水性油墨光澤度實驗分析

通過實驗測定了水性油墨光澤度和各影響因素的關系。實驗結果表明：水性油墨的分散穩定性有助于提高油墨的光澤度；水性油墨的含水量大，光澤度降低；消泡劑因能降低體系的黏度從而影響分散效果，對光澤度產生不利的影響；增稠劑和光澤度有一定的曲線關系；加入撒淡劑后，光澤度有所提高；pH值在9.0~9.5時水性油墨的光澤度較好。

水性油墨的光澤度是指油墨印品在某一角度反射光線的能力，油墨印品的光澤主要是靠連結料干燥后結膜而產生的。油墨光澤度的好壞會給印刷品的外觀帶來較大的影響，光澤度好則色澤鮮艷，光澤度差則色澤暗淡。目前，水性油墨普遍存在著光澤度不夠的問題，這嚴重阻礙了水性油墨在包裝印刷領域的應用。

影響油墨膜層光澤的因素是多方面的。從水性油墨方面進行分析，主要有：油墨本身的組成（連接料的性質、顏料的顆粒大小及其在水性油墨中的分散性）、油墨助劑、pH值等，這些方面都對光澤度有較大的影響。

1、實驗設備與實驗方法

1）實驗設備

柔性版印刷適性儀IGT-F1；光澤度儀(測量采用20°角）KGZ-1A型；激光粒度分析儀。

2）實驗方法

以一組水性油墨（紅墨、黑墨、黃墨）為例，用柔性版印刷適性儀（150L/in)分別進行打樣，待樣品干燥后，再測量其對應的光澤度，測量的光澤度值為黑墨4.28，紅墨3.60，黃墨4.50。然后改變不同的參數，通過實驗測量油墨光澤度和各影響因素的關系，然后根據實驗數據得出曲線圖，以便得到一個在實際印刷中改變光澤度的有效方法。

2、實驗分析

2.1細度與光澤度

將水性油墨經激光粒度分析儀測試，得出顏料顆粒粒徑的分布如圖1所示。

從圖1中可看出，不同顏色水性油墨的粒徑分布(細度）是不一樣的，黑墨的顏料顆粒要細于紅墨和黃墨，然而其光澤度卻不及黃墨，這說明水性油墨的細度有一較佳值（如圖b)，只有當水性油墨的細度達到較佳值時，其光澤度才較好。這主要是因為水性油墨好的分散性能，提高了油墨的細度，而且油墨的細度會直接影響油墨的印刷質量和流平性。

2.2含水量與光澤度

將水性油墨（黑墨）分成幾等份，再在每份油墨中加入不同體積分數（1%~8%)的水進行稀釋，并用玻璃棒攪拌均勻，打樣，待樣品干燥后，測量其對應的光澤度。根據實驗所得的數據，得出水性油墨的光澤度與含水量的關系如圖2所示。

從圖2中可看出，水性油墨的光澤度隨著含水量的增加而下降。水性油墨是由水作為溶劑的，在油墨制備的過程中就已設置了水的比例，故當水的含量發生改變后，會對油墨的光澤度產生影響。故在實際操作過程中，要嚴格控制水性油墨中水的體積分數。

2.3助劑與光澤度

2.3.1消泡劑與光澤度

將水性油墨（紅墨）分成幾等份，再在每份油墨中分別添加不同質量分數的消泡劑，并用玻璃棒攪拌均勻，進行打樣，待樣品干燥后，測量其對應的光澤度，結果如表1所示。

從表1可看出，水性油墨的光澤度隨添加的消泡劑質量分數的增加而變小，這表明，當水性油墨中加入消泡劑時，消泡劑會對水性油墨的分散性產生不良影響，從而使得油墨的光澤度變差。這主要是因為，消泡劑本身具有低表面張力的性質，雖然可減少潤濕分散劑的用量以達到消除泡沫的目的，但是會降低體系的黏度，從而影響了水性油墨的分散效果。

2.3.2增稠劑和光澤度

將水性油墨（紅墨）分成幾等份，再在每份油墨中添加不同質量分數(0.4%，0.8%，1.2%，1.6%，2.0%)的增稠劑，并用玻璃棒攪拌均勻，然后打樣，待干燥后，測得其對應的光澤度，結果如圖3所示。

從圖3中可看出，增稠劑在一定用量范圍內可提高水性油墨的光澤度，但其后隨著增稠劑質量分數的增加，水性油墨的光澤度反而下降。增稠劑的加入，可改善水性油墨的黏度，同時水性油墨的觸變性、懸浮性等流變性能也得到改善，油墨的分散穩定性得到提高，從而增加了油墨的光澤度。但隨著增稠劑質量分數的進一步增加，光澤度呈下降趨勢，這是因為隨著增稠劑的不斷加入黏度也相應增大，造成紙張對油墨的吸收率變小，流平性變差或根本無法流平，流平中的滲透、凝固和結膜作用明顯降低，得到的印品表面平整度變差，光澤度下降。

在實際生產中，要嚴格控制增稠劑的加入量，以保證印品的高光澤度。

2.3.3撒淡劑與光澤度

將水性油墨（紅墨）分成幾等份，再在每份油墨中分別添加不同質量分數的撒淡劑（1%，2%，3%)并用玻璃棒攪拌均勻，然后分別在IGT-F1柔性版印刷適性儀上進行打樣，待干燥后，依次測量其對應的光澤度，結果如圖4所示。

從圖4中可看出，加入撒淡劑后，水性油墨的光澤度得到了提高。本實驗使用的撒淡劑為亮光漿型，因其本身光澤度好，調配出的墨色淺有透明感，墨膜效果較好，因而能增強墨膜的光澤度。

2.4pH值與光澤度

改變水性油墨（黃墨）的pH值，分別在柔性版印刷適性儀上進行打樣，待干燥后，測得其對應的光澤度。根據實驗所得的數據，可得出水性油墨的pH值和印品光澤度的關系如圖5所示。

從圖5中可看出，隨著水性油墨pH值的增加，墨膜的表面張力減低，表面張力較小的水性油墨能夠潤濕、附著、浸透各類承印物的表面。由于水性油墨大多是通過揮發和滲透的機理干燥的，所以水性油墨能在承印物表面流平成光滑而均勻的膜面，因而光澤度有所提高。但pH值過高時，水性油墨在印品表面的流平時間過長，墨膜干燥變慢，容易導致印品的背面蹭臟，反而影響了印品質量。所以在保證光澤度較好的情況下，應控制好水性油墨的pH值。從實驗可知：pH值在9.0~9.5范圍內時，墨膜的光澤度達到較高值，而且能夠保證印刷質量。

3、結論

1）水性油墨中的助劑和光澤度有一定的關系，在生產中要嚴格控制助劑的用量；

2）pH值對水性油墨的光澤度有一定的影響，當pH值在9.0?9.5范圍內時，墨膜光澤度比較好；

3）由于實驗材料的限制，本課題中只采用常用的中檔柔印水性油墨進行實驗，這使得油墨本身的光澤度較低。在實際生產中，為了得到較高的光澤度，選擇高檔水性油墨也是一種有效的辦法。

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