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水性上光油专业知识

作者:华诚高科 网址:http://www.huachengchem.com/news/news-shangguangyou.htm

华诚高科水性上光油型号:1205G-15510051209N-02啤酒箱专用Y-0212301033WB-50

一、水性上光油的组成及应用特点:

目前,涂布上光技术已被越来越多的印刷厂家所采用,促使上光油的需求量不断上升。由于水性上光油具有无毒、无味、透明感强、无有机挥发物(VOC)的排放、成本低、原材料来源广等特点,在使用中能赋于印刷品良好的光泽性、耐折性、耐磨性和耐化学品性,尤其是它所具有的环保性能特别适合食品、药品和烟草等行业包装印刷材料的加工。

随着人类环境保护意识的提高,人们在生产作业和生活消费等活动中对生态环境变化的影响已日益重视。在印刷领域,环保的重要性也不例外,对于印刷行业也增加了许多卫生、环保、劳动保护等方面的要求和制约条件。特别是对食品包装,印刷的要求更为严格。目前,涂布上光技术已被越来越多的印刷厂所采用,促使上光油的需求量不断上升。经过近几年的努力,武汉现代工业技术研究院研制成的环保型水性上光油已取得了突破性的进展,完全能够替代溶剂型上光油和油性上光油。本文就环保型水性上光油的研制和应用进行一些探讨。

A、水性上光油的成分分析:

水性上光油主要由树脂、溶剂及功能助剂组成。

1.树脂

水性成膜树脂是水性上光油中最重要的成份。它影响和支配着上光油涂膜层的光泽、附着力、耐磨性、抗水性、柔韧性及干燥性能,起到纸和油墨表面的保护作用。

水性成膜树脂的品种很多,有松香改性马来酸树脂、水溶性现丙烯酸树脂、苯乙烯改性马来酸树腊、水性氨基树脂及聚乙烯醇等。它一般有三种形态,其特点详见表1。

表1水性成膜树脂的特性

项目 形态
水溶型 分散型 乳液型
外观 透明 半透明 乳白色
粒径 <0.001μm 0.001-0.1μm >0.1μm
分子量 小-中
粘度
固含量
流平性 稍差
干燥性 稍差
成膜强度

由于选择适合的树脂是水性上光油的关键,必须具备易形成溶盐、上光成膜后附着牢度高、耐热性能好、防粘脏性能好、水的释放性能好、干燥迅速等特点,因此国风外使用较为普通的是丙烯酸体系的共聚树脂。而水性丙烯酸共聚树脂的性能取决于单体的组成、性能和合成工艺。选择不同特性的单体共聚,可以得到由硬到软共聚树脂,以适应不同印刷方式、印刷设备、印刷速度、印刷纸张和质量要求的水性上光油。该院经过剖析国内外配方,进行反复试验,选用了丙烯酸及其丙烯酸酯类单体共聚物,用科学方法将水溶性树脂与乳液进行复配。用此种复合树脂研制的上光油达到了使用的最佳效果,完全满足了当前食品、药品、烟草及日用品包装的印刷要求,能够赋于印刷品良好的光泽性、耐折性、耐磨性和耐化学品性能。

2.溶剂

溶剂的主要作用是溶解、分解可稀释复合树脂和各种功能助剂。用来调整上光油的粘度和干燥性能。环保型水性上光油的溶剂主要是水,水的挥发性为零,其流平性能好,来源广泛,且无色、无毒、无味,属“绿色材料”,是别的溶剂所无法相比的;它的缺点是干燥速度较慢,一般在使用中采用乙醇和水的混合溶液,这样可以提高水性溶剂的干燥性能,改善水性上光油的加工适性。

3.功能助剂

功能助剂的作用是改善水性上光油的转移性、流平性、干燥性能、滑爽性;调整粘度、提高光泽和加工特性。助剂的种类很多,一般根据上光油的使用方法适当添加。

用消泡剂可以控制上光油的起泡,解决上光油使用中出现的鱼眼、针孔等质量缺陷问题;用表面活性剂来降低水性溶济的表面张力,提高流平性;用分散剂来改善树蠡的分散性能,防止粘脏和提高耐磨性;用涂膜增强剂来提高成膜物质与承印物的粘附能力;用增塑剂来发送上光后的耐折性能;用增光剂来使用上光油光泽度好、透明感强。

B、水性上光油的应用

近年来,根据我们在实际应用中的经验,认为水性上光油有如下优点:

(1)透明度高,光泽度好。对印刷品颜色无不良影响,即使在长期强烈阳光的照射下,水性上光油的涂膜也不易泛黄。

(2)耐磨性强、抗划痕。被印物表面耐磨、不掉色、斥水、斥油,深受用户的欢迎和依赖。将水性上光油用在烟盒上,在速度高达300~500包/分钏的高速运转中,烟标要随很大的机械负荷,而水性上光油完全满足了这一要求,而且无论是凹印还是胶印均无发现烟包掉色的现象。

(3)无毒无味,使用、运输、贮存方便,安全。水性上光油以水为溶剂,只有少量昀挥发的食用乙醇为辅助溶剂,有利于安全生产和改善职工劳动条件。上完光后可直接用水清洗设备,没有任何危险。

(4)结膜速度快,干燥迅速,且耐高温、热封性能好。水性上光油在海德堡CD五色连上光胶印机上应用,在印刷速度13000张/小时、红外线干燥、功率5.4kw×5支×2组、温度65℃条件下完全干燥,取得了满意的应用效果。烟包采用PP薄膜作外包装,水性上光油显示出了良好的热封性能。

(5)平整度好、抗卷力强。水性上光油对温度没有过高要求,在凹印机上的使用方法同一般溶剂型上光油相比更为方便。凹印印刷中一个最难解决的问题是被印物经过几个色组的连续干燥后,纸张含水率极低,特别容易卷曲,以致无法使用。用水性上光没给软包装上光,产品经切大张,然后烫金分切,仍保持良好的平整度和抗卷性,用户使用后很满意。

值得注意的是,水性上光油的应用必须根据不同的印刷方式、印刷设备、印刷速度、纸张的类型、印刷设备、印刷速度、纸张的类型、产品质量要求等因素综合考虑,才能取得良好的效果。主要应注意以下几点:

(1)粘度控制。在涂布上光过程中,要合理控制上光油的粘度和固含量,稀释只能在一定的固含量范围内进行。

(2)纸张类型不同与涂布上光的工艺有很密切的关系。厚纸尺寸稳定性好,薄纸尺寸稳定性差,而尺寸稳定性是印刷品质量的关键指标之一。与印刷中水的用量、纸张的调温、干燥的时间和方式、粘度的控制都有关系。

(3)涂布量控制。水性上光油的涂布量不易控制,一般应结合本厂的实际情况、经验来定。

(4)干燥时间控制。使用水性上光油,如果采用红外线干燥装置,效果最好,因为在干燥过程中上光油被加势,底层快速渗透干燥,同时中间的水方被高温加热蒸发,经排风管排走,这对多色印刷中最后一色进行涂布上光油时是最佳的方式。

综上所述,水性上光油在操作中可消除对人体的危害及给环境带来的污染,已越来越受到食品、烟草包装印刷企业的青睐。它所具有的技术先进、使用方便、经济合理的优势具有很大的发展前途,已逐步替代溶剂型上光油和油性上光油,在包装印刷工业中将占据主导地位。

二、影响水性上光油光泽度的6大自身因素

水性上光油属于绿色环保型产品,它所用溶剂主要是水和一些醇类,其挥发物不会污染环境。水性上光油是近年来随着人们环保的呼声不断升高而逐渐发展起来的,目前它的技术还不够成熟,主要问题表现在表面整饰效果不佳,光泽度不能达到理想效果等。

光油的涂布过程实质上就是上光油在印刷品上流平并干燥的过程。影响水性上光油光泽度的因素有很多,如被涂布材料的外观质量、涂布工艺过程、设备及上光油本身的质量,这里主要讨论的是水性上光油的性能对光泽度的影响。

影响水性上光油光泽度自身因素包括树脂选用聚合物单体、水溶性树脂与乳液的配合比例、光油的流平性、粘度、pH值及表面张力等。

1、聚合物单体对水性上光油光泽度的影响

聚合物单体的不同性质,对制成的水性上光油的光泽度及其它性能有很重要的影响,因此选择合适的聚合物单体是提高水性上光油光泽度最重要的一环。在实际使用中通常使用多种单体进行共聚,选用单体时既要大量加入具有提高光泽度的助剂,又要兼顾改善上光油其它性能单体的使用。一般来说它们可以从表1中选择单体共聚。

水性上光油的丙烯酸树脂可能用到的单体有:甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸-β-羟丙酯、丙烯酸等。加大甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯用量,形成的涂层硬度高,光泽度好,但较脆,耐折性及耐溶解性较差。因此,若要得到高光泽的水性光油,必须选择合适的聚合物单体。

2、水溶性树脂与乳液的配合比例

前面已经提到,水溶性树脂与乳液的配合比例对水性上光油的光泽度有很大影响。增加乳液的用量可以提高其光泽度,但使光油的流平性、加工适性降低;增加水溶性树脂用量,虽可提高光油的流平性和加工适性,但其光泽度会降低。制备时,可参考前面配方中的比例进行。

3、流平性对水性上光油光泽度的影响

水性上光油的流平性是影响其光泽度的另一个重要因素,它受到光油粘度、pH值及表面张力的影响。

若上光油具有较好的流平性,能够在涂层干燥前迅速流平,形成光滑的表面,涂层就会有高的光泽度;若上光油不能在流平前就已干燥,会留下一些条痕、砂眼等,使其光泽度降低。

影响流平性的关键因素是光油在流平过程中的流平粘度和其干燥速度。若流平粘度能保持较低,并且初期有较小的变化率,涂层就可较快流平。流平粘度与水性光油的粘度、pH值、触变性及被涂布物的吸收率有关。干燥速度也影响着流平性,若速度较小,流平粘度的变化率较小,给予流平的时间也较大,能够充分流平。

4、粘度对水性上光油光泽度的影响

水性上光油的粘度对涂布过程中的流平性、湿润性等涂布适性有很重要的影响。这是因为印刷品表面对上光油具有一定的吸收性,而且印刷品表面对上光油的吸收率同上光油的粘度值成正比。若上光油的粘度值过小,在对于高吸收率的纸张进行涂布时,会导致流平过程中上光油的粘度变化太大,在最初阶段,其粘度尚可满足流平要求,但到了中后阶段,上光油的粘度明显增大,就很难再满足流平要求,结果使流平过早结束,引起印刷品表面涂层不均,某些局部欠上光油而影响到膜层干燥和压光后的平滑度、光泽度。

若对吸收率低的印刷品涂布时,粘度太低,又会产生流挂现象,导致涂层不均匀、干燥不良等问题。若粘度太高,又不能满足流平的要求而引起流平的过早结束,光泽度变差。5、PH值对水性上光油光泽度的影响

水性上光油的pH值主要是由氨水来调节的,一般水性上光油pH值应控制在8~9之间。若pH值太高碱性太强,光油的粘度就会降低,影响光泽度,同时使干燥速度变慢,耐水性变差;pH值太低时,碱性太弱,粘度升高,氨水过快的在流平过程中挥发,使流平过快结束,影响光泽度。

6、表面张力对水性上光油的影响

上光油的表面张力不仅是影响光泽度而且是影响上光油整体质量的一个重要因素。因为涂布上光油通常是在实地或墨膜上实现的,而它们的表面自由能通常较小,上光油的表面张力值的大小对同一印刷品的润湿、附着、浸透作用的区别很大,涂布和压光后成膜效果差别也很大。如果上光油的表面张力值很小,上光油容易润湿印刷品的表面,并且在表面张力的作用下,易流平成光滑而均匀的膜面;如果上光油的表面张力值较大,那么对印刷品表面墨膜的润湿都存在困难,不容易形成均匀的涂布层;当其值大于印刷品墨膜表面张力值时,涂布后的上光油涂层会产生一定的收缩,甚至在某些局部出现砂眼等现象。

以上是影响水性上光油的主要因素,此外水性光油的固含量对其光泽度也有影响,固含量对光泽度的影响与粘度相似。一般水性上光油的固含量应控制在30%~40%。

三、水性上光油特性分析及使用中的注意事项

1、稠度

水性上光油的稠度视型号从15-80秒不等(用DIN4mm量杯测量)。测量稠度时,将DIN53211标准的4mm量杯完全浸入被测上光油中。在提起量杯时开始计时。测量在20℃条件下进行。

水性上光油可能是触变性的,因此测量稠度应在静止状态下进行。在上光油容器或在循环系统槽中的测量结果可能会有误差。在用胶印机进行上光油的稠度以30-60秒为宜。但根据所用的涂布系统,大于或小于这个稠度范围往往也能获得良好的上光效果。

在用上光机进行上光时水性光油的稠度以20-50秒为宜(一般在30-50秒之间)。提高稠度加大涂布量一般会出现流平性差的问题。

2、稀释

一般的水性上光油已调整到上机使用稠度。如果需要稀释,应与特定的条件相匹配,可用水进行稀释。为了加速结膜速度,也可用水与乙醇1:1配比的混合液来稀释。

3、上光油的循环

为了使上光油的水平尽可能保持相同,上光装置或上光机组都具有上光油循环系统。因此所使用的水性上光油必须可用泵输送和不可产生大量泡沫(有溢出和溅出的危险)和不可结皮。另一方面必须如此调整上光油循环系统,使得泵吸入尽可能少的空气和不产生过高的压力和过快的循环速度,以免产生泡沫。

4、干燥

在运转中的印刷机的收纸装置中抽取的湿一湿上光样张(涂布量3.5-5g/m)在约15-35秒概略值后在印有油墨的上光部位已接触干燥。在条件差的情况下(吸收性差的承印材料、着墨量大、上光油涂布量5-8g/m)结膜时间可能会延长。因此每次都必须注意检查纸堆的干燥状况。

在一般情况下上光后不必再喷粉。在条件不利的情况下(例如着墨量大)可进行最少量的喷粉。在对墨色已干的印张上光时则可完全不必喷粉。

在对薄纸进行双面上光时,在背面开始上光之前正面必须已完全干燥。此外还必须注意,在对薄纸进行双面上光时,必须选用具有良好湿封闭性的上光油和必要时在背面上光时略微喷粉。

一般来说水性别上光油通过空气自然干燥,使用附加的干燥装置(红外线)可有效提高结膜速度,从而提高光亮度,但背面蹭脏(取决于印刷油墨)的危险增加。

水性上光油最有效、最可靠的干燥手段是热风干燥。但必须注意,必须具有有效的排风系统,以排出干燥过程中挥发出的水分。

对于特别快干上光油,在产品说明书中都有特别说明。在注意事项方面还应注意橡皮布上不能有干结上光油的堆积。上光机上光。

在用上光机上光时水性上光油所需干燥能量明显低于溶剂型上光油。在用水性上光油上光时必须的干燥能量明显低于溶剂型上光油。在用水性上光油上光时必需的干燥能量取决于承印材料和布的上光膜厚度。

5、气味

干燥的水性上光膜基本上没有气味。在机器上涂布时水性上光油有轻微的阿摩尼亚气味,这种轻微的产品特定的气味对人体健康无害。

6、清洁

水性上光油只要没有干结,就可用自来水清除。新鲜干结的上光油可用水和酒精(建议比例1:1)混合液溶解清除。顽固干结的上光油可用上光油清洁剂清除。

7、废物处理

清洁上光装置所产生的清洗水可有目的地重新用来稀释水性上光油。上光油残渣应用为特殊垃圾处理。

8、储存和运输

水性上光油可较长时间(6个月)存放。长时间存放后水性上光油的稠度可能会加大。使用时加水稀释能恢复上光适性。

水性上光油的运输没有特殊要求。维格拉水性上光油不必按vBF(易燃液体系列)作任何标识。

水性上光油由于含有水分,须防冻,因此存放和运输须在0℃以上。

9、建议在用水性上光油上光时使用耐溶剂和耐碱性的油墨

在使用某些不具有所要求纯颜料时,可能会出现色相变化。

水性上光油不可与胶印油墨、油墨添加剂或油性上光油混合使用(不相容)。

水性上光油也不可与机油、牛油、橡皮布或墨辊清洁剂及其他溶剂混合。

四、山东华诚高科胶粘剂有限公司水性上光油的型号特点:

G-155:离线上光、高光、高耐磨

G-157:G-I55性质类同,气味佳

G-156:联机上光

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