包装印刷技术追求环保效果时,人们就会首推水溶性油墨制品,其最大特点是:⑴不污染环境;⑵材料来源广;⑶成本低,被公认的绿色产品。但经过人们长期实践之后,由于技术的局限,经常会遇到:①套色难度大;②光泽差;③翘边翘角;④不耐水浸泡;⑤不耐磨擦;⑥对金属类如铝箔和聚烯烃类薄膜附着牢度不够好等,使印刷油墨的适应范围受到质疑。这个老大难问题,严重地困扰着该产品的推广应用,直接影响着油墨理论知识的进步。现通过现代油墨印刷技术分析研究后证明,这些特殊故障的出现都与油墨的表面张力大有关。为了克服上述难题,笔者经过近二十年探索之后,总结了水性油墨成膜过程所出现的渗透成因与抵抗渗透压的天然水墨抗磨擦剂的作用机理,以便同油墨、印刷界同仁商榷。
二、水墨抗磨擦剂的作用机理
1.抗磨擦剂材料该产品的原材
料是先采用物理的方法,经过过滤、浓缩、分离析出———即将由粗制品再结晶精制,并用化学的方法除去碱金属和碱土金属的硫酸盐及碳酸钠等杂质而成钠化合物———抗磨擦剂的原材料的。
由于考虑到在自然界中几乎到处都能购买到,特别是在包装印刷制品中要预防包装印刷油墨的图文墨膜渗透,控制和降低油墨体系里的连结料表面张力及用量,笔者历经湖北、湖南、广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁、河南等地包装印刷企业的反复比对后认为:这种再溶解配伍的中性抗磨擦剂仍属天然无机物,没有任何毒副作用的。它不仅能大大提高包装印刷图文墨膜光泽度和抗磨擦性,而且也是目前世界上方法最简单、成本最低、人体所需的元素之一。
2.耐磨擦剂的作用机理优良的
包装印刷油墨图文墨膜,不仅具备上述条件,而且还应该在该油墨体系添加PH缓冲溶液,其目的是:在一定条件下还能抵抗外来酸或碱的干扰,更不会因加入少量的酸或碱而改变油墨PH值的助剂去保持油墨液体酸碱度在一定范围内的稳定性。特别是当线型结构的水墨体系里连结料加入了它后,就能使水墨产生交联———能在线型分子间起架桥作用,从而使多个线型分子相互键合交联成网络结构的最廉价的水性油墨助剂,最明显的是支化度大大提高数倍,甚至数十倍以上,进而包装印刷制品的范围扩大和成本降低。
我们知道,印刷油墨墨膜的不稳定性,主要是油墨的渗透压不平衡所致。通常能够维持油墨平衡的主要成分是中性的交联剂。一个缺乏交联维持油墨稳定的表面现象是油墨含水量大的和表面粗糙的承印物,可致油墨体系里水将连结料里树脂渗入承印物内而导致包装印刷图文墨膜光泽差,不耐擦等。当我们从其分子量在106之多、相对密度达到2.1/25℃以上,熔点接近800℃、沸点更是无法让人难以置信时,从溶于水、甘油、醇的现象中可以想象:这样的交联助剂,不仅能提高油墨生产或使用时控制油墨的发胀、胶化,而且也能提高包装印刷油墨的耐热性。无论是在高温生产、还是在低温作业的复杂环境,都不会因该产品的添加而出现气泡、引起针孔和释放气体,更不会因该助剂在图文墨膜的残留而导致图文的迁移、变色和褪色。
笔者在大量的试验中得知:当高温超过300℃易分解并放出氧气。这种的氧化性,如碳、硫、磷以及有机物等易燃物相混合撞击后引起猛烈爆炸,但作为再溶解配伍成型的水墨抗磨擦剂的液体的氧化性要比固体弱得多,何况要求包装印刷制品超过300℃的至今还没有出现过。
3.印刷图文墨膜的形成原理我
们认真回顾二千年来的包装印刷经历。虽然印刷方式各有不同,图文墨膜的形成也形形色色,但最基本的基础理论是:印刷后,承印物上的图文墨膜定格在所印处的位置上,科技界常称为物理吸附和化学吸附两大类别。即:物理吸附主要以油墨与被承印物的分子间的作用力而相互吸引,一般吸热较小;而化学吸附以类似于化学键的力相互吸引,一般吸热较大。作为液体或固体油墨表面对气体或溶质的一种吸附现象,在我们日常包装印刷中,由于油墨的吸附力往往要大于被承印物,所以承印物已吸附的油墨不易释出———即粉化、针孔、掉块、渗透等,否则反之。这是因为包装印刷油墨的氢键在承印物上已经起了化学变化,不再具有原来的性状(态),所以当添加水性油墨抗磨擦剂后多是不可逆的作用。
为什么包装印刷油墨体系在印刷后的承印物上,仅能通过分散介质—&