水性油墨的特点及印刷适性

水性油墨是由有机颜料，连结料、溶剂和相关助剂混合而成的，它具有两个显著的特点：一是黏度低，流动性好；二是利于环保。随着人类环保意识的增强，水性油墨已在国内外的包装印刷和商业印刷中得到广泛应用。本文就水性油墨的特点及印刷适性做一分析。今天，中国纸业网编辑从水性油墨开始，详细介绍一下水性油墨的特点。

干燥与附着机理

1. 干燥机理

水性油墨从液态变为固态固着在承印物上，这一干燥过程分两个阶段完成：一是初期干燥阶段，用初干性表示，是指水性油墨由液态变为半固态，不能再流动转移；二是彻底干燥阶段，用彻干性表示，半固态水性油墨中的连结料发生反应完全干固成膜。初干和彻干统称为水性油墨的固着干燥。根据印刷基材的不同，水性油墨的干燥方式可分为挥发、渗透等几种。

(1)挥发干燥。水性油墨中含有容易挥发的溶剂，印到承印物表面后，溶剂挥发，水性油墨中剩余的树脂同颜料一起形成固体墨膜固着在承印物表面。若承印物为非吸收性材料，其干燥方式主要以挥发干燥为主，干燥速度首先取决于水性油墨中溶剂的挥发速度。水性油墨中溶剂的挥发受如下因素的影响。

①连结料和颜料分子。由于水性油墨中溶剂分子受到连结料和颜料分子的吸引，减慢了挥发速度。

②树脂。不同的树脂对溶剂挥发速度的减缓程度不同，溶解度越大的树脂，溶剂挥发速度越低。

③颜料颗粒。加入颜料后，溶剂的挥发速度大大降低，颜料颗粒愈细，表面积愈大，溶剂的挥发速度就愈慢。

④环境温、湿度。印刷车间室温愈高，溶剂挥发速度愈快，反之则慢。室内空气流通，溶剂挥发快，反之则溶剂挥发慢，所以柔印车间都配有加热和排风系统，以促进油墨干燥。

(2)渗透干燥。渗透干燥主要是依靠纸张对水性油墨的渗透吸收而固着干燥的。当水性油墨与纸张接触时，一部分连结料渗入纸张内部，而颜料留在承印物表面，完成干燥过程。渗透干燥型水性油墨只能印刷吸收性材料，如纸张，连结料向纸张内部渗透的程度与纸张内毛细管的吸收力成正比，即与纸张的紧度和组织匀度有关。实际印刷时，还应考虑印刷压力、压印时间及油墨黏度的影响。

油墨固着和干燥过程与油墨对吸收性材料的渗透性关系很大，渗透量太少或太浅，油墨固着不牢，且不易干燥；渗透量太大或太深，又会造成透印，还会影响印品的光泽度。印刷吸收性承印物材料时，一般同时存在挥发干燥和渗透干燥。

2．干燥对附着性的影响

水性油墨与承印物之间存在相互吸引力，墨膜才能牢牢地吸附在承印物表面。对于纸张类承印物，水性油墨可以渗入其空隙，利用"投锚效应"而附着；对于表面光滑无吸收性的承印物，水性油墨的附着则取决于水性油墨与承印物分子间的亲和作用。

随着干燥时间的延长，水性油墨的黏着性逐渐增加到最大值，但随后黏着性又将逐步下降到零，此时墨膜表面已经光洁干滑而失去黏着性。因此理想的叠色印刷应在黏度最大的时候进行，即在水性油墨将干而未干时进行。由于水性油墨有抗水性，干燥前可与水混合，一旦干固后，则不能再溶解于水，因此，切勿让水性油墨干固在网纹辊上，以免堵塞网纹辊的着墨孔。另外，印刷过程中柔性版始终要保持被油墨润湿，避免油墨干燥后堵塞印版上的图文。

印刷适性

水性油墨的印刷适性相当重要，对印刷工艺和印刷质量都有影响，主要包括黏度、触变性、黏着性、pH值等性能指标。

1．黏度

黏度是表示油墨流体分子间互相吸引而产生阻碍分子相互运动的能力。印刷过程中，水性油墨的黏度是保持油墨正常传递、转移的必要条件。影响水性油墨黏度的因素主要包括以下几方面。

(1)连结料的黏度。对于使用同一种颜料的油墨，连结料黏度大，油墨的黏度也大。

(2)颜料颗粒大小、含量及分散状况。同一种连结料，如果颜料用量相同，则颗粒越大，黏度越大，反之，黏度越小。颜料分散得越好，油墨的黏度越小，反之，油墨的黏度则大。

(3)温度变化。温度高时，油墨内部分子相对移动能力增强，黏度下降；温度下降，油墨分子内聚力增强，黏度上升。

对于胶印油墨而言，可以通过墨辊之间的调和，使油墨均匀地涂布在印版上，而柔印油墨是靠本身的流动性、黏附性，在很短的时间内填满网穴，再传递到印版上，因此只有较低的黏度，即较稀薄的油墨才有这样的性质。如果黏度太大会造成以下缺陷：①油墨传递。转移困难。柔印机速度很快，一般在80——300米／分钟，第一色印完到第二色的间隔仅有几秒甚至更少。②易引起纸张拉毛、脱粉现象，甚至造成纸张剥离。③油墨难以填入网穴中，刮  刀就很难刮净多余的油墨。所以柔性版油墨的黏度较小，一般为0.15——0.3Pa·s。但油墨黏度也不能太小，否则容易产生浮脏，严重时会造成墨体乳化，使其不能正常传递，并逐渐在网纹辊、印版上堆积颜料，达到一定程度时引起糊版。

对于比较光滑的承印物，在供墨量充足时，转移率较高，所以要求油墨的黏度要稍高；而对于结构松软的纸张，所用油墨黏度应稍低。

2．触变性

油墨在外力作用下引起流动性能变化的性质称为油墨的触变性。在印刷机上，由于墨辊的作用，油墨传递时的流动性，延展性也随之增大，直至转移到印张后，外力消失，其流动性、延展性减小，油墨由稀变稠，从而保证印迹、网点的准确性与清晰度。油墨具有良好的触变性时，有利于油墨顺利、均匀的转移，提高油墨的转移率。决定油墨触变性的因素如下。

(1)颜料的性质。表面吸附性强的颜料制成油墨后，触变性大，如同一种类型的炭黑颜料，用臭氧对其表面进行氧化处理，降低其表面吸附性，制成的油墨要比未处理的炭黑制成的油墨触变性小。

(2)颜料的用量。用量大，触变性也大，因为颜料分子相互吸引而絮凝的缘故。

(3)颜料颗粒形状。颜料呈针状和片状的油墨比呈粒状的触变性要大一些。

(4)颜料的润湿性。颜料与连结料润湿能力差，油墨的触变性大，反之，则小。

如果水性油墨的触变性过大，由于柔性版印刷的墨路较短，会造成供墨不流畅，甚至会出现供墨中断的现象，无法保证均匀、准确的供墨量。如果水性油墨的触变性过小，由于油墨在纸张上的浸润和过度铺展会造成网点增大，文字、线条会变粗。不同类型的柔性版印刷对油墨的触变性要求会有差异，一般网线版、文字版和线条版要求油墨的触变性略大些；大面积的实地版则略小些。

3．黏着性

油墨阻碍墨膜剥离的能力，称为油墨的黏着性。它对于印刷的顺利进行极其重要。柔性版印刷对水墨黏着性的要求主要包括以下几点。

(1)水性油墨的黏着性要小于纸张的结合力。水性油墨的黏着性较大时，油墨分离困难，印刷机上油墨延展就不均匀。油墨层在纸张与印版间分离时，如果阻力超过了纸张的结合力，就会产生纸张拉毛，甚至剥离的现象。

(2)第一色油墨的黏着性要大一些，后面各色油墨的黏着性均要逐渐降低。否则，会出现后印油墨把先印油墨黏走的情况。

4．pH值

水性油墨一般呈弱碱性，pH值正常范围为8.5——9.5，此时水性油墨的印刷性能较好，印品质量稳定。pH值对水性油墨印刷适性的影响主要表现在油墨的黏度和干燥方面。

当pH值高于9.5时，碱性偏强，水性油墨的黏度降低，干燥速度变慢，耐水性能变差；当pH值低于8.5，碱性偏弱时，水性油墨的黏度会升高，墨易干燥而固着在印版或网纹辊上，易引起版面上脏，并且产生气泡。

水性油墨的pH值主要依靠氨类化合物来维持，但由于印刷过程中氨类物质的挥发，PH值下降，将使油墨的黏度上升，转移性变差，同时油墨的干燥速度加快，堵塞网纹辊的着墨孔，出现糊版。若要保持油墨性能的稳定，一方面要尽可能避免氨类物质的外泄，盖好油墨槽的上盖； 另一方面要定时、定量地向墨槽中添加水墨稳定剂。

注意事项

1．在印刷前应把所用各色油墨的温度稳定在印刷车间的温度，并应根据温度等具体情况调整印刷速度。温度高时，水分蒸发快，水性油墨干燥快，因此要提高机器速度；温度低时，水分蒸发慢，水性油墨干燥也慢，可加开烘干装置或降低机器速度。

2．纸张的质量和性能对水性油墨的干燥速度及印刷品质量有很大影响，因此，在印刷前一定要充分了解所用纸张的性能，尤其是对油墨的吸收性。如果纸张对油墨的吸收性比较差，当油墨转移到纸张之后不能很快被纸张吸收，那么未干的油墨就会转移到上一张纸的背面，造成粘脏。但若纸张对油墨的吸收性太强，就会过度渗透而造成透印，或者使印品表面严重失去光泽。如果印刷的是涂料纸，连结料全都渗透入纸张纤维中，迅速渗透可能造成油  墨的粉化，使得留在表面的颜料得不到保护。

3．根据印版的状况，承印材料、印刷速度确定水性墨的黏度。

4．使用前必须充分搅拌均匀，水性油墨中有机颜料颗粒直径一般为2——5μm，但颜料颗粒的黏结可使其直径达到10——25μm，因此若颜料分散不均匀，会影响传墨性能，所以使用前必须充分搅拌均匀。