水性油墨的粘度与PH值的大小有着密切的关系,PH值的变化将引起粘度的变化。事实上,由于水性油墨的组成特点,其粘度的控制与PH值的关系如同胶印油墨维护解决水墨平衡一样至关重要。水性油墨的粘度与PH值有何关系呢?PH值是如何影响水性油墨的粘度的呢?在实际印刷过程中,PH值的变化将会产生哪些故障呢?是应予以注意的问题。
众所周知,油墨的粘度在很大程度上取决于其组成中的连结料。目前,被广泛应用于柔性版印刷的水性油墨,其连结料中的主要成分为碱溶性树脂,如聚丙烯酸类树脂。在该树脂(丙烯酸共聚物)中含有-COOH(羧基),-0H(羟基)等官能团,具有与含有-NH(胺基)的物质反应就可生成完全溶于水的胺的树脂盐的性质。这些碱溶性聚合物就类似于溶液聚合物,不仅溶于水,目能溶于醇类溶剂中。所以,水性油墨的配制机理是在溶解过程中,向含有大量羧基的聚合物加人适量的碱性物质如氢氧化铵(俗称氨水)或其它胺类如二甲基乙醇胺,使之中和成盐,即使长聚合物链的羧基离子化,可溶于水而形成一定粘度的溶液。此时,水性油墨的连结料的PH值大干7,呈碱性。在印刷过程中,水性油墨转移到承印物上,当氨挥发,连结料的溶解性下降,水性油墨变成不溶于水的物质固化在承印物表面,从而完成油墨的干燥。
氢氧化铵溶液是气体氨的水溶液,即氨水中有一小部分氨分子与水反应而生成铵离子NH和氢氧根离子OH-组成的,因而呈弱碱性,且氨气在常温下极易挥发。二甲基乙醇胺是一种具有氨基特性的有机化合物,也能与树脂中的羧基作用产生可溶性树脂盐。有机胺比氨的挥发速度慢,因此含有胺类物质的水基油墨的干燥速度相对慢,但其在使用过程中PH值变化比较小,粘度比较稳定。
可见,PH值决定了水性油墨连结料的溶解性进而影响到水性油墨的粘度。当水性油墨中的PH值小于7时,连结料的水溶性下降,会导致油墨中产生大量团块并使其粘度增大,导致油墨转移不良。在通常情况下,当水性油墨的PH值维持在82~90之间时,连结料中的树脂性能最佳具有良好的分散性和对颜料的浸润性,使得水性油墨以良好的流变性和一定的表面张力转移和铺展在承印物上。但在实际印刷过程中,水性油墨的PH值并不能保持不变。这主要是受机器运转而产生的热量和其它外部热源如车间的温度影响,水性油墨中的胺将因温度升高而加快蒸发速度,PH值将会下降,使得水性油墨恢复到一个有着大量团块的高粘性状态,产生一系列的印刷故障。在实际印刷中,当发生上述现象时,印刷操作者往往不会考虑造成油墨的粘度增大的原因是由于PH值的下降,只是单纯地通过加水或醇类溶剂来调整粘度。这种方面不仅不能改善水性油墨的流变性,而且会产生诸如墨层铺展不良、印品颜色变浅、印迹不易干燥背面蹭脏和覆膜不牢固等弊病。此时,只须在水性油墨中添加少量的有机胺或氢氧化铵来调整PH值,就会的得到一个具有良好流动性及粘性的油墨。
研究表明,水性油墨的PH值的大小与其粘度有如下关系(见表1)。
由此可说明在印刷过程中调整控制水性油墨PH值的重要性。PH值是影响水性油墨粘度的一个重要因素,但并不是唯一的。因此,有一点必须明确的是水性油墨的粘度高并不意味着它的PH值低,但水性油墨的PH值低则意味着它的粘度一定高。
为确保印刷能顺利进行及使印刷品的质量得到保证,操作者不仅要做到在印前检测水性油墨的PH值和粘度,而且在整个印刷过程中也要定时检测水性油墨的PH值和粘度。如果水性油墨在印刷机上连续运转超过3小时,一定要检测其PH值并及时进行调整,使水性油墨的PH值控制在8.2-90范围内,以保证其粘度的稳定。因为温度的变化是引起水性油墨PH值变化最主要的一个因素。