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        水性噴墨色漿是如何制作的?

        隨著計算機技術、納米技術、超細粉末技術不斷發展,噴墨技術得到了飛躍前進,成為了印刷版塊中增長速度最快的黑馬。2008年德魯巴展會因 大量新型噴墨技術出現被行業譽為“噴墨德魯巴”。在 2012年新一屆德魯巴展會上創新型噴墨技術再度成為 焦點,業內人士稱這次展會為“噴墨德魯巴2.0”。在 IPEX2010展會上,數碼印刷廠商(多數為噴墨印刷廠 商)的參展面積也大于傳統印刷。同時,隨著印刷行 業“十二五”發展規劃將綠色印刷提升到國家戰略發展高度,因此異軍突起的噴墨技術使用水性油墨也就毫無 疑問會獲得越來越重要的應用價值。隨著噴墨速度、分 辨率提高,噴嘴直徑變小,噴墨頭噴嘴噴射油墨到承印 物體表面時要求油墨粒徑越來越小,一般粒徑尺寸小于 500nm,最好小于100 nm,這對高表面能水性體系顏 料分散提出了較高的技術難題,也使水性噴墨色漿制備 技術越來越成為了其應用的關鍵點。本文對水性噴墨油 墨基墨的分散性進行了研究,探討了對分散性影響的一 些要素。本文結合水性噴墨色漿制備試驗中相關實驗數 據進行了分析,對水性噴墨色漿制備關鍵技術進行了探 究,給出了水性噴墨色漿制備中的影響因素。希望能夠為印刷行業從業者提供一些噴墨色漿制備的基本技術資 料,同時方便業內人士更好的認識水性噴墨油墨。

        1.水性噴墨色漿分散研磨時間
        在實際制備水性色漿過程中,研磨設備和研磨介質 通常是固定參數,然而分散研磨時間是一個可變的參 數。研磨時間的長短決定了制備色漿的能耗及最佳研磨 效果,因此,針對油墨體系要求如何選擇色漿研磨時間 是一個必須解決的關鍵問題。為了考察研磨時間對水性 色漿分散性影響,制備出分散狀態不同的油墨樣品。實 驗中控制研磨工藝參數不變,每隔lOmin從研磨機中 取出少量油墨樣品,放置2小時以上后用S3500激光 粒度儀測試樣品粒徑。
         
        從中可以看到,隨著研磨時間增加,制備了分散 性不同的水性色漿樣品。這是由于在高速剪切研磨作用 下,隨著時間增加分散在水相中的顏料聚集體被分散至 更小的粒徑。同時,連結料介質對新形成的顆粒表面潤 濕時所需能量遠比未被潤濕的顆粒所需能量少,從而能 夠有效的使顆粒被介質分開,避免粉碎的顆粒發生再次 聚集或凝聚。最終通過改變研磨時間的方式,得到了分 散狀態穩定、分散性不同的水性色漿樣品。因此,在實 際生產過程中針對分散研磨體系不斷進行研磨追蹤檢 測,并進行穩定性測試可以選擇出合適的研磨時間作為 研磨能耗和分散效果的平衡點。
        2.水性噴墨色漿顏基比
        制備水性色漿的過程,顏基比是色漿顏料固含量的 一個根本指標,最終影響到印刷品的色密度的高低。對 印刷的階調還原以及印刷質量都有很大的影響。因此, 如何選擇最優顏基比制備出性能優越的水性噴墨油墨一 直是水性色漿制備的關鍵因素。固定色漿中顏料含量, 改變顏基比,制備水性色漿,測試油墨色漿黏度、粒徑 分布等性能。通過美國TA流變儀測試色漿黏度后得出 ,水性顏料顆粒的分散問題往往因其難分散、高耐水 性等因素往往比其他顏料分散要求更加突出,因此,如 何在水性色漿制備中運用合適的分散劑對制備高品質油 墨較為關鍵。通常顆粒分散要依靠分散劑在顆粒表面吸 附、反應、包覆或包膜來實現。因此,分散劑在顆粒分 散技術中具有非常重要的作用。在水性色漿研磨分散過 程中,往往加入分散劑來提高分散效果。實驗根據水性 體系油墨的特點,選擇德國迪高助劑Al、A2、A3三 種表面活性劑作為水性分散劑制備水性色漿,通過美國 S3500激光粒度儀測試各色漿樣品粒徑分布,可以看出,顏基比增大,色漿黏度減小。 這是由于色漿顏料含量固定時,影響粘度的因素主要來 源于連接料粘度及連接料與顏料之間相互混合的作用 力。實驗中數據顯示了加入不同黏度連接料對色漿粘度 的影響。隨著顏基比增大,連接料中分散樹脂含量逐漸 減少主溶劑水逐漸增多,從而連接料粘度逐漸減小,最 終所獲得的色漿粘度也逐漸減小。
         
        3.水性色漿分散劑
        如何選擇分散劑一直是困擾顆粒分散制備的重要問
        分散劑的分子結構分為兩個部分,一部分為錨固基 團,可緊緊吸附在顏料顆粒表面,防止分散劑脫附;另 一部分為溶劑化鏈,它與分散介質具有良好的相溶性, 能在顏料表面形成足夠厚度的保護層。而不同的分散劑 由于其結構不同,其對分散體系分散效果的作用亦有很 大差別。因此,通過圖四數據結果不難得出實驗中所分 散色漿加入相同量分散劑時,選用分散劑A2體系達到 最佳分散效果。因此,分散劑作用效果主要體現在對色 漿粒徑大小及分布的影響,表征水性色漿粒徑,在實際生產中應該選擇粒徑較小及分布較窄的一種作為水性色 漿制備時所需最佳分散劑。
        4.對水性色漿潤濕劑
        由于水性體系主體是高表面張力的水,因而實際水 性色漿制備中不可避免有表面張力的問題。表面張力是 墨滴表面液體分子互相吸引能量的量度。為了使墨滴呈 球形,油墨的表面張力越高越好。過大的表面張力使噴 嘴表面不易被潤濕,而噴嘴周圍的油墨集結會影響微細 液滴的線性運行,也影響液滴對承印物的濕潤、滲透及 液滴自身干燥性。表面張力過低則會導致液滴不穩定, 容易形成星狀濺射點,造成非圖文部分帶臟,影響圖像 質量。表面張力大小應控制在既要滿足能夠在承印材料 上順利鋪展,又能夠在噴墨過程中形成足夠細小的墨 滴。
         
        5.水性色漿消泡劑
        在實際制備水性色漿的時候,由于水性色漿在高速 研磨中往往會生成大量氣泡,不僅造成研磨的效果較 差,而且后期儲存和應用的過程中氣泡也不易消失,從 而對使用性能造成極大的破壞。水性分散體系容易產生 氣泡,水性噴墨也不例外。在色漿中,泡沫有兩相泡沫 和三相泡沫,兩相泡沫由液體膜和氣體組成,三相泡沫 由液體膜、固體粉末和氣體構成。在色漿配方基礎上加 入含量為0.5%的不同種類消泡劑,測試所配基墨消泡 性能,實驗選用的消泡劑 均為聚醯改性的硅氧烷,從測試結果來看,A6的 消泡效果比較差,A7的消泡效果雖然比較好,但是隨 著攪拌時間的延長氣泡量變大,消泡效果持續性不好。 A8的消泡效果最佳,而且在測試時間內消泡持續性較 好較為穩定。因此,可以得出不同分散劑對水性色漿消 泡效果影響很大,在實際水性色漿中選擇合適的水性消 泡劑能夠達到較好的消泡效果,從而制備出高品質水性 噴墨油墨。
        隨著環保、質優價良等市場要求不斷提高,水性噴墨油墨跨越式發展將會很快到來,然而在制備水性 噴墨色漿時由于其粒徑要求、噴頭潤濕性、容易起泡 等對制備技術提出了高要求,本文結合試驗數據和實 際生產進行了分析和總結??傊?,選擇合適的研磨時 間、顏基比、分散劑、潤濕劑、消泡劑,對制備分散 穩定、粒度滿足噴墨高要求、表面張力合適、無氣泡 的高性能水性噴墨色漿會起到至關重要的作用。除本 文前面所得出的影響因素外,高品質水性噴墨色漿制 備往往還會受到研磨設備、研磨介質、研磨樹脂、pH 值環境等的影響。
         
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