如表1和图1所示,实验A1、A4、A5、A6,水溶性树脂比例从5%提高到12%,面背粘连情况逐渐严重。这是因为水溶性树脂的吸水性(保水性)很强,当水墨体系中水溶性树脂含量较高时,水分子穿过聚合物膜向外扩散的能力减弱,挥发速率降低,印刷收卷前水分无法释放,在放置过程中导致面背粘连。
表1 不同助溶剂类型和树脂比例对水墨彻干的影响(以蓝色水墨为例)
注:抗粘连测试方法为根据国标GB/T 13217.8-2009《液体油墨抗粘连检测方法》测试液体油墨涂布在薄膜基材上的粘连情况。
图1 不同类型树脂固含量比例对水墨抗粘连性能的影响
此外,水墨体系中会添加部分助溶剂,助溶剂的主要作用是:助溶解水性树脂连接料;调节水墨黏度。通常,溶解度接近水性树脂溶解度的助溶剂,沸点较高,本文选择了乙醇、异丙醇和乙酸异戊酯作为水墨的助溶剂。 乙醇的溶解度参数为12.9(cal/cm3)1/2,沸点为78℃;异丙醇的溶解度参数为11.5(cal/cm3)1/2,沸点为82℃;乙酸异戊酯的溶解度参数为8.3(cal/ccm3)1/2,沸点为143℃。 当选用高沸点溶剂乙酸异戊酯时,面背易发生粘连。这是因为乙酸异戊酯与水性树脂连接料的作用力较强,会长期滞留在墨膜内,久久不能释放,而释放出来的乙酸异戊酯由于沸点较高,不易挥发。 色浓度 柔印墨层比凹印墨层薄,所以对油墨中的色浓度要求很高,除了对颜料要求较高外,对油墨中颜料的比例要求也高。一般而言,凹印墨的颜料比例在10%左右,而柔印墨的颜料比例要达到20%甚至更高。如此,既要保持水墨对薄膜的良好附着,又要达到比较高的颜料比例,对柔印水墨来说是一个较大挑战。 从根本上解决该问题的方法是水性树脂合成,在保证水墨黏度的前提下,水性树脂的固含量要尽可能高,即在提高颜料比例的同时,提高水性树脂的固含量来保证水墨对薄膜的良好附着。
如表2所示,水性树脂固含量为40%、颜料比例为32%时,水墨在PP膜上的附着力为0级,但是当颜料比例达到42%时,24小时附着力仅为1级。当水性树脂固含量达到52%时,即使颜料比例达到42%,水墨在PP膜上的附着力也能达到0级。 此外,当颜料比例相同、水性树脂固含量不同时,印品表现出的流平、色浓度也有所不同,如实验B3、B4、B5和B9,随着水性树脂固含量的提高,色浓度随之提高。这是因为水性树脂的固含量越高,流平性越好,墨层的细腻程度越高,所表现出的色浓度也越高。
表2 不同水性树脂固含量和不同颜料比例对色浓度、附着力的影响(以白色水墨为例)
注:1.附着力等级界定,定义为从0~5级,0级附着力最好,即承印薄膜的油墨印迹没有被胶带粘下;2.5级为承印薄膜的油墨印迹被胶带粘下50%;5级为承印薄膜的油墨印迹被胶带粘下100%。2.色浓度:用X-Rite爱色丽分光光度仪测试油墨的色浓度。
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