油墨
- 中文名
- 油墨
- 外文名
- printing ink
- 用途
- 印刷
- 形状
- 黏性胶状流体
目录
油墨应该具有一定的流动性,并且满足各种印刷过程所要求的性质,能够在印品上迅速干燥,干燥后的墨膜应该具有相应的各种
油墨的种类很多,物理性质各不相同,有的很稠、很黏,有的去相当稀。它的成分可以分为三大部分:其中液体成分称为连结料:固体成分为色料(颜料或染料)以及各种助剂。不同的油墨其干燥方式也不同;不同印刷过程所使用的油墨不同;不同的承印物材料使用的油墨也不同。
油墨的分类。现代油墨按版型主要分为四大类:
1.凸版油墨。以凸版印刷方式印刷书刊、报纸、画册、单据、账簿等的一类油墨。凸版印刷的主要特征是印刷版面着墨部分凸出于非着墨部分。凸版油墨按印刷机种类和印制品的用途又分铅印油墨、铜版油墨、凸版轮转油墨、柔性凸版油墨。
2.平版油墨。适用于平版印刷的一类油墨。平版印刷的版面各部分基本上处于一个平面,图纹处亲油,非图纹处亲水,利用油水相斥的原理进行印刷,故平版油墨必须具备抗水性能。按工艺分为胶印油墨、卷筒纸胶印油墨、平胶印油墨、无水胶印油墨、印铁油墨、石印油墨、珂罗版油墨。
3.凹版油墨。适用凹版印刷的一类油墨。印刷时凹入于版面的图纹部分上墨,将非图纹部分的墨擦去或刮净,然后进行印刷。有雕刻凹版油墨和照相凹版油墨之分。
4.网孔版油墨。通过印版的网孔漏印到承印表面进行印刷的一类油墨。网孔版油墨又分为誊写油墨和丝网油墨。
油墨根据所使用的连结料的不同具有不同的性质。主要有树脂型油墨、溶剂型油墨、水性油墨和UV固化油墨。采用有机溶剂作为油墨连结料的,对环境会产生负面的影响。为使油墨符合环保要求,要采用环保型材料作为油墨的连结料。环保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。
1.水性油墨。水性油墨与溶剂型油墨的最大区别,在于其使用的溶剂是水而不是有机溶剂,明显减少VOC排放量,能防止大气污染,不影响人体健康,不易燃烧,墨性稳定,色彩鲜艳,不腐蚀版材,操作简单,价格便宜,印后附著力好,抗水性强,干燥迅速,故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品,是世界公认的环保型印刷材料,也是所有印刷油墨中唯一经美国食品药品协会认可的油墨。
2.紫外光固化油墨。紫外光固化(UV)油墨是指在紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫外光使油墨成膜和干燥的油墨。利用不同紫外光谱,可产生不同能量,将不同油墨连结料中的单体聚合成聚合物,所以UV油墨的色膜具有良好的机械和化学性能。UV油墨的主要优点有:(1)不用溶剂;(2)干燥速度快,耗能少;(3)光泽好,色彩鲜艳;(4)耐水、耐溶剂,耐磨性能好。UV油墨中光引发剂是一种易受光激发的化合物,在吸收光照后激发成自由基,能量转移给感光性分子或光交联剂,使UV墨发生光固化反应。UV墨已成为一种较成熟的油墨技术,其污染物排放几乎为零。除了不含溶剂,UV墨还有如不易糊版,网点清晰,墨色鲜艳光亮,耐化学性能优异,用量省等优点。
3.水性UV油墨。水性UV油墨是UV墨领域研究的新方向。普通UV墨中的预聚物黏度一般都很大,需加入活性稀释剂稀释。而使用的稀释剂丙烯酸酯类化合物具有不同程度的皮肤刺激性和毒性,因此在研制低黏度预聚物和低毒性活性稀释剂的同时,另一个发展方向是研究水性UV油墨,即以水和乙醇等作为稀释剂。水性UV墨已研制成功,并在一些印刷中获得应用。
此外,主要在柔印中发挥作用的醇溶性油墨也是一种公害甚小的油墨,主要应用于食品、药品、饮料、烟酒及与人体接触的日用品包装印刷等方面。
油墨制造工艺可分为搅拌预分散和研磨细分散两个阶段。前者将配好的颜料和连结料在容器内加以搅拌成浆状物;后者在搅拌的浆料中仍需再研磨细分散,以较大的机械压力和剪切力克服颜料的凝聚力,最终成为
包括
油墨的理化性质主要是指其密度、细度、透明度、光泽度、耐光性、耐热性以及耐酸、碱、水、溶剂(醇)性。
密度是指20℃时,单位体积油墨的重量。用g/cm3表示。油墨的密度决定于油墨中应用的原料的种类及其比例,并受外界温度的影响。油墨的密度与印刷工艺有着一定的关系。油墨的密度关系到印刷过程中油墨的用量。在相同的印刷条件下,密度大的油墨用量大于密度小的油墨。
油墨的密度过大,主要是因为油墨中颜料的密度大所致。在印刷过程中,由于连结料无法带动密度过大的颜料颗粒一起转移,使颜料等固体颗粒堆积在墨辊、印版、或橡皮布表面,形成堵版现象。特别是在高速印刷或油墨稀度较大时,使用密度大的油墨更容易出现这种现象。同时,密度大的油墨与密度小的油墨混合使用时,若二者差距过大,容易产生墨色分层现象。密度小的油墨上浮,密度大的下沉,使油墨表面的颜色偏向于密度小的油墨,底部油墨的颜色则偏向于密度大的油墨。一般情况下,印刷油墨的密度在1g/cm3到2.25g/cm3之间。
细度是指油墨中颜料、填充料等固体粉末在连结料中的分散的程度,又称分散度。它表明了油墨中固体颗粒的大小及颗粒在连结料中分布的均与程度。油墨的细度好表明固体粒子的细微,油墨中固体粒子的分布均匀。油墨的细度决定于连结料对颜料等固体的润湿程度及油墨搅拌、轧研后油墨的细度好。
油墨的细度关系到油墨的流变性、流动度及稳定性等印刷适性,是一项很重要的质量指标。油墨的细度差,颗粒粗,印刷中会引起堵版现象。在平版胶印和凹印中会引起毁坏印版和刮刀的现象。而且由于颜料的分散不均匀,油墨颜色的强度不能得到充分发挥,影响油墨的着色力及干燥后墨膜的光亮程度。
透明度是指油墨对入射光线产生折射(透射)的程度。印刷中透明度是指油墨均匀涂布成薄膜状时,能使承受物体的底色显现的程度。油墨的透明度低,不能使底色完全显现时,便会在一定程度上将底色遮盖,所以油墨的这种性能又称为遮盖力。油墨的透明度与遮盖力成反比关系,透明度用油墨完全遮盖某种底色时油墨层的厚度来表示,厚度越大,表明油墨的透明度越好、遮盖力越低。
透明度取决于油墨中颜料与连结料折射率的差值,并与颜料的分散度有关。颜料与连结料的折射率差值越小,颜料在连结料中的分散度越好,则油墨的透明度越高。
光泽度指印刷品表面的油墨干燥后,在光线照射下,向同一个方向集中反射光线的能力。光泽度高的油墨在印刷品上表现为亮度大。光泽度主要决定于油墨中连结料的种类及性质,油墨制造中炼制工艺的处理以及墨膜干燥后的平整程度。此外油墨的光泽度还受到油墨组成中颜料的性质,粒子的大小形状及分散度的影响;油墨的透性、流平性、干燥性等性能的影响;承印基材的影响等等。
耐光性是指油墨在日光灯照射下,颜色不发生变化的能力。油墨的耐光性表明了印刷品在光线照射下褪色或变色的程度。耐光性强的油墨印刷后虽经日光长期照射,但印刷品褪变色程度小;耐光性差的油墨其印刷品容易褪变色,甚至颜色会完全褪掉。在油墨的分级中,8级最不容易褪变色,耐光性最佳。油墨的耐光性主要取决于颜料。油墨的耐光性对印刷过程无影响,主要是关系到印刷品的使用过程。
耐热性是指油墨受热时颜色不发生变化的能力。耐热性强表明了印刷品被加热到较高的温度时,油墨不会产生变色现象。油墨的耐热性主要取决于颜料和连结料的种类及性能。有些颜料在加热时不但产生变色,甚至发生变化。
这项性能是指油墨在酸、碱、水、醇或其他溶剂的作用下,颜色及性能不发生变化的能力,又称为油墨的耐化学性或耐抗性。油墨的耐化学性强,在酸、碱等物质的作用下,颜色和油墨的性质不会发生变化。油墨的耐化学性是由颜料和连结料的种类及性能决定的,并与颜料和连结料结合的状态有关,与油墨的稳定性有关。
承印物、印刷油墨以及其它材料与印刷条件相匹配、适合于印刷作业的性能,叫做印刷适性。
油墨的印刷适性,指油墨与印刷条件相匹配,适合于印刷作业的性能。主要有黏度、粘着性、触变性、干燥性等。
油墨在流动中表现出来的内摩擦特性,叫做油墨的粘滞性,量度油墨粘滞性的物理量,叫做油墨的粘度。
油墨的粘度可以用粘度计来测量,常用的粘度计有平行板粘度计,旋转粘度计,拉雷粘度计等。
印刷机的速度愈快,要求油墨的流动性愈大,粘度愈小。
油墨的粘度,可以用调墨油或油墨稀释剂进行调整。
油墨从墨斗向墨辊、印版、(橡皮布)承印物表面转移时,油墨薄膜先是分裂,而后转移,墨膜在这一动态过程中表现出来的阻止墨膜破裂的能力,叫做油墨的粘着性。量度油墨粘着性的物理量,叫做油墨的Tack值。
油墨的Tack值可以用油墨粘着性仪来测量。
印刷过程中,如果油墨的粘着性和承印物的性能、印刷条件不匹配,则会发生纸张的掉粉、掉毛、油墨叠印不良、印刷版脏污等印刷故障。
油墨的粘着性,可以用撤粘剂或ZY油墨添加剂进行调整。
在一定的温度下,油墨经搅拌或施加机械外力后,流动性得到改善,粘度下降;静置后,流动性又变得不好,粘度上升,这种性质叫做油墨的触变性。
印刷过程中,如果油墨的触变性不良,则会发生“下墨不畅”,传墨不均匀,网点严重扩大等印刷故障。为了防止上述故障的发生,需用墨铲经常搅拌墨斗中的油墨或在墨斗中安装油墨搅拌器不时搅拌油墨。
油墨的干燥比较复杂,主要有以下三种形式。
渗透干燥。油墨中的连结料,有一部分渗透到承印物里,另一部分与颜料一起固着在承印物表面而干燥。高速卷筒纸印刷机使用的非热固性轮转油墨,一般以渗透干燥为主,主要印刷报纸、期刊。
氧化聚合干燥。油墨中的连结料和空气中的氧气发生聚合反应,在承印物表面成膜而干燥。胶印亮光树脂油墨,颜色鲜艳,光泽性好,主要以氧化聚合干燥为主,用于印刷高档精细的胶印产品。
挥发干燥。油墨中的部分连结料,挥发到空气中,剩余的连结料连同颜料固着在承印物表面而干燥。凹版印刷油墨是用挥发型溶剂为连结料的,所用的连结料是对人体有危害的苯、二甲苯。柔性版印刷,减少了对环境的污染,很有发展前途。挥发干燥的油墨特别适合印刷没有吸收性的薄膜材料,如塑料薄膜、金属箔等。
除此之外,油墨的干燥还有紫外线、红外线、热固化等多种形式。
许多油墨的干燥,常常是两种干燥形式相结合来完成墨膜干燥的。例如,单张纸的快固着胶印油墨,适用于印刷一般的胶印产品,它是利用渗透和氧化聚合相结合的方式进行干燥的。
印刷过程中,如果油墨的干燥不良,将会引起印张背面蹭脏、粘页、墨膜无光泽、油墨“晶化”等印刷故障。
为了加快油墨的干燥速度,可以在油墨中加入催干剂。常用的催干剂有:钴燥油、锰燥油、铅燥油等。为了降低油墨的干燥速度,可以在油墨中加入干燥抑制剂。
油墨的干燥性主要是由连结料的种类及其性质决定的。油墨的型号或品种不同时,连结料的组成不同,它的干燥形式和干燥性能也不相同。如树脂型油墨的干燥性高于油型油墨,这是由于其连结料中含有树脂成分所致;当连结料中含有干性油的比例增大时,油墨的干燥速度相应减慢。此外,油墨的干燥性还受到多重因素的影响,使油墨的干燥速度发生变化。
1.颜料对干燥性的影响
油墨的氧化聚合反应是在颜料和填充料等固体分散相存在的情况下进行的。不同的颜料对油墨的氧化聚合反应影响不同。有些颜料是惰性的,对油墨的干燥性没有明显的影响。有些颜料有催干作用,它们的催干机理与干燥剂相似,但催干能力却弱得多。
大多数的有机颜料对油墨的氧化聚合干燥有阻碍作用,特别是颜料分子结构中含有酚、苯酚、萘酚、胺、苯胺等基团时,能抑制连结料进行氧化聚合反应。所以用这些颜料配制的氧化结膜干燥型的油墨。干燥速度较慢。常见的阻碍油墨氧化干燥的颜料还有炭黑、钛白、偶氮红和磷钨钼盐沉淀的颜料。油墨中颜料应用的比例及其分散度还关系到油墨渗透能力的强弱和渗透干燥的速度。颜料的用量比例大,粒子细腻,分散均匀时对连结料渗透的阻碍作用大,而且颜料粒子所形成的毛细管作用强,所以连结料的渗透能力减弱,相应的油墨干燥性也下降。
2.油墨辅助剂对干燥性的影响
印刷过程中油墨中要加入默写辅助剂来调整印刷适性。各种辅助剂的组成和性质不同,对油墨干燥性的影响也不同。除干燥剂可以提高油墨氧化结膜干燥的速度外,其他的辅助剂有些可以加快油墨的干燥速度,有些可以抑制油墨的干燥,使油墨的干燥速度放慢。
3.温度对干燥的影响
印刷环境的温度升高,油墨的干燥速度加快。大约温度每升高10℃,油墨氧化干燥所需的时间可以缩短一半。温度升高时,物质分子的化学活性增大,干性油分子与氧气的反应速率加快,氧化聚合反应中过氧化物的生产量也增多,这样可以加快油分子的聚合。另外,温度升高时,分子运动速度加快,能量增加,可以提高连结料中溶剂的挥发速度,从而提高挥发干燥型油墨的干燥性及干燥速度。
4.湿度对干燥性的影响
印刷环境的湿度对油墨干燥性的影响较大。当环境温度升高时,油墨的干燥速度减慢。相对湿度的高低主要影响油墨氧化结膜干燥速度,这是由于空气中水蒸气的含量升高时,空气中氧的化学活力减弱,与油墨接触的氧气量也相对减少,纸张的含水量也相应提高,与相对湿度较低时相比较,纸张对连结料的吸收量减少,使油墨渗透、凝聚能力也有所下降,导致油墨的干燥性减弱。
5.纸张的性能对干燥性的影响
纸张的性能是影响油墨干燥性的重要因素之一。纸张的含水量、吸墨性、紧度和施胶度与油墨的渗透量和渗透的速度密切相关,纸张的这些性能不同,影响油墨渗透干燥和凝聚干燥的速度。纸张的含水量过高时,水分的蒸发会阻碍氧化聚合反应的进行,减缓了油墨的干燥速度。所以,油墨在性质不同的纸张上印刷后所表现出来的干燥性的强弱均不相同。
除了以上的影响因素之外,还有润湿液的酸性对干燥的影响,印刷墨层的厚度及叠墨印刷的次数对干燥的影响等,不同的印刷环境对油墨的干燥性也有一定的影响。印刷环境的空气流通,使空气中氧的含量充足,而且氧气可以不断得到补充,从而使油墨的氧化聚合反应速率加快。另外,空气流通也可以提高溶剂的挥发速度,使油墨挥发干燥的能力增强。
油墨色相的调配是印刷前的重要工作,也是很抽象的工作。简单的色料
随着我国胶印市场的稳步发展,胶印油墨也得到了较快发展,其质量水平基本接近或达到了国际先进水平。据不完全统计,近两年深圳印刷招聘,胶印油墨在我国油墨市场中所占据的比例上升至50%~60%,仍占主导地位,而且这一比例在今后相当长一段时间内不会有很大变化。
胶印市场对油墨提出新要求
当前印刷、出版及包装印刷品正逐步向个性化、多样化和高档化方向发展,为了满足印刷市场的新变化,印刷厂不断更新和完善印刷设备。而高速、多色、低污染、高效率印刷设备的出现,也对油墨制造商提出了新的要求。油墨制造商生产的胶印油墨要想适应高速印刷、短版活件、综合自动化的要求,必须具备以下性能。
(1)高速适应性:能适应1.4万张/小时以上的印刷速度。
(2)快干性能:短版活件由于生产周期短,印刷后需要马上进入后道工序四色印刷机,如上光、覆膜或模切,因此要求油墨能迅速干燥,以利于后加工的顺利进行。
(3)抗水性好,水墨快速平衡。
(4)在印刷过程中的稳定性:油墨转移率、网点增大率不随速度、时间、温度的变化而变化。
(5)包装方便印刷厂使用:真空罐,适应自动供墨系统的柱塞罐及桶装、罐装等。
(6)油墨具有泛用性。
随着经济的发展标签展,环保呼声愈来愈高,印刷界对胶印油墨在无毒、无污染方面提出了新的要求,环保胶印油墨受到用户的广泛关注并开始应用于包装、报纸、商业印刷等。环保胶印油墨在美国、日本等国家已经获得了大规模的应用华联印刷,但在国内的应用还相当少,这其中有技术方面的因素,但更主要的原因是认识不足。 环保胶印油墨主要是无芳烃大豆油墨。传统油墨成分中含有的
油墨污染的罪魁祸首主要来自于其所含有的溶剂。溶剂在油墨中起着将颜料和胶粘剂黏合在印刷物品上的“中介”作用。工作原理是先将颜料和溶剂混合,溶解变为可以流动的液体,液态的溶剂挥发后变成固体,从而实现颜料到印刷品上的转移并附着。溶剂的挥发性是污染的重要来源,不仅污染空气、危害车间工人的健康,如果印刷完毕后马上叠加码放,溶剂挥发不完全,消费者在使用中还会产生二次污染。而上文提到的薯条放在印有图案的垫盘纸上的行为就是导致二次污染的错误操作方法。
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