印刷材料及适性(2).ppt

第二篇油墨,第八章油墨的组成,8-1油墨概述8-2油墨颜料8-3油墨连结料8-4油墨助剂,2012.3,印刷材料及适性,8-1油墨概述,油墨发展简史及现状,墨汁(水溶性固体),油墨(油性连结料),印墨(水性墨、UV墨等),2012.3,印刷材料及适性,8-1油墨概述,2012.3,印刷材料及适性,8-1油墨概述,一、油墨的定义在印刷过程中，被转移到承印物表面的成像物质，它是由有色体、连结料、辅助剂等物质组成的具有颜色、一定流动度和粘性的均匀混合物，一般以液体或具有流动度的浆状胶粘体的形式存在。油墨的三个基本性质颜色，流动性，干燥性,2012.3,印刷材料及适性,8-1油墨概述,二、油墨的组成颜料不溶于水或溶剂的固体颗粒作用：赋予油墨颜色连结料使固体颗粒分散于其中的液体物质作用：提供油墨的转移传递性能和干燥性能辅助剂经常在油墨使用时加入的添加剂作用：调节油墨的印刷适性三、油墨组分的作用颜料：决定油墨的色相、透明度、耐光性等；连结料：决定油墨的流变性质、干燥性质、抗水性、光泽度等。,2012.3,印刷材料及适性,8-1油墨概述,四、油墨的分类按印刷版型分类平版印刷油墨，凹版印刷油墨，凸版印刷油墨，孔版印刷油墨按连结料类型分类树脂型油墨，溶剂型油墨，矿物油型油墨，水性油墨，UV型油墨按干燥形式分类氧化结膜干燥型油墨，挥发干燥型油墨，渗透干燥型油墨，光固干燥型油墨按承印物种类分类书刊纸用墨，新闻纸用墨，塑料薄膜用墨，印铁墨，织物印花墨等特种油墨防伪油墨，发泡油墨，香味油墨，导电油墨，磁性油墨等,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,一、颜料：显色物质，是不溶于水和有机溶剂的彩色、黑色、白色的高分散度的粉末。外观：有色，微细粉末状固体，呈球状或片状等不规则形态，粒径大小10-710-5m；性质：不溶于水或溶剂等介质，但能均匀的分散其中，并不与其发生反应；作用：赋予油墨颜色，其存在状态影响油墨的流动性、化学稳定性和干燥性。要求：a.颜色接近光谱色，饱和度大b.分散度高，视比容大，透明度好c.耐水，最好耐酸碱、耐醇、耐热、耐光,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,二、颜料的分类按化合物特性分类：无机颜料：络合物、金属氧化物、无机盐等，如：铁蓝，铬黄，炭黑，金墨，银墨等有机颜料：天然或合成a.根据分子聚集状态不同可分为：色淀颜料、色原颜料、颜料性染料等b.根据分子结构不同可分为：偶氮颜料(-N=N-)、酞青颜料(C=N-)等按色彩特性分类：消色颜料(黑白)，彩色颜料（黄、品红、青、红、蓝、绿等）,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,三、颜料的理化性能分散度：颜料粒径越小，其分散度越高，稳定性、着色力、遮盖力也会随之提高；着色力：表示油墨着色的强度。取决于：a.颜料对光的选择性反射b.油墨中颜料的多少、分散度影响：着色力强，则油墨用量少，印刷适性好，可以印刷细网线产品。,2012.3,印刷材料及适性,遮盖力：颜料的不透明度，即油墨遮盖底色的能力。取决于：a.颜料与连结料的折射率之比b.颜料的分散度影响：决定多色印刷的色序，遮盖力大的油墨先印，透明度好的油墨后印。特别提示：用途不同，对遮盖力的要求不同印铁打底墨要有较高的遮盖力四色叠印墨要求较高的透明度,8-2油墨颜料,2012.3,印刷材料及适性,吸油量：用来描述颜料与油脂的结合能力，对油墨性能影响较大。吸油量小油墨遮盖力高，但稳定性差。密度：用视比容来描述。视比容越大，密度越小，油墨稳定性好；视比容越小，墨性差，易糊版结块。耐抗性：油墨颜料对外界刺激的抵抗能力，在高温、日晒、酸碱、溶剂的作用下保持原有色彩的性质。PH值：PH值不当，会使连结料发生胶化。含水量：含水量的高低会影响颜料的分散度，进而影响其吸油量。,8-2油墨颜料,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,四、无机颜料主要成分：单质元素、金属氧化物、无机盐或络合物等特点：色彩鲜艳，遮盖力强，视比容小，耐抗性好；但某些颜料含有毒成分(Pb，Cr)。种类：白色，黑色，彩色（黄色、蓝色）,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,（一）白色颜料钛白(TiO2)特点：颗粒细小、均匀，平均0.20.3um；白度高，折射率高，遮盖力强，用于印铁或软管印刷中的打底白墨中；耐光、耐热，化学稳定性好。锌钡白(BaSO4ZnS)特点：颗粒细软，平均0.250.35um；折射率比钛白高，遮盖力仅为钛白的1/4；耐碱性较好，毒性小。,（二）黑色颜料炭黑炭黑是碳氢化合物不完全燃烧或裂解的产物。炭黑的性质：粒径及聚集体结构：颗粒细小，比重小、视比容大，以聚集形式存在；表面性质：比表面能高，吸附性强，吸油量较大，着色力强，遮盖力强；稳定性好，炭黑表面的酸度对油墨干燥有影响，酸性越强则干燥越慢。炭黑的应用：色素炭黑胶印墨，高黑度、着色力强，聚集程度低，吸油量较小；专用炭黑印报墨，分散性好，无特殊性能要求；溶剂油墨用炭黑柔印墨或凹印墨，粘度低，颜料含量少。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,（三）彩色颜料铬黄(PbCrO4+PbSO4+PbO)色相：从浅柠檬黄到深桔黄的一系列颜色。特点：色相丰富，遮盖力强，着色力较强，密度大，颗粒粗(510um)，价廉；不耐光，耐溶剂性强，抗酸碱性差，有毒性，胶印墨中不使用。铁蓝KFeFe(CN)6H2O亚铁氰化铁，又称为普鲁士蓝，色相深蓝。特点：着色力强，颗粒细小，颜色鲜艳，耐光性好；对酸碱极敏感，遇碱即分解，耐热性差，胶印墨中多用酞青蓝取代。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,五、有机颜料有机颜料都是不饱和的有机化合物，多为芳香族化合物的衍生物。有机颜料的类型：色原颜料利用金属盐或酸类将水溶性染料制成不溶性的有机颜料；色淀颜料利用铝钡白等无机载体将有机染料沉淀而成的颜料；颜料性染料是指不溶解的有机有色体。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,（一）有机颜料的结构特点：含有发色基团，即不饱和键，主要有：C=C，C=O，-N=N-，C=N等；含有助色基团，即含有未公用电子对的基团，主要有：-OH，-NH2，-SO3H，-Cl，-CH3等；分子排列多形成共轭体系，即分子在同一平面上，电子云存在交盖。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,（二）有机颜料的特性与应用：特点：色相齐全，颜色鲜艳，密度小，着色力强，透明度高，分散性好。黄色颜料：汉沙黄：又称耐晒黄，属于单偶氮系列。特点耐光，透明，耐酸碱，着色力强；不耐烘烤，加热易升华，不可用于印铁墨中，多用于胶印墨。联苯胺黄：属于双偶氮系列。特点透明，耐酸碱，着色力极强；不耐光，印刷适性好，胶印四色套印墨中的主要黄颜料。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,红色颜料：洋红6B：偶氮色淀颜料，蓝相红颜料。特点着色力强，鲜艳，耐酸碱性差，耐光耐热；胶印四色套印墨中常用的品红颜料。立索尔红：酸性偶氮色淀，色相为石印红。特点着色力强，流动性好，耐光性差，耐碱性差，可用作专色墨中的红颜料。金光红：偶氮色淀，色相暖红。特点色泽鲜艳，透明，流动性好，耐光性差，可用作专色墨中的红颜料。耐晒桃红色淀：盐基色淀，色相品红。特点着色力强，耐光性好，高级颜料；主要用于四色胶印墨的制造。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,蓝色颜料：酞青蓝：颜料性染料，色相偏青。特点着色力强，色泽鲜艳，透明度好，耐光耐热耐酸碱；胶印四色套印墨中主要的青颜料。酸性湖蓝色淀：酸性色淀。特点颜色鲜艳，不耐光，不耐水，胶印墨中使用较少。射光蓝：盐基色淀，色相深蓝；主要用于调整黑墨中的棕黄色相，以提高黑度。,2012.3,印刷材料及适性,8-2油墨颜料,六、金属颜料：银墨：铝粉作颜料。特点不透明，遮盖力强，呈现金属光泽；金墨：铜粉作颜料。特点易氧化，耐酸碱性差，不易与其它油墨同时使用，不能用于食品包装印刷。七、发光颜料：夜光颜料：磷光颜料，特殊处理过的ZnS晶体，掺入适量放射性物质，多用于丝网印刷仪表盘面的刻度。荧光颜料：能够吸收紫外光的能量，发出可见光；停止紫外刺激即不发光，多用于防伪印刷领域。,八、填充料：填充料多为着色力很低的白色颜料，多用于彩色颜料的调色添加物。作用：改进油墨的身骨(固-夜比例)，提高流动度，冲淡颜色，降低成本。种类：CaCO3：胶质CaCO3，超细颗粒0.03um。制成的油墨身骨好，稳定性好，透明快干，印刷适性优良(印品光滑、网点完整)，用途广泛，多用于树脂型胶印墨。BaSO4：透明，耐光热，化学稳定性好，可调节油墨的流动性，并有防脏作用。Al(OH)3：透明，分散性好，可用来制作罩光油或撤淡剂，但影响干燥性，需进行改良。铝钡白和高岭土也可用作油墨填充料，分别用于不同类型的油墨。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,连结料：是由高分子物质混溶制成的液状物质。作用：作为分散介质，连结料具有一定的粘度和流动度，是颜料粒子的载体，赋予了油墨流动能力和印刷能力；作为成膜物质，连结料决定着油墨的干燥性和膜层品质。一、连结料的常用原料：植物油：干性油，半干性油，不干性油矿物油：机械油、油墨油（煤油）有机溶剂：烃类，醇类，酮类，酯类等树脂：天然、合成辅助剂：蜡（天然、合成）注连结料是由多种成分构成的，并非任何连结料都含有以上各种原材料，有些可能只含有其中的一种或两种。,二、连结料组分的理化指标：酸值：指植物油中游离脂肪酸的含量或树脂分子中酸性基团(羧基)的含量。影响：酸值过大，会引起油墨乳化，导致油墨粘度增大，甚至胶化；酸值过小，对颜料的润湿性差，流动性能差，光泽差。碘值：描述油脂的不饱和程度，即分子的活性，表征连结料的干燥能力的大小。软化点：是指高分子物质(树脂)从固态变为液态的温度，并非熔点。影响：树脂的软化点对油墨的流动性、干燥性都有影响。软化点较低的树脂，其溶解性、对溶剂的亲和性都比较好，但对溶剂的释放性较差。脂族烃溶解性：指树脂在有机溶剂中的溶解性能；溶解性好，则油墨的流动性、抗水性能较好。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,三、连结料组分的性能与结构：（一）植物油：从植物种子压榨得到的液体物质。组成与结构：基本化学组成高级脂肪酸的甘油酯根据碘值高低(干性强弱)分为：干性油：I140，氧化聚合，结膜干燥快；半干性油：100I140，不易氧化结膜，干燥慢；不干性油：I100，氧化极慢，不能自行干燥。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,油墨中常用的植物油：桐油：干性油，为黄色/浅黄色浓稠液体，粘度大，溶于有机溶剂。I：160175，酸值4；干燥极快，不单独使用，多用于制造高光油墨。亚麻油：干性油，淡黄色透明液体。I：177204；干性活性良好，油墨基本原料之一。豆油：半干性油，色浅。I：120140；干燥较慢，配合使用，多用于制造烘干油墨。蓖麻油：不干性油，I：8090；经高温脱水可转化为干性油，用于油墨制造。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,（二）矿物油：石油分馏的产物，主要是烷烃，不能成膜。油墨中常用类型：汽油：是油脂和树脂的良好溶剂，可用于制作凹印墨。油墨油：高沸点煤油，窄馏分(270310)，专用于胶印墨，利于挥发与渗透，保证其上机稳定性和纸上固着速度。机械油：不挥发的粘稠液体，渗透干燥，不结膜，主要用于制作印报墨。,2012.3,印刷材料及适性,（三）有机溶剂：用于溶解树脂类成膜物质而制成溶剂型连结料。油墨对有机溶剂的基本要求：有机溶剂对树脂材料的溶解能力与释放能力溶解能力与物质的内聚能相关，符合“相似相溶”原理，即有机溶剂与树脂的溶解度参数值越接近，溶解性越强；两者的氢键强度越相近，其溶解性越好。释放能力与树脂的含量有关，即树脂的溶解度越大，对溶剂分子的吸引力越强，溶剂的挥发速率越低，因此为保证干燥应选择对溶剂有一定释放性的树脂。,8-3油墨连结料,2012.3,印刷材料及适性,有机溶剂的挥发能力用溶剂的相对蒸发速率来表示。挥发能力取决于溶剂本身的物化性能和油墨中其它组分的类型及含量等；挥发能力直接影响印刷过程的顺利进行和印品质量的保证，是影响油墨干燥速度的主要因素。安全与环境保护等相关问题安全主要体现在溶剂的毒性和易燃程度上。为降低毒性的危害，应严格控制某些溶剂在空气中的最大允许浓度，降低其对环境和作业人员的影响；易燃程度注意某些溶剂的燃烧极限和闪点，按要求使用和存放。,8-3油墨连结料,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,油墨中常用的有机溶剂：主要用来制作挥发干燥型的凹印墨和柔印墨。芳烃类：甲苯、二甲苯；溶解力强，但苯有毒性，使用较少；醇类：甲醇、乙醇、异丙醇等；多与其它溶剂混合使用；酮类：丙酮、环己酮等；溶解力强，挥发快，毒性小；酯类：乙酸乙酯，乙酸丁酯等；挥发性能良好，混溶性好。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,（四）树脂：有机高分子物质，分固态、液态，种类多，性能差异大。对油墨的光泽、抗水性、流变性及印刷适性都有影响。油墨中常用的树脂类型：天然树脂松香：透明脆性固体，溶于溶剂，酸值过高，易氧化，改性后可用于油墨制造。松香酯：光泽好，溶剂释放性好，印刷适性优良。天然沥青：固态，可溶于溶剂和油类中，可制成凹印墨石油沥青：软膏状，溶解性大，溶于矿物油可制成黑色胶印轮转墨或印报墨。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,合成树脂：松香改性酚醛树脂：成膜硬，光泽好，主要用于胶印亮光快干油墨。植物油改性醇酸树脂：干燥快，成膜有光泽，显色性、流动性好，但抗水性差，印铁墨中使用较多。溶剂型油墨用树脂：类型：聚酰胺树脂，丙烯酸树脂，硝酸纤维，乙基纤维等特性：干性好，附着牢度好，多用于凹印墨和柔印墨，挥发干燥，成膜性好。环氧树脂：附着力强，多用于印铁墨中。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,（五）蜡常用辅助剂：作用：改善油墨的抗水性和流动性；调节粘性，增加固着能力，减少蹭脏，使网点再现完整，提高墨层的耐磨擦性。类型及品种：植物蜡：卡诺巴蜡，使油墨增滑，常用于亮光墨动物蜡：虫蜡，改善印刷适性，避免晶化矿物蜡：石蜡，混溶性良好，广泛用于各种墨中合成蜡：聚乙烯蜡，可防止蹭脏,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,四、油墨常用连结料：（一）干性油型连结料：氧化结膜型干燥主要采用植物油，根据处理方式不同可分为以下两种：聚合油：用干性植物油加热聚合炼制而成。粘度随聚合度的增加而增大，根据粘度高低分06号多种规格，其中6号多用于助剂调墨油。聚合油应保持适宜的酸值，以免影响油墨的性能，由于其抗乳化性能差，胶印墨中使用较少。氧化油：植物油在加热时吹入空气氧化聚合而成。特点：粘度小、稠度大、干性强、结膜牢；主要用于配制雕刻凹版油墨。,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,（二）矿物油型连结料：渗透型干燥主要由矿物油、沥青和松香树脂构成。常用类型：松香油，沥青油；价廉，主要用于配制新闻墨或轮转印报墨。干燥特点：矿物油（小分子）渗透进入纸张，树脂和颜料在纸面固着，不结膜，光泽差。（三）树脂型连结料：渗透+氧化结膜型干燥构成：高粘度相树脂溶于植物油低粘度相油墨油,干燥性能：油墨油渗入纸张，植物油氧化结膜与树脂和颜料共同留在纸面上形成有光泽的墨膜，干燥较慢，需加入干燥剂。各组分功能：植物油：起连结作用，使树脂与油墨油混溶；可改善墨膜的耐磨擦性，使膜层柔软，有韧性。配制油墨时应尽量减少植物油的用量，以免影响干燥。树脂：主要作为成膜物质，保证墨膜质量。配制油墨时保证充分溶解的情况下树脂用量越多，膜层质量越好。油墨油：作为溶剂，起稀释作用，降低粘度，调节适性；配制油墨时应控制其溜程和用量，以免影响油墨的固着和干燥。用途：主要用于制造亮光快干型胶印墨。,（四）溶剂型连结料：挥发型干燥有机溶剂型：由有机溶剂与树脂完全混溶而成的透明液体。溶剂与树脂的相溶程度会影响油墨的稳定性和印刷适性。用途：主要用于配制照相凹版墨和柔性版油墨，适用于塑料薄膜类承印材料的印刷。水基连结料：主要由水和树脂组成。优点是安全、无毒，改善环境，防止污染，属于新型绿色环保材料，多用于食品饮料等软包装的柔版水性墨中。主要类型：水溶性连结料：水溶性树脂(PVA)溶解于水形成碱溶性连结料：酸性树脂与碱溶液反应生成可溶性树脂盐扩散型连结料：细小树脂粒子悬浮于水中形成乳液聚合物,2012.3,印刷材料及适性,8-3油墨连结料,（五）反应型连结料：特性：低分子状态存在，具有高度不饱和性；外界能量激发作用会发生交联、聚合直至固化。干燥快，固化彻底，干燥时无溶剂释放，成膜质量高。类型UV光固型：紫外光激发产生游离基，引发链增长，发生聚合固化。EB干燥型：电子束激发产生游离基，引发链增长，发生交联聚合固化。红外固化性：以热能引发连结料中的分子进行交联、聚合反应。,2012.3,印刷材料及适性,8-4油墨助剂,作用：通过一些具有特定功能的助剂，来改善油墨本身的性能，以适应各种不同的印刷条件。辅助剂多在印刷过程中加入，其种类和用量直接影响油墨的性能。一、干燥性调整剂催干剂：又称“燥油”，主要用于氧化结膜干燥型油墨。作用：缩短诱导期，促进游离基的生成，加快聚合。常用种类：白燥油：膏状，从内到外均匀干燥，开机时加入，用量10%以下；红燥油：液状，表面催干剂，催干作用强，用量过多易在墨辊上发生结皮，用量控制在5%以下。防干剂：也称抗氧剂，延缓干性油的氧化聚合，防止油墨在印刷机上出现结膜、结皮等现象。,2012.3,印刷材料及适性,8-4油墨助剂,二、流动性调整剂撤粘剂：降低油墨的粘着性，不改变其流动度。可改善拉毛现象。稀释剂：降低油墨的粘着性，同时提高流动度，使油墨变稀。增稠剂：增大连结料的粘度，改善油墨触变性，防止颜料沉积。三、色调调整剂冲淡剂：冲淡油墨的颜色，不改变其粘着性和流动度。提色剂：调整油墨的色相，主要通过加入蓝颜料以调整炭黑的偏棕色相。,2012.3,印刷材料及适性,本章小结,油墨定义、性质、组成油墨颜料颜料的理化性能印刷油墨常用颜料的类型及特性油墨连结料连结料的理化指标连结料原料类型常用油墨连结料的类型及特性,第九章油墨的结构及制造,9-1油墨的结构9-2油墨的制造工艺,2012.3,印刷材料及适性,概述,决定油墨品质的因素原材料的选择：原料的类型、配方和质量是决定油墨品质的根本原因；原材料的结合：即油墨的结构，是由油墨的制造工艺决定的，会直接影响油墨品质的优劣。结论：高品质油墨必须保证最佳的原材料配置及最佳的油墨结构，通过选择合理的配方和适当的加工工艺来实现。,2012.3,印刷材料及适性,9-1油墨的结构,一、油墨的结构油墨属于多相的分散体系：液液关系：各种介质材料之间(溶解/分散)固固关系：颜料粒子之间(聚集)固液关系：介质与颜料之间(分散),决定油墨体系的稳定性,决定连结料的品质,影响油墨的品质,2012.3,印刷材料及适性,9-1油墨的结构,二、油墨的固液结构油墨体系的分散情况直接影响到油墨的色彩性能、流变性能及稳定性。颜料颗粒的表面特性：颗粒细小，表面自由能高，多以聚集的形式存在。颗粒的表面力表现为固体表面吸附能力，颗粒的表面分子与介质之间还存在范德华力和氢键力，表现为极性越大，作用力越强。颜料与连结料的结合：颜料颗粒浸入连结料液体，颜料粒子表面被连结料包围，由颜料连结料界面取代了颜料空气界面。颜料粒子表面的含水量会影响连结料对颜料的润湿。,2012.3,印刷材料及适性,9-1油墨的结构,三、油墨分散体系的稳定性分散体系遵循“相似相溶”原理，颜料与连结料的极性相似则亲和力强，体系稳定。三种类型：亲水性颜料与亲水性连结料：极性力都强，相互作用结合紧密，油墨稳定。亲油性颜料与亲油性连结料：极性力都弱，界面能较低，处于亲和状态，体系稳定。亲水(油)性颜料与亲油(水)性连结料：极性相差较大，界面能较高，亲和性差，体系不稳定。一般可通过加入表面活性剂来改善润湿状态，提高亲和性。,2012.3,印刷材料及适性,9-2油墨的制造工艺,油墨制造由连结料制备、颜料分散和调整包装三大工序组成。根据油墨粘度的高低，其采用的工艺和设备也有区别。高粘度浆状油墨，低粘度液状油墨一、浆状油墨的制备：原料：颜料，填充料，连结料(树脂+干性油)，溶剂，辅助剂。特点：粘度大，较稠。,2012.3,印刷材料及适性,9-2油墨的制造工艺,工艺方法：将颜料、填充料等固体成分尽可能均匀地分散在液体的连结料和溶剂中间，完成润湿、粉碎和分散三项加工。工艺流程：搅拌机三辊轧墨机搅拌机装桶机完成润湿，初步分散粒子细化改善墨性符合要求捏合机均匀分散适用范围：常用胶印油墨，丝印油墨，印铁墨，雕刻凹版油墨等。,2012.3,印刷材料及适性,9-2油墨的制造工艺,二、液状油墨的制备：原料：颜料，填充料，连接料(树脂+溶剂)，助剂。特点：粘度小，较稀。工艺方法：不必预先混合搅拌，只需直接混合研磨即能形成良好分散体系。工艺流程：原料制备混合研磨加工助剂调墨完成装桶球磨机/砂磨机高速分散机装桶机适用范围：照相凹版油墨，柔性版油墨，新闻油墨等。,2012.3,印刷材料及适性,习题（四）,1.什么是油墨？油墨具有什么基本性质？油墨的基本组成是什么？2.有机颜料与无机颜料各有什么特点？3.连结料在油墨中起什么作用，有些什么原料?4.简述树脂型连结料中各组分的作用。5.油墨的品质受哪些因素的影响？为什么？,第十章油墨的干燥性质,10-1油墨的附着与干燥10-2油墨的渗透干燥10-3油墨的挥发干燥10-4油墨的氧化结膜干燥10-5紫外线干燥,2012.3,印刷材料及适性,概述,油墨的干燥油墨转移到承印物表面形成液态的膜层，膜层经一系列物理或化学变化而成为固态或准固态膜层的过程。干燥的过程两个阶段固着：初期，液态半固态，用“初干性”表征；干燥：后期，半固态固态，干固结膜，用“彻干性”表示。干燥速度与干燥方式有关，由连结料的组成与性能决定；印刷方式不同，干燥方式也不同，对干燥速度的要求也不同。油墨的干燥性质直接影响印刷过程的顺利进行和印品质量的保证。,油墨的干燥：指油墨附着在纸张上形成印迹后，从液态或糊状变成固态皮膜的变化过程。,取决于：连结料的种类,油墨的干燥形式：a.渗透干燥：纸张的吸收和连结料的渗透b.挥发干燥：油墨中的溶剂挥发作用c.氧化结膜干燥：连结料吸收空气中的氧，发生氧化聚合反应d.其它：光固化、热固化、凝固干燥,影响：要求油墨干燥性能适当,a.印刷时，干燥应慢，否则油墨在印版上结皮、糊版；印品油墨堆积、光泽不良、墨斑b.印刷后，干燥应快，否则背面蹭脏,2012.3,印刷材料及适性,10-1油墨的附着与干燥,油墨的附着取决于：油墨对承印物的润湿能力；油墨与承印物分子之间的作用力。一、润湿润湿是指固体表面的气体被液体所取代，一般用接触角来衡量润湿的程度。“杨氏方程”描述了接触角与三种界面自由能的关系：气-固-液-固=气-液Cos,2012.3,印刷材料及适性,10-1油墨的附着与干燥,2012.3,印刷材料及适性,10-1油墨的附着与干燥,90为润湿，即气-固液-固，固体的表面张力要大于液-固的界面张力，则润湿过程是界面能降低的过程，能自发进行，实现润湿；90为不润湿，即气-固液-固，固体的表面张力小于液-固的界面张力，则润湿过程必须增加界面能才能实现，无法自发完成；相同条件，表面能高的固体表面更容易被润湿，如：纸张比塑料薄膜更容易润湿。润湿是油墨附着于承印物的先决条件，承印物的表面自由能油墨的表面张力是润湿的先决条件。,2012.3,印刷材料及适性,10-1油墨的附着与干燥,二、二次结合力由承印物与油墨的分子间较强的异性极性所产生的牵引力，称为“二次结合力”。一般是由配向效应(极性分子内)，分散效应(非极性分子间)和诱发效应(极性分子间)引发的综合效应。油墨与纸张中都存在极性与非极性部分，所以两者之间的二次结合力直接影响油墨的附着性能；二次结合力的大小随分子间距离的减小而增大，所以压印利于油墨的附着，而印张的堆放也可能引起背面蹭脏，可以通过加快干燥速度来避免。,2012.3,印刷材料及适性,10-2油墨的渗透干燥,一、干燥机理油墨干燥过程中，其中一部分连结料渗入纸张内部，另一部分连结料同颜料一起固着在承印物表面；依靠油墨的渗透作用和纸张的吸收作用共同完成，属于物理干燥，不结膜、无光泽。二、干燥过程加压渗透自由渗透阻止渗透达到平衡，渗透完成印压作用，纸张毛细管力作用，颜料粒子吸附作用,2012.3,印刷材料及适性,10-2油墨的渗透干燥,三、影响因素渗透深度：与渗透干燥密切相关，加压渗透快于自由渗透，而且油墨粘度越小、纸张越疏松，渗透越显著；纸张毛细管孔径的大小、分布和颜料粒子的大小、分布之间的关系。四、适用情况印报油墨，适于用疏松多孔的新闻纸作承印物；完全依靠渗透干燥，墨层不牢固。书刊印刷油墨属于渗透+氧化结膜的混合型，主要为渗透，辅助氧化结膜；亮光快干胶印墨中低粘度相很快渗透，高粘度相与颜料氧化结膜干燥，氧化结膜为主，渗透为辅。,2012.3,印刷材料及适性,10-3油墨的挥发干燥,一、干燥机理油墨干燥过程中，连结料中的溶剂挥发，剩下的树脂和颜料形成固体膜层固着在承印物表面上，是依靠溶剂脱离膜层的挥发作用来完成的，属于物理干燥。二、干燥过程树脂溶解于有机溶剂组成连结料有机溶剂脱离树脂(释放溶剂)而挥发树脂自然固化与颜料共同留在承印物表面形成墨膜。,2012.3,印刷材料及适性,10-3油墨的挥发干燥,三、影响因素溶剂的挥发性能：溶剂的挥发速率与溶剂的沸点、蒸发潜热及外界的蒸汽压和温度都有关系，另外多组分溶剂还应注意选择馏分较窄的混合溶剂；树脂对溶剂挥发的影响：树脂溶解于溶剂中，对溶剂分子存在一定的作用力，会缓解溶剂的挥发速率；颜料对溶剂挥发的影响：颜料的表面特性、比表面及浓度都对溶剂的挥发产生影响。挥发速率的比较：纯溶剂连结料油墨四、适用情况照相凹版油墨、柔印油墨、塑料印刷油墨等适合于非吸收性表面的承印材料,2012.3,印刷材料及适性,10-4油墨的氧化结膜干燥,一、干燥机理油墨干燥过程中，连结料中的干性植物油吸收空气中的氧之后，发生氧化聚合反应，形成立体网状结构的大分子，干固在承印物表面；是利用氧化聚合反应使油墨从液态变为固态，形成有光泽、耐摩擦、牢固的墨膜，属于化学干燥。二、干燥过程诱导期氧化期分解期聚合期,抗氧剂被破坏,光照,相互碰撞,吸收少量氧反应缓慢,生成氢过氧化物,分解形成自由基,小分子聚合成大分子,2012.3,印刷材料及适性,10-4油墨的氧化结膜干燥,三、影响因素干燥剂的影响：催干剂可加快氧化结膜的速度，但不改变氧化结膜的机理；颜料的影响：不同类型的颜料对墨膜干燥产生不同的影响，有的延缓，有的促进；纸张的影响：纸张表面的酸碱性对油墨的氧化结膜影响较大，PH值越小，干性越慢；润版液的影响：润版液PH值3.8时，会延缓墨膜的干燥速度，应控制为弱酸性。四、适用情况胶印油墨、丝印油墨、印铁墨、雕刻凹版印刷油墨等以干性植物油为主要连结料的油墨。,2012.3,印刷材料及适性,10-5紫外线干燥,一、干燥机理UV油墨经紫外线辐射后引发游离基迅速发生聚合反应，导致油墨瞬间固化，属于光化学干燥。二、干燥过程光引发剂产生游离基预聚物的连锁聚合反应交联固化（液固）三、适用范围紫外线光固油墨(UV墨)，主要组分光聚合活性预聚物+光敏溶剂+光引发剂+光活性助剂+颜料,紫外线辐射,引发,2012.3,印刷材料及适性,10-5紫外线干燥,四、干燥特点优点：干燥极快，无粘脏，无溶剂挥发，清洗容易，承印材料不受限制，应用范围广，成膜质量好；缺点：干燥设备投资较大，产生臭氧，墨辊材料、清洗材料受限制，成本较高。,2012.3,印刷材料及适性,本章小结,油墨附着的条件油墨干燥的四种主要方式干燥机理影响干燥的主要因素适用情况及特点,第十一章油墨的光学性质与耐抗性,11-1油墨膜层的光学性质11-2油墨的细度11-3油墨膜层的耐抗性,2012.3,印刷材料及适性,概述,油墨的光学性质是对油墨在承印物表面成膜干燥后，膜层的状态、品质及相应感观效果的描述；是由膜层对入射光的反射、透射和吸收能力决定的。主要内容：光泽度取决于膜层的镜面反射能力透明度取决于膜层的透射能力色彩特性取决于油墨对各种光谱的吸收比例相关因素：颜料：结构、性质，颗粒度，分布状态，分散情况；连结料：性质、颜色，油墨的渗透量、干燥速度；承印材料：性能，印刷工艺过程的作用等。,2012.3,印刷材料及适性,11-1油墨膜层的光学性质,一、膜层的光泽定义：指印品膜层表面对入射光产生镜面反射的程度。影响因素：流平性不佳，则膜层表面不光滑，光泽度下降；油墨渗透量过大，则墨层粉化，膜层无光泽；干燥速度太快会使油墨堆积，不平滑，光泽不良，太慢引起粘脏，影响光泽；纸张：平滑度、光泽度越高，则印品的光泽度越高。测量：油墨膜层光泽度的测量仪器、测试原理与纸张光泽度的测试相同，即适用光泽度仪即可实现。,2012.3,印刷材料及适性,11-1油墨膜层的光学性质,二、膜层的透明度(遮盖力)光线照射到膜层表面，部分光线发生折射进入内部，一部分透射出去，则透射光量越大表征了膜层的透明度越高；一部分被吸收，则吸收光量越大表征了膜层的遮盖力越强。油墨用途不同，要求的透明度不同：用作打底油墨，要求遮盖力强，能将承印物的底色完全遮盖；用作彩色印刷套印墨，要求透明度高，印品叠色后以减色法呈色。,2012.3,印刷材料及适性,11-1油墨膜层的光学性质,影响因素：颜料本身的分子结构与结晶构造，决定颜料对光线的吸收情况，从而影响油墨的透明度；颜料的颗粒：粒径越小，对光线的反射和吸收能力越强，遮盖力越强，但有极限(1/2波长)；油墨中颜料的含量越高，对光线的吸收能力越大，透明度越低；颜料与连结料折光率的差别：折光率越接近，透明度越高，折光率差别越大，遮盖力越强。,2012.3,印刷材料及适性,11-1油墨膜层的光学性质,三、膜层的颜色印刷质量特征的决定性因素，是油墨极其重要的指标。油墨的颜色由颜料决定，油墨工业使用的颜料与光谱色差距较大，由于吸收和反射的差异，不能制出纯正的三原色油墨，即油墨都存在一定的色偏和灰度。油墨膜层颜色的评价指标(特性参数)：色强度：用RGB三色滤色片测得的最高反射密度值表示。即：色强度=DH,2012.3,印刷材料及适性,11-1油墨膜层的光学性质,色相误差：用反射区域密度差与吸收区域密度差表示，描述油墨颜色偏差的指标。即：灰度(饱和度)：用非吸收区域最小密度与吸收区域最大密度之比表示，灰度越小则纯度越高。即：色效率：指颜色对光的正确吸收和不正确吸收的百分比，是综合反映油墨选择性吸收和反射能力大小的参数。即：,2012.3,印刷材料及适性,11-1油墨膜层的光学性质,色轮图利用油墨颜色的四个特性参数值，根据GATF方法可以在色轮图上标出各色油墨的坐标。色轮图可直观反映出三原色油墨的色相误差与灰度，可预测二次色、三次色的套印情况及三原色油墨可实现的全部色彩范围；范围越大，则油墨的呈色效率越高。可通过油墨在色轮图上的分布情况对其颜色进行基本的评价。,2012.3,印刷材料及适性,CMY三原色胶印墨的色轮图,2012.3,印刷材料及适性,11-2油墨的细度,细度是指混合在连结料中颜料、填料等固体颗粒被分散的程度。一、油墨细度对印刷的影响：颜料颗粒太粗会引起毁版、堆墨、糊版或油墨沉降等故障；加网精度越高要求油墨的细度越细；分散不良会使油墨不光滑、不流畅，甚至会影响色彩的强度。,2012.3,印刷材料及适性,11-2油墨的细度,二、细度的测量仪器：刮板细度计，中间刻有由深至浅的凹槽，深度由50um到0。方法：将0.5ml的油墨由刮刀将其完全充满早凹槽内，观察颗粒数为15个处的刻度值，即为该墨的细度值。,2012.3,印刷材料及适性,11-3油墨膜层的耐抗性,油墨的耐抗性：是指油墨形成固态膜层后，膜层受到外界因素侵袭时，保持膜层色彩及其他品质不变的性能，又称“稳定性”。油墨的用途不同，对其稳定性的要求也不同。评价稳定性的两个方面：膜层中的颜料受到侵袭，化学结构是否发生变化，从而导致颜色变化；膜层材料受到侵袭而破坏，颜料是否游离出膜层。油墨耐抗性主要考查的几个方面：耐光性，耐热性，耐酸碱性，耐水性，耐溶剂性等,2012.3,印刷材料及适性,11-3油墨膜层的耐抗性,一、耐光性耐光性的强弱主要取决于所用的颜料，在光作用下发生反应而导致变色。要求用于户外广告、宣传等印刷品的油墨应具有耐光照(尤其是紫外光)的特性。二、耐热性指油墨颜料承受高温而不变色的能力。对于需要强制干燥或热封的印刷品所用油墨，其耐热性要求较高。三、耐酸碱、水和溶剂性能是用墨膜在试剂作用下，发生变色的程度或试剂被染色的程度来衡量其耐抗性。,2012.3,印刷材料及适性,本章小结,油墨的光学性能光泽度，透明度颜色评价指标油墨的细度油墨的耐抗性,第十二章油墨的流变特性与印刷适性,12-1油墨流动性概述12-2油墨的粘滞变性12-2油墨的粘弹特性,2012.3,印刷材料及适性,12-1油墨流动性概述,油墨的流变特性油墨是具有固液双重形态的物质，在印刷过程中会发生各种变形及相应的流动和断裂；研究其流变特性有助于控制油墨的行为，预测油墨的印刷质量。油墨的印刷适性是指用于某种印刷方式的油墨，应具有适应其印刷工艺和印刷条件的各种必需的性质，而这些性质又必须使印刷的产品达到一定的印刷效果和印刷质量。分为运行适性和质量适性,2012.3,印刷材料及适性,12-1油墨流动性概述,油墨的运行历程油墨墨斗墨辊印版(橡皮布)承印物油墨在印刷过程中的行为油墨在剪切应力作用下做粘性流动，产生变形，呈液体行为，表现为粘滞性流动特征；油墨在瞬间冲击力作用下产生变形及断裂（弹性效应），呈固液双重行为，表现为粘弹性断裂特征。,输送,传递、转移、分配、抵达,转印,固着干燥,剪切、拉伸、挤压、断裂,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,一、油墨的粘度与粘滞流动粘度：是流体抗拒流动的程度，是流体分子间相互作用而产生阻碍其分子间相对运动能力的量度，即流体运动的内部阻力(或内摩擦力)。取决于：a.连结料的粘度b.颜料和助剂的用量、分散度、颗粒大小影响：直接决定油墨的流动性，影响印刷时油墨的转移状态。粘度过大，转移不易均匀，导致掉粉、拉毛；粘度过小，油墨容易乳化、起脏，影响质量。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,流体的粘性系数流体受到剪切力的作用会产生变形，发生流动。对理想的粘性流体，剪切应力与流动的速度梯度（又称剪切速率或变形速率）成正比，即:=将这种性质的流体称为牛顿流体，其中称为流体的粘性系数或牛顿粘度，是描述流动特征的参数。多数油墨的不成正比，也不是常数，多用表观粘度a表示。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,屈服值：是指使油墨产生变形所需要的最小剪切应力，用0表示，即流体开始流动时所需要的最小剪切应力。0，油墨产生变形，发生流动；0，D=0，油墨不产生变形；0不可过大，否则引起油墨输送不良。取决于：a.连结料的性质；b.油墨的结构。影响：a.屈服值过大，油墨流动性差，不易下墨；b.屈服值过小，网点起晕、不清晰。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,流变曲线在直角坐标系中，用来描述剪切应力与剪切速率之间关系的曲线。粘性流体主要有5种典型的流变曲线：牛顿流体假塑性流体胀流性流体宾哈姆流体塑性流体,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,牛顿流体=，为常数，不随的变化而变化，曲线过原点，表明只要有切应力，不管多小，瞬间产生变形速率，且与成正比。（溶剂性油墨）假塑性流体受到外力作用即可流动，随着的增加增加的越来越快，粘度a越来越小。这种随剪切速率升高而粘度下降的现象称为“切稀现象”。（印报墨）胀流性流体受到外力作用即可流动，随着的增加增加的越来越慢，粘度a越来越大，即出现“切稠现象”。（雕刻凹版墨）塑性流体当外力作用超过流体的屈服值后才发生流动，且随的增加而增加的越来越快。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,宾哈姆流体当切应力作用时，并不能立即开始流动，当超过某个界限时才发生流动；且流动初期为塞流运动，流体的表观粘度越来越小；随的增加塞流逐渐消失，流动情况与牛顿流体相同，即随成比例的增加，粘度不变。（胶印油墨）总之，油墨的流动形式比较复杂，影响油墨流动性的因素很多，主要有：颜料粒子的大小、形状、分散情况；颜料与连结料的体积比；连结料的类型、结构；表面活性剂的使用等。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,二、应力作用时间与粘滞流动触变性触变性的表现及定义恒温条件下，保持剪切速率D恒定，切应力和表观粘度a会随时间延长而减小，即流体的流变特性受应力作用时间制约的现象，称为“触变性”。触变性表现为a随D的增加而减小，当D恒定时，随作用时间的延长而减小；当应力消失后，随静置时间的延长而增大，并能恢复到原来的状态。油墨受到外力作用时由稠变稀，静置一段时间后又恢复到原有稠度的现象。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,触变性对印刷的意义印刷过程中，油墨在墨辊上分离转移过程中受力后流动性和延展性提高，即油墨转移时由于触变作用而粘度下降，利于油墨的传递和转印；印刷后，附着在承印物上的油墨由于失去外力而粘度上升，保证油墨不向四周流溢，使印迹固着良好，则网点清晰、印品鲜艳。触变性对印刷的影响触变性过大，会引起送墨不流畅或出现堵墨现象；触变性过小，则会导致网点不清晰或油墨沉淀、结块等。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,影响触变性的因素油墨内部分子间的结构形式、结构稳定性。颜料的性质：表面吸附性强的颜料制成油墨后触变性大；颜料颗粒形状：颜料粒子呈为针状或片状时，比球状粒子制成的油墨触变性要大些；颜料的用量：油墨中颜料所占比例较大，粒子间相互作用力越强，油墨的触变性则越大；颜料粒子与连结料的润湿能力：颜料难以被润湿或连结料润湿能力差，制成的油墨触变性较大；树脂的相对分子质量：油墨连结料中树脂的相对分子量越大，其触变性越大。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,触变滞后圈改变切应力的作用，由小到大，再由大到小，绘制出的流变曲线，其起点与终点重合形成一条封闭曲线，对应于同一剪切速率，外力增加时的粘度大于外力减小时的粘度，即出现“滞后现象”。这一曲线称为“触变滞后圈”。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,三、温度与油墨的粘滞变性粘温特性粘温特性油墨的粘滞变性随温度变化而产生的性质。印刷过程中要求油墨对温度应具有相对的稳定性，即温度变化而引起的油墨粘滞性的变化应越小越好。,2012.3,印刷材料及适性,12-2油墨的粘滞变性,粘温特性的变化情况：,低温区域，油墨粘度随温度而变化的幅度较大；高温区域，油墨粘度随温度而变化的幅度较小；不同温度区域，油墨粘滞变形随温度而变化的幅度不同，在低温环境下使用时，油墨的温度稳定性较差。,2012.3,印刷材料及适性,12-3油墨的粘弹特性,油墨在印刷作程中的传递，表现为墨层在墨辊与墨辊、墨辊与印版、印版与橡皮布、橡皮布与承印物之间进行频繁的分裂和转移，这种行为同时具有粘滞性和弹性。油墨在分离过程中，由于挤压、拉伸等作用会出现空洞、拉丝直至断裂，作用时间短、发生频率高，弹性效应比较显著，表现为粘弹性。油墨的粘着性和拉丝性是油墨的粘滞性和弹性在印刷过程中的油墨转移时所反映出来的具体行为。,图示：油墨的分离转移状态,2012.3,印刷材料及适性,12-3油墨的粘弹特性,一、油墨的粘着性定义：是指油墨断裂分离时所产生的抵抗阻力的量度，又称粘性；是墨膜在分裂过程中所表现出来的抵抗墨层分裂或阻止墨膜破裂的能力，是油墨内聚力在附着力作用下的一种表现。粘着性与粘度粘着性是对油墨内聚力所产生的阻止油墨分裂的力的量度；粘度是对油墨内聚力所产生的阻止油墨相对移动的力的量度；粘着性与粘度的大小都与油墨的内聚力成正比，即粘度大的油墨其粘着性也大。,2012.3,印刷材料及适性,12-3油墨的粘弹特性,印刷中影响粘着性的因素印刷过程中油墨层分离时的速度影响粘着性的大小。印刷速度快时所表现出的粘着性较大。油墨转移时墨层厚度影响油墨粘着性的大小。印刷中供墨量大时墨层较厚，表现为油墨的粘着性较大。,2012.3,印刷材料及适性,12-3油墨的粘弹特性,粘着性与印刷的关系油墨的粘着性决定油墨的分离和转移性能，对印刷过程有直接影响。粘着性过大，油墨分离时因阻力过大而造成油墨转移量过少及分布不均匀，表现为印迹的墨量不足和墨色不匀等现象。粘着性过大，油墨在印版(橡皮布)与纸张分离时产生的粘着力超过纸张的表面强度，则会引起纸张拉毛、分层剥落等现象。粘着性过小，分离时墨丝回弹无力，印品网点扩大，造成图文不清晰。油墨粘着性与印刷色序不匹配，会使湿叠湿的套色印刷油墨转移率下降，印品色相失真。,2012.3,印刷材料及适性,12-3油墨的粘弹特性,二、油墨的拉丝性拉丝性：是指油墨受拉伸作用至断裂时形成丝状的能力。丝头：是指从油墨被拉伸成丝到墨丝断开时的长度，通常用来表征拉丝性的强弱。影响：决定油墨的分离和转移性能,墨丝过短，油墨不能附着到墨辊上，造成转移不良，出现脱墨现象；墨丝过长，引起飞墨，导致印品、设备的污染。,2012.3,印刷材料及适性,12-3油墨的粘弹特性,三、油墨的流动性能油墨的流动性是指油墨流体自身所具有的流动能力。流动性是油墨粘度、屈服值、触变性等性质的综合表现，油墨的内聚力大则粘度大、屈服值高，表现出的流动性较弱。流动度：是指油墨在压力作用下产生流动时，直径扩展的能力。对印刷的影响：决定油墨印刷时的给墨、传墨、分配、转移过程是否能顺利进行。,2012.3,印刷材料及适性,油墨的流平性是指油墨水平地自然流动，扩展成为表面平整的膜的能力。流平性是油墨在自身的重力和分子间作用力作用下所产生的现象，是油墨在特定条件下的流动性。流平性对印刷的影响：油墨流平性好，干燥后印迹表面平整光滑、墨膜光泽度高；油墨流平性不佳，印品表面不光滑，影响光泽度；流平性过强会在印刷中产生流挂现象，造成印品污染。一般，牛顿流体的流平性较好，塑性流体的流平性不理想，如果具有适当的触变性，油墨的流平效果较好。,12-3油墨的粘弹特性,2012.3,印刷材料及适性,下墨性：是指油墨在印刷机储墨机构(墨斗)中能不断向外输送的能力。是油墨流动性的另一种表现。影响下墨性的因素：油墨流动性好，则下墨容易；流动性很差；则无法正常下墨；油墨的流平性好，则下墨容易；油墨的粘度过小或丝头过短也可能造成油墨下墨不良；油墨的屈服值过大，墨斗辊转动无法带动油墨流动，则会出现不下墨现象；油墨的触变性过大，墨斗中处于静止状态的油墨很难发生流动，从而导致不下墨。,12-3油墨的粘弹特性,2012.3,印刷材料及适性,本章小结,油墨在印刷中的行为