如何防止水性油墨在高速印刷过程中产生泡沫？

水性油墨在柔性版印刷和凹版印刷领域都被广泛应用，不仅挥发性有机化合物（VOCs）排放极低，还能有效降低火灾隐患，满足可持续发展需求。
 
在高速印刷的时候，油墨泡沫问题是高效生产与优质印刷质量的一大阻碍。高速运转的印刷设备使油墨在短时间内经历剧烈的机械运动，由此产生的泡沫不仅影响印刷效果，还可能降低生产效率、增加成本，因此，深入探究水性油墨泡沫产生的原因并制定有效预防策略，对行业发展至关重要。​
 
水性油墨产生泡沫的原因​
机械因素​
在高速印刷设备中，高速运转的印刷滚筒与油墨频繁接触、分离，油墨在滚筒表面快速铺展与刮除的过程，也会引入大量空气。在柔印机中，网纹辊以每分钟数百转的速度转动，油墨在网穴与承印物之间的快速转移，极易导致空气混入，从而形成泡沫核。
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化学因素​
水性油墨为了实现良好的润湿、分散和流平性能，通常会添加各类表面活性剂和润湿剂。这些物质能够显著降低油墨的表面张力，使油墨更好地在承印物表面铺展。低表面张力的特性也使得空气更容易在油墨中形成气泡。
 
以烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂为例，它在降低表面张力的同时，会在气泡表面形成一层较为坚固的液膜，阻碍气泡的合并与破灭，进而导致泡沫积聚。​
 
设备系统因素​
油墨循环系统的设计与运行状态对泡沫产生影响显著。油墨在回流管道中，如果管径突变、弯道过多，或者回流速度过快，都会引发油墨的剧烈湍流，促使空气混入。例如，一些老旧的印刷设备，油墨槽没有设置导流板或挡板，油墨在回流时直接冲击槽底，形成大量泡沫。​
 
环境与参数因素​
温度和 pH 值对水性油墨的泡沫稳定性有着重要影响。温度升高时，油墨的表面张力降低，气泡膜的强度减弱，原本稳定的泡沫更容易破裂；高温会加速油墨中溶剂的挥发，使油墨黏度发生变化，空气更容易被卷入形成新的气泡。
 
pH 值方面，水性油墨中的树脂等成分对 pH 值较为敏感，但当 pH 值过低时，树脂会发生凝聚，导致油墨体系不稳定，泡沫增多。​
 
泡沫对印刷质量的负面影响​
印刷缺陷​
泡沫的存在会在印刷品表面形成针孔和斑点等缺陷，影响图案的完整性和美观度。在印刷中，泡沫还会导致油墨分布不均匀，出现局部颜色浅淡的现象，即 “发花” 或 “晕染”，严重降低印刷品的视觉效果。
 
油墨转移问题​
在凹版印刷中，气泡会占据网穴空间，使网穴内的油墨填充量不足，从而在印刷时出现墨量不足、图案模糊的情况。在柔性版印刷中，泡沫会影响油墨在印版和承印物之间的转移效率，造成印刷品颜色深浅不一，无法满足印刷质量标准。​
 
生产效率与成本增加​
泡沫过多会导致印刷设备频繁停机清理。为防止泡沫溢出污染设备和印刷品，操作人员需要定期停机处理油墨槽中的泡沫，这不仅延长了生产周期，还增加了人工成本。


 
防止泡沫产生的实用解决方案​
优化油墨配方​
使用低泡表面活性剂：选择具有特殊分子结构的低泡或无泡表面活性剂，如嵌段聚醚类表面活性剂，这类表面活性剂在降低表面张力的同时，能够有效抑制泡沫的产生。​
 
平衡表面张力和黏度：通过调整油墨配方，使表面张力和黏度达到最佳平衡状态。适当提高油墨的黏度可以增加气泡膜的排水速度，促使气泡破裂；在实际生产中，可以通过添加流变改性剂来调节油墨的黏度和触变性，同时结合表面活性剂优化油墨的整体性能。​
 
选择合适的消泡剂​

1. 消泡剂类型对比：常见的消泡剂主要有硅酮类和矿物油类。硅酮类消泡剂具有高效的消泡能力，能够快速降低泡沫的表面张力，使其迅速破裂。矿物油类消泡剂则相对温和，兼容性较好，不易产生副作用，但消泡效率可能略低于硅酮类消泡剂。

2. 剂量与兼容性测试：消泡剂的添加剂量需要通过严格的实验测试确定。剂量过低，无法达到理想的消泡效果；剂量过高，则可能影响油墨的其他性能，如光泽度、干燥速度等。在添加消泡剂之前，必须进行兼容性测试，确保消泡剂与油墨中的树脂、添加剂等成分不发生化学反应，不会对油墨的稳定性和印刷适性造成负面影响。​

3. 添加时机与方法：消泡剂的添加时机和方法对其效果也有重要影响。预混合添加是将消泡剂预先与油墨充分混合均匀，这种方法适用于对消泡效果要求较高且油墨批量生产的情况。

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维持理想的运行条件​

1. 控制油墨温度：水性油墨的理想工作温度在 20 - 25℃之间。通过安装温度传感器实时监测油墨温度，并配备冷却或加热装置，根据温度变化自动调节，确保油墨温度稳定。​

2. 定期监测 pH 值：定期对油墨的 pH 值进行检测，确保其在合适的范围内。对于大多数水性油墨，pH 值通常保持在 8 - 9.5 之间。当 pH 值偏离正常范围时，及时添加 pH 调节剂进行调整。​

3. 设置合适的搅拌速度：合理调整油墨搅拌速度，避免因搅拌过快引入过多空气。在油墨静置消泡阶段，应停止搅拌，让泡沫自然破裂，提高消泡效果。​

 
 

水性油墨在高速印刷过程中的泡沫问题虽然复杂，但通过科学合理地设计油墨配方、选择合适的消泡剂、优化印刷设备配置以及维持理想的运行条件，完全可以实现对泡沫的有效控制。
中之星的水性油墨系统便是成功的典范，其运用先进的低泡技术，对油墨配方和生产工艺进行了全面优化，能够在高速印刷环境下保持良好的稳定性，有效减少泡沫的产生，为客户提供高质量、高效率的印刷解决方案。