多年来,苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物已成功地用作水基颜料分散剂的分散剂和柔版印刷油墨的转移添加剂。虽然使用SMA共聚物作为分散剂的研究已经有很好的文献记载,但还没有发现使用SMA共聚物作为油墨转移助剂的透彻分析。一般来说,SMA共聚物树脂有助于油墨从墨辊转移到网纹布,从网纹布转移到印版,以及从印版转移到承印物,同时最大限度地减少起雾和其他印刷缺陷。本文介绍了一种新的SMA共聚物衍生物——SMA®1550H -将与其他SMA添加剂和商业添加剂一起作为添加后的油墨转移辅助剂进行介绍和测试,以比较对印刷光密度的影响-油墨转移的定量测量。此外,将通过测量流变性和墨膜耐水性来监测转移助剂化学性质的影响。印刷质量和光密度(色彩强度)从一个实验室规模的哈珀幻影校对和一个商业18英寸窄卷筒柔版印刷机将被讨论。SMA 1550H的卓越性能将被展示出来。

柔版油墨转移-实验室和印刷试验

试验比较了SMA添加剂与市售油墨转移助剂。这些墨水在实验室规模的设备上进行了测试,然后在商用柔版印刷机上以1000英尺/分钟的速度运行,使用900行屏幕@ 12.5亿立方微米(BCM)。

将SMA添加剂与一种商业富马酸松香酯、几种商业苯乙烯- α甲基苯乙烯-丙烯酸三元聚合物和一种商业油墨转移助剂进行了比较。用30% DR-269 Lithol Rubine颜料和阴离子表面活性剂进行分散,然后用高光丙烯酸载体稀释,制成柔版油墨。通过测量和监测油墨粘度,确定油墨转移添加剂在室温和高温(60℃)下对油墨稳定性的影响。

印刷校样是用哈珀幻影校对机制作的,有750行屏幕@ 28亿厘米,以确定油墨的质量和可转移性。在每种油墨中分别添加5%、10%和15%的水,以进一步评估油墨转移性,并测试稀释对光学印刷密度的影响。理想情况下,最好的油墨转移添加剂即使进一步稀释,也能产生最高的光密度。

此外,还进行了油墨分辨率测试,以模拟印刷机在印刷过程中启动和停止的时间,以确保光密度保持不变。最后,制作了大量的青色、品红、黄色和黑色墨水,并在商业规模的柔版印刷机上进行测试,以生成商业规模的校样。

实验室研究

材料

SMA 2021H (a S:MA 2:1, Mw = 21,000 SMA树脂溶液)、1440H和SMA 1550H结构(如图1所示)与一种商业富马酸松香酯(180-200酸数)(FRE)、三种商业苯乙烯- α甲基苯乙烯丙烯酸三元聚合物(SAMSAA 1-3)结构(如图2所示)和一种商业油墨转移助剂进行了评估。油墨配方如表1所示。洋红色颜料是一种市售的Lithol Rubine 269,而丙烯酸树脂是市售的。

SMA油墨转移助剂的结构

图1:SMA油墨转移助剂的结构。

FRE和SAMSAA结构。一种商业油墨转移助剂也进行了测试

图2:FRE和SAMSAA结构。一种商业油墨转移助剂也进行了测试。

实验室研究油墨配方

表1:实验室研究油墨配方。

油墨和薄膜制备

分散体使用Eiger M100介质磨机,用0.6-0.8 mm钇涂层锆陶瓷珠和0.5 mm的筛网制备。将颜料分散至少6小时,以将颗粒减少到小于1.5微米,并通过Hegman仪和粒度分析仪进行监测。

印刷校样是用哈珀幻影校对机制作的,750线丝网@ 28亿厘米网纹,肖尔a硬度65硬度计,以确定油墨的质量和可转移性。

油墨性能

为研究该添加剂作为油墨转移添加剂的效果,对油墨粘度、显色率和墨膜耐水性进行了测定。

墨水粘度用布鲁克菲尔德粘度计测量,低压,转速范围,夹套气缸和珀尔蒂尔加热器。测量初始墨水、30天和热循环60ºC 48小时的粘度。

最终墨水薄膜的耐水性是通过在薄膜上放置水滴,用手表玻璃覆盖24小时,然后检查水点,看看薄膜外观是否发生任何变化来完成的。使用是/否量表(yes=best)来评估耐水性。

油墨分辨率的提高是指如果印刷过程中断,油墨的印刷效果如何。使用200线丝网@ 10亿厘米网纹,24英寸的样张在6点纸上用洋红色墨水制作。然后让网纹纸晾干,清洗橡皮辊。然后用新墨水重新载入网纹,制作出36英寸的印刷品。在24英寸和36英寸的印刷品上都测量了光密度,值应该在+/- 0.02以内才能通过。例如:品红第一印- 1.36,品红第二印干燥后= 1.34。这模拟了按下停止和重新启动。

在每种油墨中分别加入5%、10%和15%的水,测量光密度,以进一步评估油墨转移和测试稀释效果。理想情况下,最好的油墨转移添加剂在进一步用水稀释后造成的光密度下降最小。

结果

使用各种转移助剂的初始油墨粘度如图3所示。初始粘度都很低,在235-290 cP之间,在室温下陈化30天后,粘度轻微增加到275-375 cP,在60℃陈化48小时后,粘度变化更剧烈,在SMA 1550H, SMA 2021, FRE和商业油墨转移助剂中,粘度增加最小。添加samsaa1的油墨粘度从325 cP增加到510 cP,添加samsaa2的油墨粘度从300 cP增加到475 cP,添加samsaa3的油墨粘度从275 cP增加到410 cP,这表明丙烯酸三元聚合物的粘度稳定性可能不如SMA、fre基和商用油墨转移助剂。

油墨粘度稳定与各种转移助剂

图3:油墨粘度稳定与各种转移助剂。

墨水薄膜上的水阻是通过在薄膜上放置一滴水,用手表玻璃覆盖24小时,然后检查水点,看看薄膜外观是否发生变化来完成的。给出了是/否量表;防水或不防水的薄膜。结果如表2所示。SMA 1550H、SMA 1440H、SMA 2021H、SAMSAA1和商业油墨转移助剂均具有良好的耐水性。

油墨曝光24小时后耐水滴

表2:油墨曝光24小时后耐水滴。

对所有油墨进行了油墨溶解度测试,结果如表3所示。SMA 1550H、SMA 1440H、FRE、SAMSAA1和商业转移助剂具有较好的溶解性。

用各种转移助剂制成的油墨的分辨率

表3:用各种转移助剂制成的油墨的分辨率。

分别测量了5、10和15%水稀释油墨的光密度,结果如图4所示。SMA 1550H是唯一在所有稀释水平下都保持高光密度的添加剂。

使用各种转移辅助剂制成的Lithol Rubine 296油墨的光密度值

图4:使用各种转移辅助剂制成的Lithol Rubine 296油墨的光密度值。

图5中显示了来自哈珀幻影校对机的洋红色墨水的实验室打印照片,以及光学密度值。SMA 1550H的光密度最高,M = 1.45。

品红色实验室印刷品-光密度测量

图5:品红色实验室印刷品-光密度测量。

商务印书馆试用

大批量的CMYK油墨配方,如表4所示,由商业油墨制造商生产,油墨在商业柔版印刷机上印刷-窄幅水柔版,18英寸,STD 65硬度计板,杜邦Cyrel,印刷在6点涂层固体漂白硫酸盐板上。印刷机运行条件为1000英尺/分钟,印版和压印筒之间采用轻压,900线丝网@ 18亿厘米陶瓷网纹。

商用油墨配方

表4:商用油墨配方。

在标记上测量光学密度,并在图6中显示了来自含有SMA 1550H、SMA 1440H和SAMSAA 2的油墨的图像的标记照片以及光学密度值。

光密度压机试验注册标志

图6:光密度压机试验注册标志。

SMA 1550H在所有4种颜色(黄色、品红、青色和黑色)上的光密度值最高,相比之下,SMA 1440H的光密度值第二高,SAMSAA的光密度值最低。

结论

SMA树脂作为颜料分散剂和油墨转移助剂已有效使用多年。这项定量研究表明,SMA 1550H作为转移辅助剂表现异常出色。

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