Disenyo, Pagbuo at Paggalugad ng Purong Gulay na NON-VOC Offset Printing Ink
Habang dumarami ang mga kinakailangan sa pangangalaga sa kapaligiran ng mga bansa sa buong mundo, ang industriya ng pag-print at mga gumagamit ng mga naka-print na produkto ay naglagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa pagganap ng kapaligiran ng mga naka-print na produkto. Sa kasong ito, ang orihinal na mineral oil system na offset printing ink ay papalitan ng bago at higit na environment friendly na mga inks dahil sa mataas na VOC emissions nito at maraming problema sa printing adaptability. Upang sakupin ang merkado ng mga environmentally friendly na mga tinta, ang mga pangunahing tagagawa ng tinta sa iba't ibang bansa sa buong mundo ay nagpataas ng kanilang mga pagsisikap sa pagsasaliksik at pagpapaunlad sa mga environmentally friendly na mga tinta at sunud-sunod na inilunsad ang kanilang mga produktong pangkalikasan. Ang pagbuo ng mga environmentally friendly na mga tinta ay samakatuwid ay nagpakita ng isang mas mabilis na trend ng pag-unlad kaysa sa dati. Mula sa tradisyonal na mga tinta batay sa mineral na langis hanggang sa soybean oil inks, at pagkatapos ay sa 100% purong vegetable oil inks, ang mga offset printing ink ay umuunlad sa direksyon ng mataas na teknolohiyang nilalaman, mataas na nilalaman ng langis ng gulay, at napakababang paglabas ng VoC. Ang mga purong tinta ng langis ng gulay ay nagiging mainam na kapalit para sa tradisyonal na mga tinta ng langis ng mineral sa kanilang mahusay na pagganap sa kapaligiran at mahusay na kakayahang umangkop sa pag-print. Ngunit sa ngayon, kabilang sa mga pangunahing tagagawa ng tinta sa mundo, iilan lamang sa malalaking tagagawa ng tinta tulad ng DIC at TOYO sa Japan, Sunchemical sa United States, Ceres sa China ang nakabisado ang teknolohiya ng produksyon ng purong vegetable oil inks, habang karamihan sa iba pa ay nasa soy bean offset ink stage.
Ang umiiral na mga produktong pangkalikasan sa industriya ng tinta ng aking bansa ay dalawang uri lamang: walang aromatic na tinta at tinta ng soy bean offset, habang nagsisimula pa lang ang ikatlong uri ng tinta na NON-VOC. Bilang karagdagan, ang karamihan sa mga soy bean offset inks na ibinigay ng mga Chinese ink manufacturer ay angkop lamang para sa pag-print sa ilang partikular na papel. Para sa mga papel na may mahinang pagsipsip at magaspang na ibabaw (tulad ng matte coated na papel, light coated na papel, wood grain na papel, atbp.), may mga problema tulad ng mahinang pagpapatuyo, madaling dumikit sa likod, at madaling dumi. Ang limitadong kakayahang umangkop sa papel ay nakaapekto sa karagdagang promosyon ng soy bean offset ink, na naglalagay ng soybean oil ink sa isang mahirap na posisyon sa merkado.
Ang dahilan dito ay ang langis ng toyo ay isang semi-drying na langis ng gulay, ang nilalaman ng dobleng bono sa mga molekula ng langis ng toyo ay medyo mababa, at ang aktibidad ng reaksyon ay mababa, ang reaksyon ng oksihenasyon ay nangyayari nang mabagal, at ang relatibong molekular na masa at dami ng molekular ng toyo Ang langis mismo ay mas malaki kaysa sa langis ng mineral, at ang bilis ng pagtagos sa papel ay medyo mababa, na nagreresulta sa mahinang pagpapatuyo ng tinta. Lalo na kapag ang halaga ng idinagdag sa tinta ay lumampas sa 20%, ang pagpapatuyo at pag-aayos ng tinta ay bumagal nang malaki, kaya ang kalidad ng soybean oil ink na kasalukuyang magagamit sa China ay hindi kasiya-siya. Sinusuri ng papel na ito ang proseso ng disenyo ng purong tinta ng langis ng gulay at ang mga problemang naranasan sa eksperimento, at nagmumungkahi ng mga kaukulang solusyon.
1.Mga Uri ng Eco-friendly na Inks
1.1 Tinta na walang aromatic
Gumagamit ang aromatic-free na tinta ng mineral na langis na inalis ang mga aromatic bilang solvent.
Ang mass fraction ng aromatics ay ≤1%, na binabawasan ang mga paglabas ng Voc upang makamit ang proteksyon sa kapaligiran. Gayunpaman, dahil kabilang ito sa sistema ng tinta ng mineral na langis, ang problema ng mahinang pagganap ng tinta ay umiiral pa rin.
1.2 Tinta ng langis ng toyo.
Ang tinta ng langis ng soybean ay nakakatugon sa mga kinakailangan ng American Soybean Oil Ink Association. Para sa offset sheet-fed ink, ang soybean oil mass fraction ay ≥20%, ngunit naglalaman pa rin ito ng ilang mineral na langis. Kahit na ang pangkalahatang mga katangian ng tinta ng tinta na ito ay mas mahusay kaysa sa tradisyonal na mineral na tinta ng langis, dahil ang soybean oil mismo ay isang semi-permeable vegetable oil, kapag ang nilalaman ay mataas, ang tinta ay magkakaroon ng mga problema tulad ng mabagal na pagkatuyo, madaling dumikit. likod, at madaling madumihan.
1.3 Purong tinta ng langis ng gulay
Ang tinta na ito ay tinatawag ding NON-VOC na tinta. Gumagamit ito ng 100% vegetable oil bilang solvent at hindi naglalaman ng mineral oil, kaya ang VOC emissions ay napakababa (≤1%). Ito ang pinaka-friendly na uri ng offset na tinta. Ang tinta ay may mahusay na pagganap, napakataas na pagtakpan, at mabilis na matuyo.
2 Pagsusuri ng mga karaniwang problema at solusyon
2.1 Problema sa pagpapatuyo
Ang paggamit ng langis ng toyo at pagpapatuyo ng langis ng gulay ay talagang malulutas ang problema ng mabagal na pagpapatuyo ng tinta ng langis ng toyo, ngunit kung paano pumili ng naaangkop na langis ng gulay ay ang susi sa paglutas ng problema. Pinipili ng maraming taga-disenyo ng tinta na gumamit ng langis ng linseed at langis ng toyo upang malutas ang problemang ito, ngunit ang epekto ng pagpapatayo ay hindi pa rin perpekto. Sinuri ng may-akda ang istraktura ng iba't ibang mga tuyong langis ng gulay at nagsagawa ng mga eksperimentong paghahambing at nalaman na ang epekto ng paggamit ng langis ng tung at langis ng toyo ay mas mahusay kaysa sa langis ng linseed at langis ng toyo. Ang pangunahing bahagi ng langis ng linseed ay linolenic acid [9,12,15-octadecadienoic acid, CH, (CH2CH =CH), (CH2), CO00H, molecular formula ay C: gH302]. Ang pangunahing bahagi ng langis ng tung ay ang elaeuric acid [9,11,13-octadecadienoic acid, CH, (CH2); (CH = CH);(CH2), CO00H, molecular formula ay C: gH02 din. Ang maginoo na paraan para sa pagsukat ng pagpapatuyo ng langis ng gulay sa industriya ng tinta ay upang sukatin ang halaga ng yodo ng langis ng gulay, at upang hatulan ang pagganap ng pagpapatuyo ng langis ng gulay sa laki ng halaga ng yodo. Ang tung oil acid at linolenic acid ay isomer ng isa't isa, at ang yodo value ng dalawa ay malapit, kaya mas maraming tao ang pumili ng linseed oil na may mababang presyo at bahagyang mas mataas ang iodine value bilang drying oil para gamitin sa soybean oil, ngunit huwag pansinin iyon ang halaga ng yodo ay maaari lamang makilala ang bilang ng mga dobleng bono sa molekula, ngunit hindi maaaring makilala ang posisyon at aktibidad ng reaksyon ng mga dobleng bono. Ang linolenic acid ay isang non-conjugated trienoic acid, habang ang tung oil acid ay isang conjugated trienoic acid. Ang aktibidad ng reaksyon ng tung oil acid sa hangin ay mas mataas kaysa sa linolenic acid. Kapag ang pagpapatuyo ng mga langis ng gulay ay natuyo sa hangin, ang mekanismo nito ay isang reaksyon ng self-oxidation. Pangunahing kasama sa reaksyon ng self-oxidation ang libreng radical reaction at chain reaction. Ang mga pangunahing hakbang ay tulad ng ipinapakita sa mga equation ng reaksyon (1) hanggang (4):
Yugto ng pagsisimula:
RH+X.一+R●+HX (1)
Bahagi ng paglilipat ng kadena (o paglago ng kadena):
R. +O2-→RO2● (2)
RO2"+RH- +RO2H+R ● (3)
RO2H-→RO. +0H.- +Mga produkto ng pagkasira ng oksihenasyon (4)
Pagkatapos ng yugto ng pagsisimula, ang nag-iisang electron sa libreng radikal ng eleostearic acid ay maaaring bumuo ng isang p-π conjugated system na may conjugated double bond, sa gayon ay lubos na binabawasan ang antas ng enerhiya ng reaksyon sa yugto ng pagsisimula, na ginagawang mas madaling mangyari ang reaksyon at pinabilis ang rate ng reaksyon ng oksihenasyon. Bilang karagdagan sa parehong reaksyon sa self-oxidation tulad ng linolenic acid, ang eleostearic acid ay mayroon ding sariling natatanging reaksyon sa pagpapatayo: reaksyon ng self-polymerization, ibig sabihin, reaksyon ng bono. Ang mga molekula ng langis ng Tung ay sasailalim sa polymerization reaction upang bumuo ng isang anim na miyembro o walong miyembro na hugis-singsing na istraktura ng macromolecular na network. Dahil ang eleostearic acid ay sumasailalim sa isang malaking bilang ng mga reaksyon ng self-polymerization, sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang pangangailangan ng oxygen para sa pagpapatuyo ng tung oil film ay 1/512 lamang ng linseed oil film. ]. Bilang karagdagan, dahil ang pagpapatayo ng tung oil acid ay pangunahing batay sa polymerization, ang produkto ng oksihenasyon na carboxylic acid na ginawa sa panahon ng proseso ng oksihenasyon ay mas mababa kaysa sa langis ng linseed, kaya ang ink film na gawa sa tung oil ay may mahusay na paglaban sa tubig at anti- ari-arian ng pagnanakaw. Para sa problema ng mahinang pagpapatayo, ang langis ng tung ay maaaring gamitin sa halip na langis ng linseed at pinagsama sa langis ng toyo upang magkaroon ng magandang katangian ng pagpapatuyo ang tinta. Ang ganitong uri ng tinta ay maaaring gamitin nang normal kahit na sa papel na may mahinang pagsipsip at magaspang na ibabaw, at maaari itong ilapat sa double-sided na pag-print at mabilis na pagpoproseso ng post-print, na lubos na nagpapabuti sa pagganap ng pagproseso ng post-print ng tinta at nakakatugon sa iba't ibang mga kinakailangan sa pag-print.
2.2 Lagkit ng tinta at labis na mga isyu sa lagkit
Kapag pinagsama ang langis ng gulay, kadalasang hindi magagamit ang binder dahil sa mataas na lagkit nito. Ito ay dahil ang langis ng gulay ay nagpo-polymerize sa sarili upang makabuo ng mga sangkap na may malaking kamag-anak na molekular na masa, na nagiging sanhi ng mabilis na pagtaas ng lagkit ng system, na hindi naaayon sa mataas na lagkit at mababang lagkit na kinakailangan ng perpektong binder. Para sa problema ng mataas na lagkit at mataas na lagkit, ang formula ay dapat na muling idisenyo upang naaangkop na mabawasan ang nilalaman ng resin at ang dami ng gelling agent na ginamit. Sa ganitong paraan, hindi lamang ang sistema ng binder ay maaaring gamitin nang normal, ngunit ang handa na binder ay may mahusay na pagganap, nakakatugon sa mga kinakailangan ng mataas na lagkit at mababang lagkit, at may mahusay na pagkabasa at pagpapatuyo ng mga katangian.
2.3 Tung oil gelling problema
Dahil ang tung oil ay naglalaman ng malaking halaga ng tung oil acid, ito ay sasailalim sa 1,4 karagdagan at 2,3 bonding ng diene system kapag pinainit. Habang tumataas ang temperatura, ito ay magiging gel at bubuo ng transparent solid colloidal substances. Sa aktwal na produksyon, kung hindi ito makokontrol ng mabuti, ito ay hahantong sa mas malubhang kahihinatnan at maging ang reactor ay masisira. Ang problema sa self-polymerization ng langis ng tung ay maaaring malutas sa pamamagitan ng makatwirang pagtatakda ng ratio ng langis ng toyo sa pagpapatuyo ng langis at pagkontrol sa naaangkop na temperatura ng pagpino at proseso ng materyal sa pagkonekta. Ang paulit-ulit na pag-verify ng mga eksperimento sa laboratoryo at produksyon ng workshop batch ay nagpapakita na ang problema sa gelation ay maaaring ganap na iwasan. Sa kasalukuyan, ang tinta na gawa sa purong vegetable oil system na ginawa ng DIC (Taiyuan) Ink Co., Ltd. ay opisyal na inilunsad sa merkado. Ito ay may malawak na hanay ng kakayahang umangkop sa papel at mahusay na kakayahang umangkop sa pag-print. Ang lahat ng mga pagtatanghal ay umabot sa antas ng mga na-import na katulad na mga produkto at mahusay na natanggap ng mga customer.
3 Mga Epekto
Bilang karagdagan sa mga halatang bentahe ng tinta na ginawa mula sa purong sistema ng langis ng gulay sa mga tuntunin ng proteksyon sa kapaligiran at kakayahang umangkop sa pag-print, mayroon din itong mga pakinabang sa paggawa ng tinta na hindi magagamit sa paggawa ng tradisyonal na sistema ng tinta ng langis ng mineral. Sa partikular, ito ay ipinapakita sa mga sumusunod na aspeto:
1) Ang purong sistema ng langis ng gulay ay may mahusay na solubility para sa phenolic resin, at medyo mababa ang mga kinakailangan sa temperatura kapag inihahanda ang binder. Binago nito ang tradisyonal na paraan ng produksyon ng mineral oil ink, na dapat tumaas ang temperatura ng paghahanda at pahabain ang oras ng paghahanda upang mapabuti ang pagganap ng basa. Isinasaalang-alang ang DIC (Taiyuan) Ink Co., Ltd. bilang isang halimbawa, pagkatapos gamitin ang purong sistema ng langis ng gulay, ang temperatura ng produksyon ay nabawasan mula sa orihinal na 240C hanggang 200C, at ang ikot ng produksyon ay lubhang nabawasan mula sa orihinal na 12 h/(batch ) ~15 h/(batch) hanggang 7 h/(batch) ~8 h/(batch). Ito lamang ang nakakatipid sa aming kumpanya ng humigit-kumulang 40% ng enerhiya at nakakatipid ng gas na gastos na 1.5 milyong yuan/a ~2 milyong yuan/a.
2) Dahil ang purong sistema ng langis ng gulay ay may mahusay na pagkabasa para sa mga pigment, ang binder na ginawa mula dito ay may mahusay na pagbuo ng kulay para sa mga pigment. Sa parehong nilalaman ng pigment, ang optical density (konsentrasyon ng kulay) ng tinta na ginawa mula sa purong sistema ng langis ng gulay ay 10% ~ 15% na mas mataas kaysa sa tinta na ginawa mula sa sistema ng mineral na langis. Sa madaling salita, nang hindi binabawasan ang konsentrasyon ng kulay, ang halaga ng pigment na ginamit sa tinta ay maaaring mabawasan, sa gayon ay lubos na binabawasan ang halaga ng pagbabalangkas ng tinta. Ito lamang ay nakakatipid sa aming kumpanya ng 500,000 yuan/a hanggang 800,000 yuan/a sa mga gastos sa pigment.
3) Ang mga tradisyunal na sistema ng langis ng mineral solvents ay naglalaman ng pabagu-bago ng isip na aromatic substance, na maglalabas ng malaking halaga ng pabagu-bago ng isip na mga organikong sangkap sa kapaligiran kapag pino sa mataas na temperatura. Halimbawa, ang inilabas na VoC ay kinikilala bilang isa sa mga pangunahing carcinogens. Dahil ang purong sistema ng langis ng gulay ay gumagamit ng 100% na langis ng gulay bilang isang solvent, ang punto ng kumukulo ng langis ng gulay ay mas mataas kaysa sa VOC, kaya ang paglabas ng VOC ay halos zero, na lubos na binabawasan ang pinsala sa kalusugan ng mga operator ng produksyon at sa kapaligiran. Bilang karagdagan, ang mababang-temperatura na pagpino ay mas ligtas para sa mga operator. Dahil ang flash point ng mineral oil ay 140 C ~ 180 C, at ang flash point ng refined vegetable oil ay 225 C ~ 330 C, ang mineral oil ay masusunog kung hindi ka mag-iingat sa panahon ng high-temperature na pagpino. Samakatuwid, kumpara sa mataas na temperatura na pagpino ng sistema ng langis ng mineral, ang mababang temperatura na pagpino ng sistema ng langis ng gulay ay mas ligtas.
4. Konklusyon
Mula sa pag-promote at pagbebenta ng purong mga produkto ng tinta ng langis ng gulay sa nakalipas na dalawang taon, ang pagganap ng purong tinta ng langis ng gulay ay matatag, at nakatiis ito sa pagsubok ng merkado at mga customer. Ang iba't ibang mga teknikal na tagapagpahiwatig ay umabot sa mga inaasahan sa disenyo, ang paglabas ng Voc ay ≤1%, ang kalidad ng produkto ay matatag, at ang teknikal na proseso ay nagiging mas mature. .
Samakatuwid, ang pagbuo ng purong vegetable oil na uri ng NON-VOC na tinta ay isang magandang paraan para sa domestic ink industry upang patuloy na mapabuti ang product added value at competitiveness sa ilalim ng mahigpit na kompetisyon. Bilang isang bagong puwersa sa mga offset na produkto ng tinta, tiyak na magkakaroon ito ng maliwanag na pag-asam sa merkado.
