表面张力在油墨中应用研究

王俊超

(佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司，广东省佛山市 528000）

摘  要 本文对油墨叠色排斥现象和不同厂家胶水性能差异问题进行了研究，从表面张力这一角度进行了分析，经过测试对比发现，合理调整表面张力，可解决叠色排斥现象或者由胶水差异导致的复合质量问题。

关键词 表面张力；胶水；叠色排斥；应用研究

Applied Research of surface tension in printing ink

Wang Junchao

（Fosham Shunde Midea Washing Appliance Manufacturing Co.Ltd,Foshan 528000，China）

Abstract:In this paper, the problem of overlapping color repulsion of ink and the difference of glue performance between different manufacturers are studied,from the point of view of surface tension,we can solve the overlapping color repulsion or the compound quality problems caused by the difference ofglue.

Keywords:surface tension；glue；overlapping color repulsion；applied research

油墨在应用过程中，由于印刷方式的不同，可以分为浆状油墨、液体油墨、丝网油墨，在印刷的过程中，印刷底材也各都不同，由于物料种类众多，用途各异，在印刷过程中，对色相的要求也不尽相同，出现不同色相油墨叠色排斥现象；在复合过程中，由于胶水类型和厂家不同，也可能会出现油墨在复合过程中出现复合白点、复合强度低等问题，针对油墨在印刷中出现的这些质量问题，本文主要从表面张力这方面展开讨论。

1 定义

     多相体系中相之间存在着界面，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受压 力是不同的。气体-液体界面、固体-液体界面、液体-液体界面，因界面分子受力不平衡， 造成分子表面向液体内部方向的作用力，此垂直液面方向的力即为表面张力。主要测试方法：最大气泡法、拉板拉环法、毛细管上升法、界面夹角法、旋滴法等。

其中在用最大气泡法测试时，在几十毫秒到几十秒之间，可以产生一系列的气泡，每个气泡代表一个新界面，每个新界面都有相应的一个表面张力读数，此过程可得到一系列动态的表面张力值。

2 表面张力对油墨叠色的影响

不同系列油墨中，例如在表印油墨或者里印油墨中，通过对比测试，我们可以得出以下结论:

2.1表印油墨叠色数据 

表1 表印不同色墨动态表面张力数据

Tab.1 Dynamic surface tension data of printing ink with different colors

名称	动态表面张力（mN/m）	温度（℃）
表印白墨	39.3	25.5
表印红墨-A	40.9	25.8
表印红墨-B	49.2	25.2
表印橙墨-A	40.5	25.3
表印橙墨-B	41.8	25.7

实验结论：表印油墨在印刷过程中，先印刷白墨，再印刷色墨的顺序进行印刷，（1）表印红墨-A和表印红墨-B分别与表印白墨印刷叠色，表印红墨-A比表印红墨-B叠色效果好；（2）表印橙墨-A和表印橙墨-B分别与表印白墨印刷叠色，表印橙墨-A比表印橙墨-B叠色效果好。

2.2里印油墨油墨叠色数据

表2 里印不同色墨动态表面张力数据

Tab.2 Dynamic surface tension data of printing ink with different colors

名称	动态表面张力（mN/m）	温度（℃）
里印油墨蓝	44.5	25.1
里印油墨红-A	37.7	25.0
里印油墨红-B	45.0	25.6
里印油墨黄-A	45.6	25.5
里印油墨黄-B	50.3	25.7

实验结论：里印油墨在印刷过程中，是按照黑、蓝、红、黄、白顺序进行印刷，（1）里印油墨红墨-A和里印油墨红墨-B分别与里印油墨蓝墨印刷叠色，里印油墨红墨-B比里印油墨红墨-A叠色效果好；（2）里印油墨黄墨-A和里印油墨黄墨-B分别与里印油墨蓝墨印刷叠色，里印油墨黄墨-A比里印油墨黄墨-B叠色效果好。

综上所述：（1）不同油墨的动态表面张力对油墨的叠色有一定的影响；（2）在叠色过程中，叠色前后两个油墨的动态表面张力越接近，叠色效果越好。

3 表面张力对胶水性能影响

复合油墨在印刷过程中，根据产品要求，需要印刷不同底材，并且在印刷后，需要用胶水进行复合，特别是水胶，在复合过程中，因为胶水厂家不同，生产工艺不同，复合结果也可能不尽相同，我们就此问题展开研究，结果如下所示:

3.1不同厂家胶水差异

目前，因为在印刷过程中，水胶占据一定的比例，我们以此为研究对象，用SITA表面张力仪对客户所用水胶进行测试，不同厂家水胶的动态表面张力数据如下所示：

     图1 不同厂家水胶动态表面张力示意图

Fig.1 Dynamic surface tension diagram of water glue from different manufacturers

从图中可知:（1）水胶厂家不同，水胶动态表面张力也不同；（2）水胶在应用过程中，需要和印刷油墨进行匹配性测试，只有这样，我们所得到复合产品在外观、性能等方面符合所需要求。

3.2同一厂家水胶动态表面张力研究

我们选取双强水胶测试研究：（1）不同助剂添加量不同，（2）同一助剂不同添加量，（3）对胶水剪切速率进行研究，分别来研究对水胶的动态表面张力产生的影响，结果如下所示：

3.2.1 不同助剂不同添加量

图2 助剂A不同添加量动态表面张力示意图

Fig.2 Dynamic surface tension diagram with different addition of additive A

图3 助剂B不同添加量动态表面张力示意图

     Fig.3 Dynamic surface tension diagram with different addition of additive B

图4 助剂C不同添加量动态表面张力示意图

    Fig.4 Dynamic surface tension diagram with different addition of additive C

从图2、图3、图4，我们可知（1）同一助剂，添加量不同，对双强水胶的动态表面张力影响也不同；（2）同一助剂，随着添加量的增加，对水胶动态表面张力影响原来越小。

3.2.2 不同助剂同一添加量

   图5 不同助剂同一添加量（0.6 %）动态表面张力示意图

   Fig.5 Dynamic surface tension diagram with the same amount(0.6%) of different additives

从图5可知：（1）不同助剂同一添加量对水胶的动态表面张力在气泡寿命时间较小时，影响相对较大；（2）随着气泡寿命时间增长在200 ms--1000 ms左右，影响上差异变小；当气泡寿命时间大于1000 ms，影响差异就相对较大。

3.2.3 同一助剂不同添加量剪切速率

我们使用马尔文Kinexus旋转流变仪对双强胶水在同一助剂不同添加量情况的下的剪切速率进行测试，其结果如下图所示:

图6 助剂A不同添加量剪切速率示意图

   Fig.6 Shear rate  diagram with different addition of additives A

从图6可知：双强水胶在助剂A添加量不超过0.4 %时，水胶的剪切速率变化相对较小，超过0.4 %时，剪切速率变化相对较大，说明助剂添加到一定量后对水胶的性能会产生较大影响。

4 结 语

通过研究表明：（1）叠色前后油墨动态表面张力相近时，叠色效果最好；（2）不同厂家水胶动态表面张力不同，导致水胶在应用时，油墨和水胶需要匹配性良好；（3）水胶添加助剂不同，对水胶动态表面张力影响也不同；（4）水胶添加助剂时，需要选取合适添加量，此时即可改变水胶的动态表面张力，又不影响水胶的性能。随着我们对表面张力的深入研究，我们要合理应用此方面知识，可快速有效地解决问题，保证印刷质量，减少生产成本，获得最大的效益。

作者简介：王俊超 1987年8月9日 男 河南省汝州市 汉族 硕士研究生 工艺研究工程师 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 研究方向: 高分子材料方向