PTFE是一種常見的含氟聚合物，用于廣泛的行業，它具有許多理想的特性，包括出色的耐化學性、低摩擦系數、良好的耐熱性和耐低溫性以及增強的表面耐久性。這些特性使其在涂料工業中特別有用，例如用于罐頭、卷材和圖形印刷藝術。具體而言，使用PTFE顆粒產生的表面紋理可進一步促進這些所需的性能發揮，這通常稱為“疊加/輪動”效應。
（左）“疊加/輪動”效應圖示,（右）“疊加/輪動”效應SEM圖
由于輻照是制造PTFE的常見生產工藝，用于油墨行業的小粒徑PTFE，其生產的輻照工藝會產生PFOA，所以最近關于PFOA的法規影響了PTFE的使用。因此，傳統的PTFE將會需要選擇低PFOA含量的PTFE或非PTFE替代品，如新的低PFOA含量PVDF樹脂或是不含PVDF的樹脂。
在這種新的監管環境下，油墨配方設計師和制造商需要準備好調整他們的油墨技術，以符合監管的要求。歐盟立法要求所有制造商的任何產品生產過程以及最終投放市場的產品，PFOA含量都不得超過25ppb。
蠟添加劑（表面改性劑）在含PTFE或以無PTFE的低含量PFOA 替代品替代傳統PTFE方面發揮著重要作用，它能夠以多種方式應對從客戶產品中減少或去除PFOA的技術挑戰。而無PTFE的表面改性劑是與PTFE功能相似的新型替代原材料開發的。
本論文的目的是提供可以摻入油墨配方中的蠟添加劑，作為目前在這種配方中使用的PTFE基蠟的替代品.
材料與印刷
◆ 材料
Leneta 公司（美國）的Leneta 3NT-31 光面涂層書本印刷油墨牽伸片材，直接原樣使用。Helio Beit 公司（德國）的藍色顏料濃縮物，也不做任何變動，直接原樣使用。苯乙烯丙烯酸樹脂的水基分散體購自路博潤公司（中國）。苯乙烯丙烯酸的水基分散體被稱為油墨“載體”，是一種柔軟、有彈性的成膜聚合物，干燥后會形成實際的油墨薄膜，用作顏料和粘合劑的載體，以將顏料固定到印刷基材表面。
◆ 蠟添加劑和加入方式
對四種不同的蠟進行評估。通過逐滴添加的方式將定量的蠟添加到油墨配方中，同時在室溫下連續攪拌10分鐘?；诳偱浞街亓?，蠟的添加量為2%。表1 顯示了所用蠟的特性和物理特性。參考樣品是PTFE基的蠟添加劑，并用作基準（參考文獻）。樣品 1、樣品 2 和樣品 3 是無PTFE的蠟添加劑。對照樣品是不含蠟的油墨配方。
◆ 印刷準備
用于這些研究的印刷油墨薄膜是使用Weller Flexi-Proofer在Leneta 3NT-31 背面手工印制油墨。Flexi-Proofer 由與雕刻網紋傳墨金屬輥接觸的橡膠輥組成。將幾滴油墨放置在兩個輥之間，然后使用簡單的牽伸（包括在薄膜上滾動涂有油墨的網紋輥）在紙上進行印刷。干膜厚度為5μm。水基樣品在室溫下干燥至少 24 小時。
實驗步驟
為了確定這些蠟的效果，分析了耐摩擦性、光澤度和油墨與無PTFE的蠟之間的摩擦系數。測試遵循行業用于評估油墨系統印刷性能的標準測試方法。所有測試均在室溫和50%相對濕度下進行。
◆ 光澤度分析
光澤度與承印物、油墨配方和墨膜平滑度有關。為了測試印刷品的光澤度，使用了德國BYK 的Micro-Tri-Gloss光澤度計，光澤度測試分別在60°和85°的光反射角下進行。數據收集在印刷油墨薄膜區域的三個不同位置進行，平均值作為光澤度的最終值報告。
◆ 摩擦系數
摩擦系數 (COF) 測量是描述材料表面粗糙度的比率。采用Param MXD-02進行COF測量。該測試儀的設計符合ISO 8295-198標準。測量的所有測試條件均遵循ISO標準。結果顯示標準中規定的靜態COF和動態COF。Sutherland 2000 摩擦測試儀和重達1.82kg的測試塊用于測定印刷樣品的耐摩擦性。印刷樣品在未印刷的白色紙上以受控的速度來回摩擦30個循環，總共相當于60次摩擦。使用白色未印刷的紙是為了清楚?地觀察墨水轉移情況。完成后，目視檢查樣品以確定油墨轉移情況。
結果與討論
光澤度是印刷油墨中的一個重要參數，因為光澤度會影響印刷質量，印刷質量好意味著可以提供更好的整體顏色深度。圖1顯示了光澤度計在60°和85°下測量的光澤度結果。結果表明，所有油墨配方加蠟后在 60°下的光澤度值是相當的。與不含蠟的油墨配方（對照配方）和其他樣品相比，使用蠟樣品3制備的油墨配方在60°和85°下保光性略高。這歸因于墨膜的表面光滑度高。這些發現還表明，無PTFE的蠟替代品在提高印刷油墨的保光性方面非常有效。
◆ 摩擦系數COF
紙和膜包裝的COF是印刷油墨過程中的一個重要參數?？刂艭OF能夠有助于加工商優化性能并避免成型、運輸和存儲包裝中的問題。
含PTFE蠟的油墨配方與含有無PTFE基蠟的油墨配方和對照配方的COF結果如圖2所示，實驗還比較了靜態COF和動態COF的值。數據清楚地表明含蠟配方的靜態和動態COF值均有所降低，這表明薄膜滑爽性良好。此外，含有無PTFE基蠟的配方顯示出了與含PTFE蠟配方相當的結果。
◆ 耐摩擦性測量
在一系列摩擦測試之后，測評估樣品在白色未印刷紙上的轉移油墨量。視覺評分等級為1至10，其中1為高度油墨轉移（1=非常差），10為無油墨轉移（10=極好）。
圖3所示的耐摩擦性目視檢查確定的結果表明，與不含蠟的對照配方相比，含有蠟的樣品表現出改進的耐摩擦性。
圖4是耐摩擦性能測試結果的圖像。從圖像中我們可以看到，只有在沒有蠟的油墨配方中，油墨在白色未印刷紙上的轉移非常強烈，這表明油墨對擦掉過程的抵抗力不足。包含蠟的油墨配方顯示出輕微的油墨轉移，表明其具有高耐摩擦性。使用無PTFE新型蠟添加劑提高的耐摩擦性可能是機械性能改善的結果。
此外，從圖3和圖4可以看出，無PTFE的蠟在提高油墨配方的耐摩擦性方面與市售的含PTFE的蠟一樣有效。
結論
當用作含PTFE蠟的替代品時，無PTFE的蠟具有許多優點。當這些蠟被加入到油墨配方中時，它不僅提高了保光性，而且降低了摩擦系數和耐摩擦性。結果表明，這些無PTFE的添加劑有可能被當作PTFE基產品的替代品。
