水性油墨的pH值测试

2007/8/10 15:04:24

水溶液可分解为等量的氢离子和氢氧根离子，这些离子的数量非常少，但它们可以决定水溶液的pH值。水温是25 摄氏度时，氢离子[更准确的说法是水合氢离子（H3O+）]的数量是10-7 摩尔/升，此时pH值为-log [H3O+] 的浓度。　　水温是25 摄氏度时，pH值为-log 10-7 或 7。如果水合氢离子的数量再多一些，水溶液呈酸性，如果水合氢离子的浓度小于10-7 摩尔/升，水溶液呈碱性。　　水性油墨的许多成分都会影响到其pH值大小。例如，普遍用于水性油墨中的丙烯酸树脂呈酸性。这类物质在水中并不溶，但加入一些碱性物质后，就变得可溶了。　　当这些酸性树脂溶解在碱性溶液中时，它们发生中合反应生成可溶解性盐。而溶解度取决于pH值的大小。如果pH值降低了，树脂会变得不太容易溶解，还可能在溶液中被分离出来。色素本身是不溶的，但溶液的pH值大小对它也有影响，通过粒子间同性相斥可以提高色素的稳定性。由于许多色素本身就是盐类物质，对它们进行pH值相容性的测试就显得十分必要了。　　同样地，人们也可以选择在碱性条件下状态更稳定的树脂乳液，大多数水性油墨使用氢氧化铵和挥发性胺来控制和保持油墨的碱性。由于该类物质属于易挥发性物质，人们也常常使用其它一些碱性添加剂或缓冲液来帮助保持油墨的pH值。　　实际上，油墨的所有成分都必须经过测试，以使油墨的pH值使用范围达到最佳状态。　　大多数水性油墨的pH值处于8-9.5之间（呈碱性）。由于氢氧化铵极易挥发，所以如果不采取一些适当的方法加以控制的话，油墨的pH值就会降低，那么油墨的粘性就会增大，堆积在印刷板上，产生令人不悦的泡沫。此外，氢氧化铵的大量使用也会产生很刺鼻的氨水气味　　由于pH值降低而引发问题是经常发生的事。pH值降低，油墨粘性增大，印刷效果变差。柔印版上的油墨过早烘干，从而造成印刷品边缘不整洁或有污点，而“脏打印”就是专门用来形容该类印刷的一个名词。　　几年前，伊士曼化工有限公司（Eastek/Eastman Chemical）推出了一种新型水性油墨，该油墨可以在中性条件下使用。这项技术是基于一种可以分离在水中的磺化聚酯类物质而产生的。　　由于树脂在碱性溶液中是可溶的，它们可以被配制在近似于中性的油墨中。而这些磺化聚酯类物质实际上就是树脂的分离物，通常粘性较差。尽管这项技术有众多优点，其本身仍有一些局限性。在传统水性油墨市场上它只有很小的突破。　　目前，油墨配制师们正努力把低Ph值条件下使用的油墨发展为可在中性条件下使用的油墨。而含有少量酸类物质和挥发性有机化合物的新型树脂黏合剂也正在被研制开发。这些油墨和高Ph值的丙烯酸类物质很相似，但是可以配制含有少量酸类物质的树脂。　　使用低pH值的油墨来平衡印刷品的防水性是一个棘手的问题。尽管使用了树脂黏合剂，实质上也就是减少了铵的使用量，这些油墨仍必须具有相同的粘性和防水性。这些新型的中性水性油墨在碱溶液中要可溶，而且可以在低的pH值范围内广泛应用于各种领域。　　我们的目标是印刷过程中使用油墨时无需再调整pH值。另一个好处就是印刷机工作时只产生少量的泡沫，而且印刷机的清洗更加简便。　　减轻印刷时的氨水气味，提高印刷机的稳定性及印刷效果是推动人们研制中性油墨的直接动力。作者 Richard M. Podhajny博士

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