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胶印油墨洗车水的性能特点及使用

http://www.printing.hc360.com2016年12月07日10:07 来源:慧聪印刷网T|T

    胶印是多色、高速、质量最佳的印刷方法之一。据统计,全世界印刷总产值中,胶印名列第一,故有“模拟印刷的皇后”之美称。胶印,离不开胶印油墨,也就少不了油墨清洗剂。油墨清洗剂主要分为两大类:一类是汽、煤油,另一类是印刷专用清洗剂(专业俗称是“油墨清洗剂”)。

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    胶印油墨按其分子结构属有机物质,可以被有机溶剂溶解,而油墨中的颜料既不溶于水,也不溶于有机溶剂,只对水有一定的亲和力。润版液由水、无机化合物和阿拉伯树胶组成,亲水性非常好。由此可知,在油墨清洁剂的成分中,既需要含有有机溶剂,又需要含有与无机化合物和颜料亲和性好的成分,才能根据“结构相似相容”的化学原理,在清洗油墨的过程中利用乳化原理,形成“水包油、油包水”的乳化液,以达到清洗墨辊、橡皮布和印版上油墨的目的。

    一般印刷机制造商都会严格测试使用在其机器上的化学用品,对油墨清洁剂同样也有严格的规定。例如:海德堡印刷机就经过严格测试,规定可以在海德堡印刷机上使用的油墨清洗剂有三种:Bottcherin60、Superdot和Varn。由此可见印刷机制造商对油墨清洁剂的重视,而这些都会在印刷机的工程手册上给出详细的说明。

    一、胶印油墨的组成

    印刷油墨是由连接料、填充剂、着色料和助剂等几种成分组成的。在配制时按印刷的要求根据一定的比例混合搅拌,并经过辗压轧墨工艺制成的。印刷油墨是一种结构复杂的胶体,是把粒径约为0.1微米的颜料等固体颗粒均匀分散在连接料中形成的。颜料包括无机颜料和有机颜料两类,无机颜料的成分可能是无机单质、金属氧化物或无机盐。如炭黑、钛白、铬绿等,无机颜料的特点是化学性能稳定、耐光耐热性强,缺点是着色力差;而有机颜料是人工合成的有机化合物,具有颜色鲜艳品种多,印刷适应性强的优点,缺点是耐光耐热性差。目前印刷油墨中使用的黑色颜料多为无机物,而彩色油墨多为有机颜料。

    胶印油墨常用的连接料有植物油型和溶剂油型。植物油型如亚麻油、桐油、脱水蓖麻油等含有不饱和双键结构的干性植物油;溶剂油型如机油煤油等不干性矿物油,苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇等挥发性有机溶剂。另外,也有用松香、沥青等天然树脂和酚醛树脂、聚酰胺树脂等合成树脂做连接料。

    胶印油墨使用的添加剂主要有调节油墨黏度的亚麻油、增加油墨光泽的光亮剂、促进油墨干燥的催干剂等。催干剂的种类有脂肪酸、萘酸、辛烷酸的钴、锰、铝盐等。这些盐能被空气中的氧气氧化,其中的金属离子化合价升高后氧化性加强,可促进干性油发生氧化聚合反应,所以这类添加剂对干性油氧化聚合交联的成膜反应有催化作用。另外有些油墨还含有胶质碳酸钙等填充料。

    按油墨干燥的主要机理把油墨分为氧化聚合干燥型、渗透干燥型、挥发干燥型和光敏固化型四类。氧化聚合干燥型油墨是选用矿物油、干性植物油与合成树脂等炼制成的连接料,通常用做胶印油墨。当这类油墨转移到印刷表面之后,由于纸张内的毛细管的吸引力作用,使油墨中的低黏度矿物油渗透到纸张的内部,而使油墨的黏度慢慢增加,在此过程中高黏度的干性植物油与合成树脂组成的胶体与空气的接触表面积逐渐增加,干性植物油中不饱和脂肪酸的双键发生氧化交联聚合并形成网状结构,使油墨黏度迅速上升,最后固着在纸张表面并干燥。

    不论是哪种类型的印刷油墨对他们的共同要求是:在印刷过程中转移到纸张表面之前,必须保持稳定的流动性能;而在转移到纸张表面之后,必须尽快失去流动性而固化干燥;油墨对承印材料有很好的附着力;油墨应有良好的传递性;印刷油墨在纸上组成的图文必须保持持久正确的色泽。

    二、胶印油墨的清洗

    印刷设备在生产过程中需要定期清洗油污和墨迹等污垢。在印刷过程中当更换油墨新品种以及在印刷任务完成后都需要把油墨辊上的油墨清洗干净,而印刷机上的润湿辊筒、丝网、印刷版以及字模在印刷过程中都会沾染油墨,为保持印刷机的正常状态和印刷品的质量都应对印刷机械进行清洗。

    清洗方法通常采用刷子蘸取清洗剂的刷洗方式,有时也可用抹布蘸取清洗剂进行擦洗。当油墨难以去除时也可以把部件放在清洗液中浸泡并配合使用超声波清洗。在现代化的印刷厂中以普遍采用超声波凹印辊筒的机械清洗系统,可在印刷结束时在机器上对印版辊筒进行自动清洗,可有效防止油墨在版辊上干固。

    这种清洗装置可完成印版辊筒的大部分清洗工作,大大减少人工清洗工作量,对改善操作环境也有好处。清洗印刷油墨主要是清除掉油墨中的干性植物油或合成树脂等成膜材料,当这些材料被清除后,附着在成膜材料上的着色料等成分就很容易被清洗掉了。

    由于干性植物油和合成树脂材料都很容易溶解在汽油、煤油等石油烃类溶剂中,所以通常使用汽油、煤油等石油烃类溶剂进行清洗。虽然汽油、煤油具有价格便宜,清洗力强的优点,但它们存在易燃、易爆的缺点,使清洗工作中存在不安全的隐患,而且汽油易挥发气味大,属于对大气环境造成污染的VOC物质。所以目前各国都在研制新型的印刷油墨的清洗剂。

    三、传统清洁剂的特点

    最早都是使用汽油来清洗胶印机上的油墨。但汽油和煤油只能溶解油墨中的有机物质,却不能溶解乳化油墨中润版液的无机化合物成分,对油墨的颜料和附着在墨辊上的纸毛和纸粉的亲和性很差。日积月累,会使胶辊表面釉化,表面严重受损,墨辊传墨性下降,尺寸改变,严重影响印刷压力,导致印刷时出现“墨杠”、“平网发花”等印刷故障。而且对环境污染严重,对人体伤害很大,又是火灾的隐患,因此这种清洁剂已经处在被淘汰的边缘。其实,汽、煤油是一种广谱有机物溶剂,适用于很多行业,价格比较低廉。也就是价格因素,使得绝大部分印刷企业虽然在逐步用油墨清洗剂替代汽、煤油,但是同时仍然在大量使用汽、煤油,以此降低生产成本。

    到目前为止,几乎没有一家印刷厂不在或多或少的使用汽、煤油作为油墨清洗剂,虽然各家印刷厂非常清楚汽油的危害性:第一是安全问题。因为汽油的闪点(即蒸汽遇到明火发生爆炸的温度)只有二十几度,如果印刷厂房内的通风设施不好,很容易发生危险情况。即使厂房内的空气流通很好,车间内不会发生危险,可是清洗过油墨的汽、煤油会被工人全部倒进下水道,对土壤及水质的污染自不必说,同时漂浮在水面上的汽油,在室外温度比较高的季节里,同样存在着爆炸的危险。

    第二是污染问题。汽、煤油作为一种有机溶剂,本身就有一定的毒性。在印刷车间内,当工人清洗墨辊、橡皮布或机器时,由于汽油的挥发性很大,即使车间内的通风良好,工人们也会或多或少的吸入一定量的油气。

    同时,工人在进行清洗作业时,手或身体的其他部位难免会接触到汽、煤油;吸入的汽油油气和接触到的汽、煤油都会对人体造成一定的伤害,短时间接触问题不会太大,但是如果长期接触,会对工人的身体健康造成不同程度的损伤。这些污染都来自于汽、煤油本身,同时,油墨等有害物质溶解在汽、煤油中,也会对人体及周围环境造成相当大的危害。

    四、油墨清洗剂的特性

    80年代以前,代替汽油的清洗剂成分比较复杂,清洗效果差,甚至不及汽油清洗油墨的能力。但是,90年代以后,尤其是近几年,国外出现了组成简单、清洗效果极佳的胶印油墨清洗剂,主要由对胶印墨辊和橡皮布没有化学损害的有机溶剂和能生成比较稳定的油包水型乳化液的表面活性剂组成。

    根据“化学结构相似互溶”的化学规律研制的清洗剂,当其和墨辊及橡皮布上存留的乳化油墨相接触时,有机溶剂便会溶解油墨中的连结料和其他有机树脂。水却将亲水性良好的颜料粒子和混入油墨中的亲水性纸粉、纸毛带下来,并能溶解去除胶印乳化油墨中残留的润湿液的无机、胶质化合物。因此,洗涤后的墨辊和橡皮布,表面洁净,无颜料痕迹,也不会产生“结晶”和“白垢”。

    五、油墨清洗剂的使用原理及组成

    油墨清洁剂对印刷的影响也越来越大,印刷中出现的很多质量问题,其成因往往直接或间接来自于油墨清洁剂。如胶辊带水或者带墨性能较低、胶辊变形、实地密度不足、平网发花等,大多是由于清洁剂的使用不当导致胶辊出现问题,从而影响到印刷质量,使印刷停机时间增加。印刷胶辊表面的杂质组分,也就是油墨清洁剂需要清洁的对象。

    在清洁油墨的过程中,利用乳化原理,使用优质油墨清洁剂和水进行清洁。清洁剂可以溶解油溶性的物质,水可以溶解水溶性的物质,形成“水包油”、“油包水”的形态来完成对印刷胶辊表面杂质的清洗,可清洁掉大部分油溶性和水溶性物质。但是每次的清洁都不可能完全将胶辊表面的杂质清除干净,总会有一些杂质残留在胶辊表面,并且这还要根据油墨的性质来区分,如果印刷金银等专色油墨,清洁工作就会比较困难。不能溶解的物质用一般的油墨清洁剂是不能除去的,需要使用一些特殊的保养化学品来进行辅助清洁。

    油墨清洁剂主要由以下几部分组成:

    1.碳氢化合物。在清洁剂中,碳氢化合物的含量大约在50%以上,而碳氢化合物按照分子结构的不同分为脂肪族碳氢化合物和芳香族碳氢化合物两类,它们分别具有以下特性:脂肪族碳氢化合物的分子中包含碳分子的链状结构,对油墨有较好的溶解作用,不能溶解于水,对橡胶、人体以及环境没有危害;芳香族碳氢化合物的分子中包含碳分子的环状链结构,对油墨有良好的溶解作用,但会造成橡胶聚合物的膨胀,同时对人体神经系统有不良影响,长期使用可能导致癌症病变。

    2.乳化剂。油墨清洁剂必须含有乳化剂,它具有以下特性:促进油和水的混合,产生乳化作用;一般闪点的清洁剂含有乳化剂;不会造成胶辊和橡皮布上残留化学品。

    3.抗腐蚀剂。由于清洁剂需要配合水来进行清洁,抗腐蚀剂具有防止水分腐蚀的作用。

    优质的油墨清洁剂,一般由两种沸点不同的有机溶剂、橡胶防老剂和能够形成稳定油包水型乳化液的表面活性剂组成。

    六、清洁剂的技术指标及国际标准

    一般来说,衡量优质油墨清洁剂的技术指标主要有:

    1、含芳香剂。芳香族化合物对油墨有较强的清洁能力,但是芳香族化合物对印刷有诸多不利的影响,所以新型的油墨清洁剂不应该含有芳香族化合物。芳香族化合物对印刷的不利影响主要有:芳香剂会造成橡胶的膨胀,影响印刷压力,易造成印刷质量问题;不符合环境标准和人体健康标准。

    2、基于植物油。油墨清洁剂应基于植物油,而非矿物油。

    3、具有高闪点的特性。目前,国际上优质油墨清洁剂的闪点在55℃以上,热固型油墨在清洁过程中,清洁剂的闪点高达100℃以上。清洁剂的闪点必须高于印刷通道中的最低温度,才能符合车间的安全标准,普通印刷中的清洁剂闪点应该在55℃以上,而在紫外线油墨的印刷中,清洁剂的闪点应该高于70℃。

    另外,关于油墨清洁剂的标准,1995年国际上就有了相关的规定,具体如下:

    (1)所有新机器(公约以后生产的)应能适用于通常的工作生产,在使用闪点为55℃或更高的清洁剂时,机器生产能力仍在正常范围内。

    (2)闪点低于21℃的清洁剂不能供应或用于印刷辊和橡皮布的清洗。

    (3)闪点在21~55℃之间的清洁剂,在本公约日期之前,因为技术原因没有其他选择时,可允许使用,但在新机器上不允许使用。

    (4)制造商、供应商、印刷商、雇员和权威人士将一起协商提出溶剂的代用品,包括采用高闪点溶剂(闪点为100℃)和植物油型清洁剂,以取代早期的溶剂。

    (5)不得供应和使用含有卤代基的烷烃萜烯(松节油)、正己烷、亚胺或酰胺的溶剂。

    (6)供应或使用的溶剂中芳香族化合物产品的含量应小于0.1%。

    (7)供应或使用的溶剂中甲苯和二甲苯的含量应小于10%。

    (8)供应或使用的溶剂中烃的含量应小于10%。

    (9)不经常使用的低闪点材料,如橡皮布恢复剂或结皮油墨去除剂,若含有甲乙酮,可以继续少量使用,但必须事先警告和进行操作训练。

    (10)印刷机、材料、消耗品的供应商和使用者通力合作,在相关协会的帮助下,提供技术支持和培训,让用户在使用高闪点溶剂时,适应新的清洗方法,如有必要,还可能要更换橡皮布和胶辊。

责任编辑:王振

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