掉可以采用加速蒸发方法,或采用挥发快的溶剂或者用吸收性更好极性更强的溶剂。当然,采用共溶剂系统也要考虑到油墨的存放稳定性与印刷稳定性,而且对橡皮及胶辊不能有损害。

必须指出,快固着油墨对纸张的要求是比较高的,一般地说,这类油墨在涂料纸上固着比较快,但在非涂料纸上就不然了(它只有一定的分离作用)。

根据上述道理,快干亮光连结料应当是:植物油在体系中应当尽可能的少,因为它在体系中仅有两个功用:即1,起桥梁作用,是它使树脂与油墨油连结组合在一起的,不用植物油则它们不可能组合在一起,组合在一起时也不能应用,2、使成膜柔软有光,如果没有植物油,则成膜是很脆的。植物油太多了就影响固着速度。

树脂含量则应越多越好,固体组分越多,则固着速度越快。无疑,树脂既要能容纳一定量的油墨油,又要在印到纸上后尽快地释放它,释放得越彻底越好。

如果采用一种树脂达不到要求时,可以采用两种树脂,这样,另一种树脂可以起到类似共溶剂的作用,从而使溶解性差的一个树脂,能在体系中有较好的混溶性。

油墨油的沸点要高一些,太低时在印刷机上不稳定,太高时在一定情况下会影响固着及干性,根据经验,一般应在250-310℃的范围内。馏程要窄,以利干燥。它在连结料中的含量,相对地说要高,只有它的含量高了,才能提高树脂在体系中的含量。

总之,为了达到快干,亮光及印刷性能好的原理,连结料中的树脂含量要高,固着要快,以使更多的连结料留在表面,而应用性能——印刷性能还必须良好。这就需要连结料有较好的抗水性(注意:分散型连结料的抗水性是个关键问题)及颜料润湿性,否则,它也不能侧得印刷性能良好的油墨。

这类连结料的组成,基本上是三种因素:即固体树脂,干性植物油和作为稀释,降低粘度用的油墨油。

下表是个代表性的树脂型连结料的配方,它有助于我们产生一个数量概念。当然,不是唯一的概念,因连结料配方中的百分组成,可随树脂规格的不同、油墨要求的差异而有千变万化的区别。

品 名      规 格      %

酚醛树脂    熔点140-160℃   40

桐  油     精 漂        12

亚麻油     精 漂       13

油墨油     270-290℃     35

项 目    低熔点树脂    中熔点树脂    高熔点树脂

亮 光     十分好       好        平

干性(固着)  十分慢       好        十分快

印刷性能    好,有些飞色 好     在辊子上干燥

油墨油容纳度  高        中         低

颜料润湿性   好        中         次

粘 性      高        中         低

注:印刷性能用油墨粘性仪测定。

从表中可以看出,低熔点树脂光泽最好,固着速度慢,印刷性能良好,稍有些飞色。而高熔点树脂除了固着速度快以外,几乎无更多的可取之点。

当然,这并不意味着高熔点树脂不能采用了,因为这是平行对比的结果。相反,我们今天正是大量地采用着高熔点树脂。这些结果只是给我们提供了一个完整而比较系统的概念,使我们在设计快干、亮光型的树脂连结料时,对树脂有个更好的考虑。



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