용제형 그라비어 잉크의 특성과 인쇄와의 관계
용제형 그라비어 인쇄 잉크는 안료, 수지, 첨가제 및 다량의 용제로 구성되어 잉크가 비교적 묽습니다. 용제형 그라비어 잉크의 건조 과정은 휘발성이므로 종이, 필름, 알루미늄 호일 및 기타 소재에 인쇄하기에 적합합니다. 그라비어 인쇄기는 고속으로 작동하고 잉크층을 두껍게 형성하므로 요변성, 유동성, 점도, 건조 속도와 같은 잉크 특성이 인쇄 품질에 미치는 영향을 이해하는 것이 필수적입니다. 이 지식은 인쇄물의 품질을 향상시키는 데 중요합니다.
요변성
요변성은 외부 힘의 영향으로 잉크의 유동 특성이 변화하는 것을 말합니다. 구체적으로는 현탁액이나 분산액이 교반하면 묽어지고, 가만히 두면 다시 걸쭉해지는 현상입니다.
일반적으로 고품질 잉크는 요변성이 낮아 특별한 처리 없이 인쇄기에서 직접 사용할 수 있습니다. 그러나 요변성이 없는 잉크는 침전이 발생하기 쉬워 이상적이지 않습니다. 일반적으로 흰색, 노란색, 청록색 잉크는 요변성이 낮고, 마젠타색과 검은색 잉크는 요변성이 높습니다.
잉크의 요변성은 다음 요인의 영향을 받습니다:
1. 안료의 특성: 예를 들어 오존으로 처리한 카본 블랙 안료는 처리하지 않은 것보다 요변성이 현저히 낮습니다.
2. 안료 입자 크기: 안료 입자가 작을수록 요변성이 낮고, 입자가 클수록 요변성이 높습니다.
3. 안료의 양: 안료의 양이 많으면 안료 분자 간에 응집이 발생하여 요변성이 증가할 수 있습니다.
4. 수지의 분자량: 분자량이 높은 수지를 사용하지만 n-헵탄 값이 낮은 잉크는 요변성이 높은 경향이 있으며, 그 반대도 마찬가지입니다.
5. 안료의 습윤성: 안료의 습윤성이 좋은 잉크는 일반적으로 요변성이 낮습니다. 일부 잉크 제조사는 검은색 잉크 생산 시 안료를 미리 분산시켜 습윤성을 개선하고 요변성을 낮춥니다.
용제형 그라비어 인쇄 잉크에는 적절한 수준의 요변성이 필요합니다. 요변성이 너무 높으면 잉크의 레벨링이 나빠지고 점도 제어에 문제가 생기며, 얼룩이나 오렌지 필과 같은 인쇄 결함이 발생할 수 있습니다. 요변성이 너무 낮으면 도트 게인이 증가하여 텍스트와 선이 두껍게 보일 수 있습니다.
유동성
용제형 그라비어 인쇄 잉크의 유동성은 상대 밀도, 점도, 요변성, 응집력 등의 요인이 종합적으로 반영된 결과입니다. 최적의 유동성을 얻으려면 잉크가 적절한 점도, 좋은 안료 습윤성, 균형 잡힌 안료 농도를 가져야 하며 요변성을 최소화해야 합니다.
잉크의 유동성을 테스트할 때는 #4 또는 Zahn #3 컵을 사용하여 유동 시간을 측정하는 것 외에도 컵 벽에 남은 잉크의 양과 흘러나온 양의 비율도 중요합니다. 점도가 고정된 상태에서 남은 잉크와 흘러나온 잉크의 비율이 작을수록 유동성이 좋습니다.
잉크의 유동성이 나쁘면 잉크 전사가 고르지 않거나 인쇄 결함과 같은 문제가 발생할 가능성이 높습니다.
점도
용제형 그라비어 잉크의 점도는 유동성과 밀접한 관계가 있으며, 올바른 점도를 유지하는 것이 효과적인 잉크 전이를 보장하는 핵심입니다. 수지 종류, 잉크 접착력, 인쇄 속도, 압력, 피인쇄체 재질, 환경 조건 등 여러 요인이 잉크 전이에 영향을 미치지만, 점도는 여전히 중요한 요인입니다. 점도와 전이율의 관계는 아래 그림과 같습니다.
용제형 그라비어 잉크의 점도에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다.
1. 수지 용액의 점도: 수지 점도가 높으면 잉크 점도가 상승하고, 반대의 경우 낮아집니다.
2. 안료와 수지의 상용성: 안료가 수지와 반응하여 응집을 일으키면 잉크의 점도가 상승합니다.
3. 용제와 분산제의 상용성: 용제가 분산제를 임의 비율로 희석하면 잉크의 점도가 낮아집니다.
4. 온도: 온도가 낮으면 잉크 점도가 상승하고, 온도가 높으면 낮아집니다.
용제형 그라비어 잉크의 점도가 낮으면 핀홀, 색상 피복 불균일, 거친 얼룩, 접착 불량 등의 문제가 발생하여 인쇄 결함으로 이어질 수 있습니다. 매끄러운 표면에서는 잉크 접착력이 약해질 수 있고, 종이 피인쇄체에서는 가루 날림이나 벗겨짐이 발생할 수 있습니다.
반대로 점도가 높으면 긁힘, 색 번짐, 판 번짐, “오렌지 필” 결함 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
결론
용제형 그라비어 인쇄 잉크를 설계하고 생산할 때는 원하는 초기 점도를 얻기 위해 상용성 있는 안료, 수지, 용제를 선택하는 것이 중요합니다. 인쇄사는 원 잉크 제조사가 공급하는 적절한 용제 블렌드를 사용하여 잉크를 인쇄에 적합한 최적의 “작업 점도”로 조정해야 합니다. 이렇게 해야 높은 품질의 인쇄 결과를 얻을 수 있습니다.
또한 잉크 점도는 인쇄 속도에도 영향을 받습니다. 일반적으로 인쇄 속도가 빠를수록 최적의 잉크 전이를 위해 더 낮은 잉크 점도가 필요합니다.
용제형 그라비어 인쇄 잉크는 휘발성 잉크로, 습윤 잉크 피막에서 용제가 증발하면 액체에서 고체로 전환됩니다. 용제가 증발하는 속도는 잉크의 건조 속도에 직접 영향을 줍니다.
용제형 그라비어 인쇄 잉크를 설계하고 제조할 때는 건조 요구 조건을 충족하기 위해 중비점, 저비점, 고비점 용제를 혼합하여 선택하는 것이 일반적입니다. 수지 선택이 잘못되었거나 연화점이 낮거나 수지의 용제 방출이 나쁘거나 고비점 용제가 과다하면 용제 증발이 느려져 경화된 잉크 피막에 잔류 용제가 남을 수 있습니다.
용제형 그라비어 인쇄 잉크를 배합할 때는 일반적으로 수지를 먼저 선택한 다음 용제를 선택합니다. 용해 대상 물질과 용해도 파라미터가 유사한 용제는 더 쉽게 용해되고 더 빠르게 증발하는 경향이 있습니다. 그러나 안료가 존재하면 용제 증발 속도가 낮아지며, 특히 안료 입자가 클 때 그러합니다.
또한 주변 온도가 높거나 상대 습도가 낮거나 공기 순환이 빠른 등의 환경 요인은 용제의 증발 속도를 높입니다.
건조가 부적절하여 발생하는 일반적인 인쇄 문제는 다음과 같습니다.
1. 특정 인쇄 속도에서 잉크가 너무 빨리 건조하면 판 번짐, 긁힘, 잉크 백화, 광택 불량, 평활도 문제가 발생할 수 있습니다.
2. 다색 인쇄에서 건조가 느리면 다음 인쇄 스테이션에서 롤러 부착이나 잉크 번짐이 발생하여 인쇄 결함이 생길 수 있습니다.
잉크 내 용제의 증발 속도는 비점, 증기압, 증발 잠열뿐 아니라 인쇄 환경 온도, 상대 습도, 기류, 잉크층 두께 등의 요인에도 좌우됩니다. 따라서 잉크 용제의 증발 속도는 다양한 조건에 따라 조정해야 합니다.
일반적인 생산 조건에서 잉크가 너무 빨리 건조하면 완건제를 첨가하고, 잉크가 너무 느리게 건조하면 속건제를 사용해야 합니다. 가능하면 인쇄 환경을 18-25°C로 유지하고 상대 습도를 65% 이하로 관리하여 잉크 성능을 안정화해야 합니다.