油墨是由色料、连结料、填充料和助剂混合而成的。其中连结料是油墨中的液體(tǐ)成分(fēn),是色料和填充料等固體(tǐ)粉末的载體(tǐ),它将色料和填充料均匀分(fēn)散其中,使油墨具有(yǒu)适当的流变性能(néng)和干燥性能(néng)。同时它又(yòu)是一种成膜物(wù)质,颜料要依靠连结料的干燥成膜性牢固地附着在承印物(wù)表面。因此,连结料决定着油墨的干燥性和膜层品质。本文(wén)就各种类型的连结料的性能(néng)比较和优化组合来分(fēn)析油墨的干燥方式和干燥机理(lǐ),以期帮助大家从本质上區(qū)分(fēn)各种油墨的干燥方式和干燥机理(lǐ)。只有(yǒu)了解油墨中使用(yòng)了何种连结料才能(néng)正确區(qū)分(fēn)如此多(duō)的干燥方式,才能(néng)正确选用(yòng)符合印刷适性要求和印刷质量要求的油墨。
1 连结料的性能(néng)及组合
油墨的干燥是一个由液态转变為(wèi)固态,同时成膜(连结料干燥后如果不能(néng)成膜,则无法包裹颜料和填充料干固在承印物(wù)表面,会出现粉化现象)的过程,所以油墨中的液體(tǐ)连结料在油墨的干燥过程中起着决定性的作用(yòng)。分(fēn)析油墨的干燥形式,要从连结料入手。
如果仅采用(yòng)单一的物(wù)质作连结料,只有(yǒu)植物(wù)油一种能(néng)同时满足固化和结膜的要求,因為(wèi)只有(yǒu)它才能(néng)自行干燥,同时也能(néng)形成墨膜。所以只能(néng)通过各种连结料的组合才能(néng)配出多(duō)种干燥形式的油墨。
通过一系列的组合,我们得到了7种组合方式和6种不同的干燥形式,分(fēn)别是氧化结膜干燥、渗透干燥、渗透氧化结膜干燥、挥发干燥、热固干燥和UV干燥。这几种干燥方式是目前较常用(yòng)的干燥方式。
2 各种干燥方式的油墨干燥机理(lǐ)
1)渗透干燥
渗透干燥型油墨的连结料由矿物(wù)油、树脂组成,称為(wèi)不干性矿物(wù)油连结料。其干燥的机理(lǐ)是依靠矿物(wù)油的渗透作用(yòng)和纸张的吸收作用(yòng)共同完成干燥。其干燥过程為(wèi):油墨转移到纸张上以后,连结料中的矿物(wù)油渗入到纸张内部,遗留在纸面的颜料与树脂迅速地固着,完成干燥过程。
渗透干燥的优点是干燥速度快,特别适合在高速印刷机上使用(yòng)。渗透干燥的油墨主要是胶印轮转油墨,用(yòng)来印刷新(xīn)闻纸、书写纸等结构较疏松的纸张。
2)氧化结膜干燥
由表2可(kě)知,氧化结膜干燥型油墨的连结料是由干性植物(wù)油组成的,称為(wèi)油脂型连结料。其干燥机理(lǐ)是利用(yòng)氧化聚合反应使油墨层由液态变為(wèi)固态。其干燥过程為(wèi):油墨转移到承印物(wù)上以后,油墨中的连结料即干性植物(wù)油吸收空气中的氧气发生氧化聚合反应,使呈三维空间分(fēn)布的干性油分(fēn)子变成立體(tǐ)网状结构的巨大分(fēn)子,干固在承印物(wù)表面。
氧化结膜干燥的速度很(hěn)慢,一般要十几个小(xiǎo)时才能(néng)使膜层完全硬化,但形成的墨膜光泽好,与纸张结合牢固,耐摩擦性好,并具有(yǒu)一定的弹性。
氧化结膜干燥型油墨过去主要為(wèi)单张纸胶印油墨和雕刻凹版油墨,被称為(wèi)油脂型油墨。由于其干燥速度较慢,不能(néng)适应高速印刷的要求,故这种油墨逐渐淡出单张纸胶印油墨的应用(yòng)领域。
3)渗透氧化结膜干燥
渗透氧化结膜干燥型油墨的连结料是由干性植物(wù)油、高沸点煤油、树脂组成,称為(wèi)树脂型连结料。其干燥机理(lǐ)是依靠高沸点煤油的渗透作用(yòng)和干性植物(wù)油的氧化结膜反应完成干燥。其干燥过程為(wèi):油墨转移到纸张上以后,高沸点煤油迅速向纸张渗透,树脂因高沸点煤油向纸张的渗透而产生凝聚,同时干性植物(wù)油吸收空气中的氧气而发生氧化聚合反应,最终完成干燥。
渗透氧化结膜干燥固着快、光泽好、色彩鲜艳、墨膜坚固,是较為(wèi)理(lǐ)想的一种干燥形式。渗透氧化结膜干燥集合了渗透和氧化结膜两种干燥方式的优点,它利用(yòng)高沸点煤油的迅速渗透能(néng)力达到快固着,这样就不会发生背面蹭脏的现象;接着再利用(yòng)干性植物(wù)油慢慢氧化形成一层牢固而平滑的墨膜。所以渗透氧化结膜干燥既能(néng)达到高速印刷的干燥要求,又(yòu)能(néng)实现鲜艳、高光泽的质量要求。渗透氧化结膜干燥型油墨主要应用(yòng)于现代单张纸胶印油墨,它可(kě)以在中高档纸张承印物(wù)上印刷精美的图文(wén)信息。
4)挥发干燥
挥发干燥型油墨的连结料是由有(yǒu)机溶剂和树脂或水和树脂组成,前者是传统的挥发干燥油墨,广泛应用(yòng)于凹版印刷,后者是新(xīn)型环保油墨的代表,发展势头迅猛。
①溶剂型挥发干燥
溶剂型挥发干燥的机理(lǐ)是依靠油墨中的溶剂向空间挥发来完成干燥。其干燥过程為(wèi):油墨转移到承印物(wù)上以后,连结料中的溶剂向空气中挥发,剩余的连结料(主要是树脂)与颜料一起形成固體(tǐ)膜层,固化在承印物(wù)表面。
溶剂型挥发干燥油墨主要包括照像凹版油墨和柔性版油墨,在中高档包装材料进行印刷,如纸板、瓦愣纸板、塑料等。
②水性挥发干燥
水性挥发干燥的机理(lǐ)和过程和溶剂型是一样的,只是挥发的主角由溶剂换成了水,水的挥发速度直接影响着这种油墨的干燥速度。水性挥发干燥油墨相对于溶剂型挥发干燥油墨,明显减少了有(yǒu)机溶剂向大气中排放,防止了大气污染,改善了作业环境,有(yǒu)利于职工健康,同时还降低了由于静電(diàn)和易燃溶剂引起的火灾危险和隐患。
同溶剂型油墨一样,水性挥发干燥油墨主要有(yǒu)照像凹版油墨和柔性版油墨,特别是柔性版油墨目前正大量改用(yòng)水性油墨,以提高其环保性。
5)热固干燥
热固干燥型油墨的连结料是由少量的干性植物(wù)油、较多(duō)的矿物(wù)油(主要是窄馏程的高沸点煤油)和树脂组成,称為(wèi)热固型连结料。其干燥机理(lǐ)是利用(yòng)加热烘干装置加快高沸点煤油挥发干燥速度。其干燥过程為(wèi):油墨转移到承印物(wù)上以后,通过加热装置使墨层中的高沸点煤油迅速挥发,同时油墨内的树脂被加热软化,固體(tǐ)颜料颗粒渗入半流动状态的树脂中,经冷却后一起固化在承印表面。油墨的加热装置有(yǒu)热风干燥、煤气火焰干燥、热风混合式干燥和電(diàn)子干燥等方式。
热固干燥型油墨的干燥速度快,但干燥时消耗大量能(néng)量,高达200℃的高温对印品的质量也有(yǒu)影响。热固干燥型油墨主要应用(yòng)于商(shāng)业轮转胶印机对涂料纸的印刷,它满足了在高平滑度纸张上进行快速印刷的要求。
6)光固干燥(UV干燥)
光固干燥型油墨的连结料是由光固树脂、交联剂、光敏剂组成,称為(wèi)光固(UV)型连结料。其干燥机理(lǐ)是利用(yòng)紫外線(xiàn)照射使光敏剂分(fēn)解形成自由基,这些自由基使光固树脂与交联剂交联固化在承印物(wù)表面。其干燥过程為(wèi):油墨转移到承印物(wù)上以后,光敏剂受到紫外線(xiàn)的照射被激发形成自由基,自由基使光固树脂和交联剂交联共聚,从而完成干燥过程,如图1所示。
UV油墨的性能(néng)优异,干燥速度快,可(kě)在0.1秒(miǎo)内完成干燥,不会粘脏。它没有(yǒu)溶剂挥发,不会污染环境,属于环保油墨。这种油墨在照射紫外線(xiàn)之前不会干燥,清洗印版、橡皮布容易。油墨干燥不受承印物(wù)及润版液pH值的影响,可(kě)以适用(yòng)多(duō)种承印物(wù)。同时还具有(yǒu)良好的附着性能(néng),适用(yòng)于高级胶版纸、金属箔纸、合成纸、复合金银卡纸、PE、PVC、PET等非吸收性材质的印刷。
综上所述,对各种连结料成分(fēn)进行比较,得出其属于哪种干燥方式,能(néng)否成膜,再根据各自特点进行优化组合,才能(néng)帮助我们从这么多(duō)种油墨中區(qū)分(fēn)它们的连结料成分(fēn)、干燥方式、干燥机理(lǐ)及应用(yòng)领域,為(wèi)各种印刷产品选用(yòng)正确的油墨进行印刷。
来源:印刷世界