OPP凹版表印油墨颜料的选择与研究

OPP凹版表印油墨颜料的选择与研究

油墨的颜色，而油墨中的其他成分只是起到如何更好利用颜料的作用。油墨的主

要组分有：作为连结料的树脂；调节油墨黏度和干燥速度的溶剂；决定油墨色别和影响其耐久性的颜料；改善和赋予油墨有关性能的助剂等。颜料在油墨的配方中往往占了很大的分量，含量在20%～60%不等，在大批量生产的情况下，如果能找到性能优异，价格便宜的颜料，无论是对油墨生产厂家，还是对购买油墨的印刷厂商，亦或是对购买最终产品的消费者，都是一个很不错的选择，因为性价比高的颜料能有效地降低油墨生产成本，也能使消费者在有限成本条件下满足经济效益最大化。

OPP指的是双向拉伸聚丙烯薄膜，是一种印刷基材。为了使油墨很好地附着在OPP薄膜上，一般需将OPP薄膜的一面进行电晕处理，然后将制备好的油墨涂覆在这一面。

OPP凹印油墨的配方

凹印油墨主要组成部分为连结料（即树脂）、颜料、溶剂、助剂。凹印油墨大多是挥发干燥型油墨，因此，配方设计原则为：凹印油墨的基本流变特性应稠（厚）而不黏，具有适当的触变性。油墨既能易于充填凹版滚筒的着墨孔内，又能在印刷到承印物表面后图文点线不会铺开变大，且干燥快。作为一个粗分散体系，树脂、颜料、溶剂和助剂之间的匹配性决定着油墨的特性和印刷适性，所以它们的选择和确定是很重要的。

树脂

油墨中的树脂作为连结料，把颜料等连结在一起，形成分散均匀的流体，使承印物表面有一定色彩，并具有一定的表面特性，如光泽度等。也就是说给油墨以一定的墨性（包括黏度、流动性、屈服值等），决定油墨的干燥速度，赋予油墨特性的物理性能（如光泽、耐摩擦等）。树脂应具有足够的溶解性和良好的释放性，以使油墨有良好的流动性、稳定性和较快的固着速度。同时应具有较高的熔点、黏度和内聚力等。而且要求在承印物表面有较强的附着力，油墨干燥后形成的墨膜表面强度高，有较好的耐酸、耐碱、耐化学药品和耐光的性能，具有一定的光泽和柔韧性，与颜料粒子有良好的亲和性。

溶剂

溶剂在油墨中的作用是：（1）调节油墨黏度；（2）赋予油墨适当的印刷适性；（3）调节油墨的干燥速度。

一般要求溶剂的溶解性要好，不影响树脂对溶剂的释放性；毒性尽可能地小；挥发速度适当，不至于因为挥发太快而影响墨膜的流平性、光泽等，也不会因为挥发过慢引起墨膜不干而粘连。

颜料

油墨中颜料的作用为：给油墨以颜色并根据其用量决定油墨浓度；在一定程度上影响油墨的干燥性；最大限度地影响油墨在各方面的耐久性。油墨中使用的颜料要求具有较好的着色力、分散度、亲和性、遮盖力及耐紫外光性，同时在使用强溶剂的情况下，必须考虑使用有机颜料产生的渗色性。

着色力：指某种颜料在与其他颜料混合后，对混合颜料的影响能力。凡是与白色物质调和而容易变淡的颜料，就着色力就弱。配制油墨应选择着色力强的颜料，以达到用墨量少、干燥快的效果。

分散度：指颜料颗粒的大小。颜料粒度分布要求尽可能窄，即颜料粒子分散度集中，油墨中的颜料颗粒必须完全浸没在墨膜内的连结料中，颜料颗粒的大小不能超过墨膜的厚度，一般为5μm左右，否则会影响印刷品的光泽，颗粒越小，即分散度越高，油墨的色调饱和度就越大。

遮盖力：指颜料遮盖底色的能力。油墨是否具有遮盖力，取决于颜料的折射率与连结料的折射率之比。当这个比值为1时，颜料是透明的。这个比值大于1时，颜料是不透明的，即具有遮盖力，不同的印刷品对颜料的遮盖力有不同的要求，如印铁油墨要求颜料有较强的遮盖力，防止底色外露。

亲和性：指与成膜树脂有较好的溶和性，以利于颜料粒子的分散。颜料特性的选择，尽量选用着色力高、流动性好、易分散的颜料。用于印刷油墨的有机颜料分子结构中具有许多极性基团。虽然这些颜料都是经过不同的表面以达到与油性连结料的相互润湿，但对于不同的连结料也应该选择更能适应其的颜料，以显示良好的应用效果，其目的是保证油墨有好的流动性能。使用最多的一种油墨颜料是有机颜料，因为其固有性能比较好，其分类方法是按颜色而不是按化学结构来划分。有机颜料的颜

色如黄、橙、红、蓝、青、紫等色在实际应用中有着很好的可靠性。同样，这些颜料对油墨的其他性能也有着广泛的影响。在应用的有机颜料中有些是透明的，有些则不透明；有些耐光，有些则不耐光，见光退色；有些耐化学腐蚀，而有些则遇到化学药品或吸收或颜色变暗。对油墨印刷适性了解得越多越清楚，越能选出最佳的颜料。

助剂

油墨用连结料、颜料和溶剂以适当比例加工以后，还需要加入少量的助剂来提高有关性能。常用的助剂有增塑剂、干燥抑制剂、流平剂、表面活性剂、分散剂等。主要是改善油墨的某一方面性能。而助剂的添入使油墨具备了一些印刷中所需要的其他特性，如流动性等。其中增塑剂是一种高沸点、低挥发的稀释剂或低熔点的固体，用以增加高分子物质的塑性。在油墨中添加增塑剂能使原先发脆的墨层具有比较好的韧性，并使墨层与承印材料之间有比较好的黏合力。为使增塑剂能更好地完成这些功能，增塑剂的分子必须渗入到连结料的长分子之间，起到一定的类似润滑的作用，使连结料的长链的热运动比较自由，聚合物就变得柔软而富有弹性。表面活性剂和分散剂的作用是使颜料能很好地分散在连结料中。

OPP凹印油墨的制备

综合以上观点，对油墨组分树脂与树脂之间，溶剂与溶剂之间，树脂与溶剂之间，颜料与树脂之间相容性进行了实验研究，我们选择的OPP凹印油墨组分的主要类别为（详见表1）：树脂——聚酰胺（PA）和硝化纤维素（NC）；溶剂——甲苯（TOL）、乙酸乙酯（EAC）、异丙醇（IPA）；助剂——抗氧剂（BHT）；待检测的有机颜料。

表1 OPP凹印油墨配方

制备方法

油墨制备实际上是将颜料粒子分散在连结料中的分散过程。本实验采用美国红魔鬼（Red Devil）摇摆分散机进行PA树脂液的制备。红魔鬼摇摆分散机是依靠直径为3毫米左右的玻璃珠，在容器里通过对液状物料不同方向的撞击、摩擦和剪切，而达到粉碎和分散的效果。此分散方法是将部分树脂、溶剂和颜料装入可以盛装500克左右物料的小铁罐，再加入与物料等质量的玻璃珠，密封，最后将密封好的小铁罐夹入红魔鬼摇摆分散机。分散机工作臂开始左右摆动，带动小铁罐里玻璃珠的运动，玻璃珠开始撞击、摩擦和剪切物料，从而达到分散的目的，摇动时间为2～4小时。

制备工艺

油墨的制备过程分为以下几个步骤。

（1）配制PA树脂液

按表2配方制备PA树脂液。

表2 PA树脂液配方表3 OPP凹印油墨配方

（2）分散颜料

将PA树脂液装于小铁罐中，密封，夹入红魔鬼摇摆分散机分散4小时，每间隔一个小时重新启动机器一次。