【集萃網(wǎng)觀察】五、撤粘劑
欲降低油墨的粘性而不損害其身骨,則不能采取在油墨中加入液狀的油墨油和六號(hào)調(diào)墨油來解決。
撤粘劑就是為了達(dá)到這種目的而設(shè)計(jì)的一個(gè)助劑。它的組成主要是鋁鹽及亞麻油,低粘度的醇酸樹脂,高沸點(diǎn)的石蠟油等。將鋁鹽分散在這些液狀物中,使之成膠后就成了一種具有一定稠度(身骨)而沒有粘性(度)的助劑了。
鋁鹽在熱時(shí)溶解,冷時(shí)成膠狀,這與它們的極性有關(guān)。
早期用作撤粘劑的鋁鹽,以硬脂酸鋁為多,這是由硬脂酸鈉皂和可溶性金屬鹽反應(yīng)而成的。
由于鋁是三價(jià)的,它可形成單,雙、三硬脂酸鹽(這取決于脂肪酸基團(tuán)的數(shù)量),因而可以說它的真實(shí)結(jié)構(gòu)仍不是十分清楚的。有人認(rèn)為鋁原子上最多附著不會(huì)超過兩個(gè)脂肪酸基團(tuán),故只能形成單或雙皂。
根據(jù)分析,可推論它是共排復(fù)合物,并提出了一種假定結(jié)構(gòu),在這種假定結(jié)構(gòu)中,鋁顯出了六度共排,分子通過A1-O四面體與脂肪酸鏈的側(cè)面相連。
通過電子顯微鏡對(duì)溶液性質(zhì)的研究證明,鋁鹽在甲苯、石油等溶劑中可形成凝聚體或膠束。這些膠束成桿狀或纖維狀,它們與極性金屬原子為共軸,而垂直于非極性的脂肪酸鍵。
鋁鹽與甲苯共熱時(shí),形成膠體溶液,起初粘度增加很少,至形成膠體時(shí),粘度才急劇上升,而繼續(xù)升溫時(shí),粘度則又下降。第一次粘度的增加,可認(rèn)為是脂肪酸鏈的攪拌作用,溫度破壞了弱的非極性鍵,使它們一起在膠束中形成膠體結(jié)構(gòu)。在一定的溫度以上(或在保溫條件下)時(shí)粘度下降,這是由于在金屬原子間的強(qiáng)極性鍵被破壞之故,這就破壞了膠束。
溶液冷卻后能形成各種不同的結(jié)構(gòu),這取決于冷卻比例,膠體的性質(zhì)和成膠溫度,以及所用的溶劑,等等。
硬脂酸鋁的膠體力,取決于制造條件,如pH值,溫度、沉淀時(shí)的攪拌比例,沖洗水的純度以及干燥條件等,但主要取決于硬酯酸含量,膠體力大的游離脂肪酸含量低,見下表。
膠性和穩(wěn)定性亦取決于脂肪酸的種類,如想使膠體穩(wěn)定,則可以少量二聚亞(麻)油酸或其它脂肪酸替代硬脂酸即可。
單溶劑的聚酰胺樹脂也可作為撤粘劑,可惜它也有硬脂酸鹽同樣的缺點(diǎn),即當(dāng)它們應(yīng)用于油墨中時(shí),由于在墨斗中轉(zhuǎn)動(dòng),印刷機(jī)輥?zhàn)拥哪Σ粒约霸跓峁坦に囍械玫綗崃繒r(shí),對(duì)它的身骨無法控制。
八碳酸(見干燥劑)的鋁鹽比起硬脂酸鋁來,則有了根本的改進(jìn)。由于八碳酸鋁中脂肪酸碳鏈短,分子量小,故相對(duì)地說其鋁含量比硬脂酸鋁高。因此其結(jié)膜干燥快、抗水性好。
八碳酸鋁雖然熔點(diǎn)高,而成膠溫度卻比較低,這對(duì)生產(chǎn)工藝提供了非常有利的條件,更由于其無味,成膠性好,膠體也比較穩(wěn)定,故已有大量取代硬脂酸鋁制造成膠劑的趨勢(shì)。
有機(jī)鋁鹽的發(fā)展是驚人的,近來市場上出現(xiàn)的異丙氧(基)鋁、三仲丁氧(基)鋁、異丙氧(基)硬脂酸乙酰乙酰整合鋁等等,都是一些新型的成膠劑。它們大多屬于烷氧基鋁類,烷氧基鋁類金屬有機(jī)化合物具有很強(qiáng)的反應(yīng)能力,它可與電子給予體作用,也能同水,醇、酸,酮等帶有羥基或羧基的物質(zhì)反應(yīng)。
比較新的有機(jī)金屬鋁化合物大致有兩個(gè)范疇即:(1)醇化鋁(Aluminum alcoholate)類,例如異丙醇鋁(異丙氧基鋁,AIPD-aluminum isopropylate),單仲-丁氧基二異丙氧基鋁(AMD-monosec-h(huán)utoxy aluminum diisopropylate),仲丁氧基鋁(ASBD-aluminumsec-butylate)。(2)螯合鋁(Aluminum chelate compound)類,例如乙酰乙酸乙酯二異丙氧基鋁(ALCH-ethylacetoacetate aluminum diisopropylate),三乙酰乙酸乙酯鋁(ALCH-TR-aluminum tris(ethylaceto acetate)。
烷氧基鋁的通式為A1(OR)3,它與醇反應(yīng)生成醇化物,通常是以三或四聚體存在,故在制備醇鋁時(shí),必須及時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定化處,以防止自聚。
鋁是第三族元素,鋁原子有著強(qiáng)烈的充滿3d軌道的傾向,能與陰離子或具有電子給予體性質(zhì)的中性分子結(jié)合,生成各種配位絡(luò)合物。鋁的化合物也具有比較強(qiáng)的反應(yīng)性,例如:
醇鋁的水解:
Al(OR)3+H2O→A1(OR)2(OH)+H2O→A1(OH)3。
醇基的交換性:
A1(OR)3十3R′OH≒A1(OR′)3+3ROH。
與脂肪酸反應(yīng):
Al(OR)3+R′-COOH→A1—OR+ROH
醇鋁的烯醇化作用:
醇鋁能與形成螯形結(jié)構(gòu)的互變異構(gòu)化合物(如羥基酮,羥基醛,酮酸及其酯等)作用而成為比較穩(wěn)定的化合物。
有機(jī)金屬鋁化合物還可用于油墨連結(jié)料的增稠以及油墨用樹脂的改性。
ALCH極易與油墨連結(jié)料中的羧基和羥基反應(yīng)而形成羧酸鋁,形成交鏈而增加連結(jié)料的粘度。
它還具有增加光澤,改進(jìn)顏料的潤濕性能,降低表面粘性,也可使油墨改性而提高印刷速度等。
這些鋁鹽已被廣泛地用作成膠劑方面。其它如硬脂酸硅一硅膠(Aerogel)等也可用作撤粘劑的材料。
六、稀釋劑
稀釋劑的作用有兩點(diǎn),一是降低油墨的粘性。二是使油墨變稀,從而增加流動(dòng)性能。
如果油墨又稠又粘,則可以用稀釋劑來解決,對(duì)稀而粘的油墨,還是用撤粘劑比較好。
實(shí)際上,印刷工業(yè)中長期使用的六號(hào)調(diào)墨油,它本身就是起稀釋作用的。
稀釋劑都是液狀溶劑類的物質(zhì)。膠、鉛印油墨中使用的稀釋劑,大多是油墨油、石蠟烴以及沸點(diǎn)在250—300℃左右的礦物油類。照相凹版印刷、罩光以及輥涂工藝中用的稀釋劑則大多是苯、醇、酯、酮等類溶劑。
七、防(粘)臟劑
也叫防蹭臟劑,在英文中為了區(qū)別于膠印Offset,故有時(shí)防蹭臟劑用Set-off lnk Compound來表示。這是指防止印刷時(shí)印品上的油墨蹭臟粘污到另一張印品背面上的助劑。當(dāng)然,它也可以防止成堆的印品粘結(jié)在一起的弊病。
這類物質(zhì)大多是谷類淀粉,以及一些天然的懸浮型物質(zhì)。二氧化硅也已廣泛采用。
這些粉狀物也可加于油墨中一起分散軋細(xì)。但是淀粉的親水性及其與油類的不親和性,使油墨的印刷性能大為降低,有“成堆”的傾向,或在輥?zhàn)由、印版上,橡皮布上堆積成團(tuán),填塞網(wǎng)孔等弊病,故應(yīng)加注意。
印刷工業(yè)大多采用噴霧法工藝來解決蹭臟之弊,例如在印刷后(1)噴粉(淀粉,沉淀碳酸鈣,由硝酸鈣和碳酸銨反應(yīng)而成的方解石,細(xì)顆粒的蠟、二氧化硅等),對(duì)這些粉子的要求是細(xì)——一般約在15—40微米之間,吸濕性小,中性,無摩擦性,不能影響下工序一套印、罩光等,(2)噴液體,噴所謂快固連結(jié)料(Fast-Setting Vehicle),這類由一相是固體,另一相是液體組成的連結(jié)料,印到紙上后,立即被紙張有選擇地吸收,溶劑部分立即與粘的組分發(fā)生關(guān)系而與顏料一起形成防蹭臟性。這類液體的組成甚多。噴液狀防蹭臟劑的缺點(diǎn)是易于污染空氣及機(jī)器,使操作者感到不適,對(duì)—些高級(jí)有光紙也不適應(yīng),因?yàn)樗鼤?huì)破壞這些紙張的光澤。
近年來,油墨工業(yè)雖然發(fā)展了不少快固型油墨,但印品的蹭臟問題仍未在較廣泛的范疇內(nèi)解決。因而防蹭臟劑仍在應(yīng)用,它的研究也仍在進(jìn)行。
近來發(fā)展的防蹭臟助劑,其原理是:它由不可混溶的材料組成,印刷后,助劑可浮在油墨層表面形成一層不可逆的“墊子”,從而減少印品的蹭臟性。
油墨中加入這種助劑,其用量為2—5%時(shí),效果是比較好的。
來源:網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布人: 中國環(huán)保油墨網(wǎng)