油墨的組成及特性

1、油墨的組成及特性（一）顏料1概述顏料是一種呈細(xì)微粉末狀的固體有色物質(zhì)，可以呈現(xiàn)球狀、片狀等不規(guī)則形態(tài)。一般顏料粒子的直徑在幾百納米到幾十微米（10-710-5m）的范圍內(nèi)。顏料可以均勻地分散在介質(zhì)中，但不溶于介質(zhì)，且不與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；顏料是有色體，它既賦予油墨顏色，同時(shí)，它的分散、聚集又直接影響油墨的流動(dòng)性、油墨的化學(xué)穩(wěn)定性及油墨的干燥性。1）顏料的分類顏料的分類有以下幾種方法：按化合物特性可分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料。在有機(jī)顏料中，又可以按分子聚集狀態(tài)不同分為色淀顏料、色原顏料和顏料型染料。按分子結(jié)構(gòu)不同分為偶氮顏料、酥菁顏料等。按色彩特性分類?？煞譃椴噬伭希ㄈ琰S、品紅、青等）和消色顏料（

2、如黑、白、灰）等。2）顏料的理化性能顏料的分散度：顏料的分散度是指顏料顆粒的大小，分散度越高，顏料粒徑越小。通常，顏料分散度高，著色力、遮蓋力隨之提高。顏料的分散度越高，油墨的穩(wěn)定性越好。著色力：著色力是某一顏料與其它顏料混合后該顏料呈現(xiàn)自身顏色強(qiáng)弱的能力。顏料的著色力取決于它本身的光學(xué)特性及顏料的晶型構(gòu)造，同時(shí)受分散程度的影響。遮蓋力（透明度）：遮蓋力是指顏料遮蓋底層的能力。遮蓋力與透明度是對(duì)顏料同一性質(zhì)的相反的描述。油墨是否有遮蓋力取決于顏料折射率與連結(jié)料折射率之比。遮蓋力以g/m2表示，即產(chǎn)生一定覆蓋遮色效果所需顏料量。吸油量：顏料吸油量是對(duì)顏料與油脂結(jié)合能力的一種描述。吸油量等于將顏料

3、制成漿狀體所需加入的油脂重量與顏料重量之比，以g/100g顏料表示。吸油量直接影響油墨的性能。密度：顏料的密度對(duì)油墨的力學(xué)性能及穩(wěn)定性都有相當(dāng)大的影響。顏料密度也可以用“視比容”來描述。視比容是指每克重顏料所占的體積，用g/cm3表示。顏料的視比容越大，其密度越小，在連結(jié)料中不易沉淀，油墨的穩(wěn)定性好。而視比容小的顏料制成的油墨吸墨性差，傳遞不良，易糊版；較稀薄的油墨易沉淀、結(jié)塊等。所以，用來配制油墨的顏料，視比容越大越好。耐抗性：印刷品將使用于各種環(huán)境之中。對(duì)于一些特定環(huán)境，如高溫、日曬、酸、堿、有機(jī)溶劑等，顏料必須抵抗外界作用，盡量不產(chǎn)生物理及化學(xué)變化，以保證原有色彩。因此，要求顏料具有相應(yīng)

4、的抵抗能力，稱之為耐抗性。2無機(jī)顏料無機(jī)顏料一般指由單質(zhì)元素、金屬氧化物、無機(jī)鹽、絡(luò)合物等組成的顏料。它們的共同特點(diǎn)是色彩鮮艷，遮蓋力強(qiáng)，視比容小，耐抗性好，廉價(jià)。1）白色顏料鈦白（TiO2）:用于油墨中的鈦白有金紅石和銳鈦型二種，皆為四方晶型。鈦白的白度很高，顆粒細(xì)小，折射率很高，具有很高的光擴(kuò)散性；當(dāng)它分散在介質(zhì)中，能表現(xiàn)出很高的遮蓋力；具有極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性、耐高溫性。鋅鋼白：鋅鋼白是硫酸鋼和硫化鋅的混合物，分子式為BaS04ZnSo鋅鋼白顆粒細(xì)軟，遮蓋力僅為二氧化鈦的1/4左右。但它的耐堿性較好，毒性小，與醇酸樹脂拼混性較好。其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不如二氧化鈦。2）黑色顏料炭黑是碳?xì)浠衔锊煌耆?/p>

5、燒或裂解的產(chǎn)物。按照來源可分為燈黑、爐黑、槽黑、熱裂解黑等。炭黑的性質(zhì)：炭黑的原生顆粒極為細(xì)小，且顆粒越小，著色力越強(qiáng)。炭黑具有很高的比表面能，所以，通常是以聚集體的形式出現(xiàn)；炭黑具有較大的比表面和空隙，因此具有很強(qiáng)的吸附性。炭黑表面的酸度不同，pH值較低的炭黑，吸附油墨中干燥劑能力很強(qiáng)，使油墨中干燥劑的含量相對(duì)下降，產(chǎn)生抗干性，且酸性越強(qiáng)，抗干作用越強(qiáng)。應(yīng)用：色素炭黑；專用炭黑；溶劑型油墨用炭黑。3）彩色顏料黃色一鉛銘黃：是系列黃色顏料的統(tǒng)稱，是銘酸鉛（PbCrO4）、硫酸鉛PbSO4氧化鉛Pb0的混合物。這類顏料色相豐富，遮蓋力強(qiáng)，著色力較強(qiáng)，耐化學(xué)溶劑性強(qiáng)，價(jià)廉。但密度大，且含有有毒元素

6、，是一種低質(zhì)顏料，在某些廉價(jià)的黃墨中仍有使用。藍(lán)色一鐵藍(lán)：化學(xué)名稱為亞鐵氟化鐵KFe-Fe（CN）6-H20。著色力強(qiáng)，顆粒細(xì)小，色彩鮮艷，但不耐酸堿。在油墨中應(yīng)用較多，但也有逐漸被酥菁藍(lán)取代的趨勢(shì)。3有機(jī)顏料1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類有機(jī)顏料和染料都是不飽和的有機(jī)化合物，由蔡、慈、氮蔡、氨慈等碳環(huán)或雜環(huán)芳香族有機(jī)化合物衍生而成。它們能夠有選擇地吸收光譜中的某些部分，并將吸收區(qū)域從紫外線區(qū)域移到可見光部分，使化合物成為有色體。有機(jī)顏料一般可以分為色原（toner）和色淀兩大類，前者是以金屬鹽或酸類將水溶性染料制成不溶性的有機(jī)顏料的統(tǒng)稱；后者則是利用鋁鋼白等無機(jī)載體將有機(jī)染料沉淀而成的顏料（英文名Lak

7、e）。2）有機(jī)顏料的應(yīng)用與無機(jī)顏料相比，有機(jī)顏料具有色相齊全、色澤鮮艷、密度小、著色力強(qiáng)，一般比較透明等特性，是制造紅色油墨、透明黃墨不可缺少的原料，但價(jià)格較高，還有一些如還原顏料成本高，價(jià)格貴，只能作高級(jí)顏料使用。另外，有些有機(jī)顏料（例如堿性色淀顏料）耐光性較差。漢沙黃（HansaYellow）:又名耐曬黃，屬于單偶氮顏料系列。漢沙黃在烘烤后有起霜（升華）現(xiàn)象，不適于制印鐵油墨，現(xiàn)在是膠印和凸印油墨常用的黃色顏料。聯(lián)苯胺黃（AAA）：又名二芳胺黃或聯(lián)苯胺黃HC顏料索引號(hào)12（21090）,它屬于不溶性雙偶氮黃色顏料系列，顏色是綠相黃，著色力比漢沙黃強(qiáng)34倍，密度小，透明性好，耐水、酸、堿性良

8、好，常用于制造四色膠印套墨，印刷性能良好。洋紅：又名寶紅6B或羅平紅。它是有較高著色力的鮮艷的藍(lán)相紅色顏料，樹脂化的鈣鹽具有良好的物理性能，耐酸堿和耐醇稍差，色相好，耐光性強(qiáng)，耐熱性好。立索爾紅（litholred）:色相范圍廣，著色力強(qiáng)，耐滲性一般，價(jià)格便宜，流動(dòng)性好，但不耐光，常用于膠印及其它油墨的制造。金光紅C:又名來克紅，也是色淀性的偶氮顏料，它樹脂化后透明度提高，耐滲性較好，流動(dòng)性好，可以用來制造各種印刷油墨，但耐光性較差。耐曬桃紅色淀：又名桃紅色原，屬于堅(jiān)牢色淀，桃紅色原為鮮艷的品紅色，著色力強(qiáng)，耐光性尚好，用于制造四色膠印油墨，是一種高級(jí)顏料，價(jià)格較貴。酸性湖藍(lán)色淀：是在氫氧化鋁

9、載體上制成的酸性色淀，以鋼鹽為沉淀劑。獻(xiàn)菁藍(lán)：又名銅猷菁，穩(wěn)定猷菁藍(lán)（B型）。獻(xiàn)菁顏料具有鮮艷的色澤，著色力極高，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，耐光性好，在200c高溫下不變色，適用于各種印刷油墨，而且價(jià)格比其它高級(jí)顏料低，所以使用量很大。射光藍(lán)漿（膏）：是醇溶藍(lán)經(jīng)磺化制得的內(nèi)鹽色淀，加入調(diào)墨油制成深藍(lán)色的基墨，用于調(diào)整黑色油墨中的棕黃色調(diào)，提高黑度。還原顏料一硫靛紅：它是由還原染料氧化后制成的不溶性顏料。硫靛桃紅就是一種各項(xiàng)牢度極好的高級(jí)顏料，耐光、耐熱、耐各種溶劑，適于制造印刷油墨。4特殊顏料1）金屬顏料鋁粉：鋁粉即銀料。鋁粉顆粒表面有一層透明的氧化鋁膜，使之比較穩(wěn)定。銅粉：銅粉是銅與其它金屬合金的粉末

10、，即金粉。不同的合金有不同的色相。超細(xì)級(jí)金粉可用于制造膠印和鉛印油墨，特細(xì)級(jí)金粉適用于凹版及柔性凸版油墨。2）發(fā)光顏料夜光顏料（磷光顏料）：這種顏料能在夜間發(fā)光，實(shí)際上是高純度硫化鋅晶體經(jīng)過高溫處理，具有特殊的晶格構(gòu)造，并摻入銅、鉆等激發(fā)劑制成的。由于硫化鋅粉的顆粒較粗，只能用絲網(wǎng)印刷方法印在表盤或紙張上。螢光顏料：有一些物質(zhì)當(dāng)受到不可見光的照射時(shí)，能夠吸收它的能量放出可見光波，稱為螢光物質(zhì)。目前紡織業(yè)已采用將螢光染料用樹脂處理的方法，使它們成為不溶性的顏料，只要2%左右，即可制成螢光油墨。目前使用的螢光顏料透明性好，但遮蓋和著色力較差。5填充料1）填充料的作用與用途填充料是一種著色力很低的白

11、色顏料，但不用于制作白色油墨，而用于與其它彩色顏料的調(diào)色添加物。用填充料可以調(diào)整油墨固體一液體比例，同時(shí)沖淡油墨顏色，也可以取代一些高成本顏料，降低油墨成本。2）填充料種類及品種碳酸鈣（CaC03）:碳酸鈣來源于礦石（稱天然碳酸鈣，這種碳酸鈣顆粒粗硬，密度較大）和化學(xué)沉淀（稱沉淀碳酸鈣，這種碳酸鈣顆粒細(xì)而勻，化學(xué)純度高，雜質(zhì)少）。油墨中使用的是后者。硫酸鋼（BaS04）:天然硫酸鋼又稱重晶石，具有一定的透明性，耐光、耐熱，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，價(jià)格低廉，是用于油墨中的一種良好的填料。硫酸鋼在油墨中，可以調(diào)節(jié)油墨的流動(dòng)性能，具有一定的防臟作用。氫氧化鋁Al（OH）3:氫氧化鋁密度小，透明，結(jié)構(gòu)軟

12、，印刷性能良好。氫氧化鋁經(jīng)改性可用于以樹脂為連結(jié)料的油墨中，氫氧化鋁也可以作為色淀顏料的載體。鋁鋼白：鋁鋼白是氫氧化鋁與硫酸鋼的混合物。分子式為：3BaS04-A1（OH）3,性能介于二者之間。高嶺土：高嶺土即水合硅酸鋁。一種天然的細(xì)粒狀的粘土礦物，含有微量的鈣、鎂、鉀等元素。主要用于雕刻凹版油墨。（二）連接料及助劑1概述1）連結(jié)料的用途和類型油墨連結(jié)料，又稱凡立水（Vehicle）,是由高分子物質(zhì)混溶制成的液狀物質(zhì)，在油墨中作為分散介質(zhì)使用。是一種具有一定粘度和流動(dòng)度的液體，但不一定都是油質(zhì)的。連結(jié)料的類型按照油墨的干燥形式可以分為揮發(fā)干燥型連結(jié)料，滲透干燥型連結(jié)料和氧化結(jié)膜干燥型連結(jié)料等；

13、按照構(gòu)成連結(jié)料的介質(zhì)材料不同可分為干性油型連結(jié)料、礦物油型連結(jié)料和溶劑型連結(jié)料。每一種類型的連結(jié)料都是由多種成分構(gòu)成的，每種成分的作用也各不相同，一般說來，連結(jié)料主要由植物油、礦物油，有機(jī)溶劑，各種天然和合成樹脂及少量蠟質(zhì)構(gòu)成。2）連結(jié)料組分的理化指標(biāo)a.酸值。酸值對(duì)于植物油而言是指游離脂肪酸的含量。通常，連結(jié)料或樹脂酸值太大時(shí)，制成的油墨在膠印時(shí)易于親水乳化，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致有些顏料制成油墨后，粘度增大，甚至膠化；如果酸值過小，則表現(xiàn)為對(duì)顏料潤(rùn)濕性差，油墨流動(dòng)性能不良，光澤差等弊病。b.碘值。碘值是對(duì)油脂不飽和程度的描述。用每克油脂所消耗的碘的mg數(shù)（I2）mg/g表示。c.軟化點(diǎn)。高分子物質(zhì)（

14、如連結(jié)料中的樹脂）從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度即為該物質(zhì)的軟化點(diǎn)。一個(gè)硬樹脂的軟化點(diǎn)，對(duì)油墨制造者而言，是一個(gè)有價(jià)值的參數(shù)，可以據(jù)此了解該樹脂的改性程度，從而對(duì)油墨的粘性、光澤、干燥性等作出定性的估計(jì)。d.脂族姓:溶解性。脂族姓:溶解Tt是指樹脂（液）在正庚烷中的溶解性能。一般地說，樹脂的脂族姓:溶解性好，則制得油墨的流動(dòng)性較好，具抗水性能也較好。除上述理化指標(biāo)外，油脂的皂化值、油脂的水分等也是比較重要的指標(biāo)。2連結(jié)料組分的性能與結(jié)構(gòu)1）植物油植物油是從植物種子壓榨得到的液體物質(zhì)。a.組成與結(jié)構(gòu)植物油的基本化學(xué)組成是高級(jí)脂肪酸的甘油酯。通常，可根據(jù)碘值高低分為干性、半干性和不干性油。干性油在空氣中有較

15、好的干燥性；半干性油在空氣中干燥較慢，其表面不易形成薄膜，即便成膜，也不像干性油所形成的那樣堅(jiān)韌；不干性油在空氣中氧化極慢，通常表面不能成膜干燥。b.油墨中常用的植物油。）桐油干性油桐油為黃色或淡黃色濃稠液體，粘度是植物油中較大的。在油墨中，通常不單獨(dú)使用，而是與樹脂或其它油脂混用，這樣就充分發(fā)揮了它的長(zhǎng)處而彌補(bǔ)了它的不足?，F(xiàn)在使用的高光澤油墨，連結(jié)料中都或多或少地使用了桐油。亞麻油一一干性油亞麻油亦稱胡麻油，是淡黃色透明液體，干性比桐油慢，活性比桐油小，它是油墨工業(yè)最基本的原料之一。豆油半干性油豆油干燥較慢，顏色淺，且加熱不易泛黃，常與亞麻油或桐油配合使用，用來制造淺色油墨，特別是制造烘干型

16、油墨。篦麻油和脫水篦麻油篦麻油是典型的不干性油，能溶于乙醇和乙酸中。篦麻油可用于制造復(fù)印油墨及作為增塑劑用于某些油墨中。2）礦物油礦物油是石油分儲(chǔ)得到的一系列微分的總稱。主要組分是燒燒，不具有發(fā)生交聯(lián)的能力，因此，在油墨中不能作為成膜組分。油墨中常用的礦物油有：a.汽油汽油是油脂、樹脂的良好溶劑，在油墨中，常使用沸點(diǎn)在160-220C的重汽油與二甲苯混合，制造照相凹版油墨。b.高沸點(diǎn)煤油一一油墨油。主要用于快固油墨及熱固型膠印油墨的連結(jié)料中，其作用是迅速脫離膜層進(jìn)入紙張纖維之間，使膜層增稠、增粘。c.機(jī)械油。用來制造瀝青油和石灰松香油連結(jié)料，用于輪轉(zhuǎn)新聞?dòng)湍＿@類連結(jié)料是典型的滲透干燥型連結(jié)料

17、，無氧化結(jié)膜，不能形成固態(tài)膜層。3）有機(jī)溶劑在油墨中，有機(jī)溶劑用于溶解樹脂類成膜物質(zhì)而制成溶劑型連結(jié)料。用于油墨中的有機(jī)溶劑要求具有以下幾個(gè)特征：對(duì)樹脂材料的溶解能力及釋放能力；較快的蒸發(fā)速度及符合環(huán)境保護(hù)和安全的要求。油墨中常用的有機(jī)溶劑有芳爛類、醇類、酮類和酯類等，主要用于制造揮發(fā)干燥的照相凹版油墨和柔性版油墨。4）蠟蠟是油墨常用助劑，蠟用于油墨中，能改善油墨的抗水性和印刷性能，主要是改變油墨的流變性。各種油墨都可以采用蠟質(zhì)材料來調(diào)節(jié)粘性，使油墨疏松，墨性短；增加固著能力，使印品網(wǎng)點(diǎn)完整，減少蹭臟、結(jié)塊。蠟的成分包括高級(jí)飽和脂肪酸的混合物或高級(jí)醇及其酯化產(chǎn)物。蠟一般以來源進(jìn)行分類。5）樹脂

18、單獨(dú)由干性油制成的油型連結(jié)料分子量小，固著速度慢，光澤不好，還容易與潤(rùn)版液發(fā)生乳化，所以，將樹脂引入油墨的連結(jié)料中，連結(jié)料的各項(xiàng)性能得到了重大改善?，F(xiàn)在可以說任何一種類型的油墨都離不開樹脂。油墨中使用的樹脂主要分為天然樹脂和合成樹脂兩大類，油墨中常用的樹脂有：a.松香及其衍生物，包括松香、松香酯、松香酸金屬鹽、失水蘋果酸樹脂（順丁烯二酸松香）。b.天然瀝青與石油瀝青。天然瀝青溶解在苯類溶劑中可制造照相凹版油墨；石油瀝青溶于礦物油中可制造膠印輪轉(zhuǎn)黑墨及黑色新聞?dòng)湍?。因?yàn)闉r青價(jià)格便宜，性能較好，使用相當(dāng)普遍。c.改性酚醛樹脂。酚醛樹脂是酚類物質(zhì)與醛類物質(zhì)經(jīng)縮合而得到的高分子物質(zhì)。目前，我國油墨行業(yè)

19、大量使用的是二酚基丙烷甲醛松香改性酚醛樹脂、對(duì)異辛酚甲醛松香改性酚醛樹脂。由于這些樹脂軟化點(diǎn)較高，結(jié)膜硬度好，光澤好，油溶性好，所以是膠印亮光快干油墨連結(jié)料的理想樹脂。d.改性醇酸樹脂。油墨中常用的改性劑是植物油。改性醇酸樹脂對(duì)顏料潤(rùn)濕性，顯色性都比較理想，制成的油墨流動(dòng)性好，結(jié)膜光澤好，干燥性好。e.聚酰胺樹脂。目前，大多數(shù)聚酰胺樹脂的溶解性較差，必須使用混合溶劑才能溶解，且貯存性不好。因此，通過對(duì)樹脂的改性，提高其溶解性能和低溫抗凝性是至關(guān)重要的。f.丙烯酸樹脂。隨著光固化油墨和水基油墨的發(fā)展，丙烯酸樹脂的應(yīng)用呈上升趨勢(shì)。由于丙烯酸中含有大量不飽和基團(tuán)，對(duì)紫外光有比較強(qiáng)的反應(yīng)，它與其它物質(zhì)

20、的共聚物，可作為光固化油墨的樹脂。g.其它樹脂纖維衍生物：成膜堅(jiān)韌、干性好、防裂抗熱。被廣泛用于柔性凸版和照相凹版油墨中。聚氨酯樹脂：聚氨酯樹脂膜層堅(jiān)牢耐摩擦，對(duì)顏料潤(rùn)濕性好，用于膠印油墨中性能優(yōu)良。環(huán)氧樹脂：對(duì)物質(zhì)有良好的附著力，常與醇酸、酚醛樹脂混用制造印鐵油墨、罐聽內(nèi)涂料等。3常用連結(jié)料不同種類、性能的油墨要采用不同性能的連結(jié)料。1）干性油型連結(jié)料這類連結(jié)料是由植物油經(jīng)加熱后形成的。不同的品種具有不同的功能，有些可強(qiáng)化膜層干燥能力，有些可提高膜層柔韌性，有些可提高膜層光澤等。干性油型連結(jié)料采用的主要是植物油，不同的處理方法可得到聚合油和氧化油兩類油型連結(jié)料。2）松香油和瀝青油松香油和瀝青

21、油是由不干性礦物油和松香、瀝青構(gòu)成的，是比較廉價(jià)的滲透固著型連結(jié)料。其特征是不同分子量的材料較為完全的混合。小分子組分在印刷完成后脫離大分子進(jìn)行滲透，大分子組分繼而更為緊密地與顏料顆粒結(jié)合。3）樹脂型連結(jié)料a.樹脂型連結(jié)料性質(zhì)樹脂型連結(jié)料是樹脂、植物油、礦物油（油墨油）混制而成的產(chǎn)物，并且形成一個(gè)復(fù)雜液相系統(tǒng)。b.各組分在油墨連結(jié)料中的功能。植物油有兩個(gè)作用：具一，起樹脂與油墨油的連結(jié)作用，樹脂與植物油混溶物才能與油墨油混溶；其二，純樹脂的膜性脆，植物油的存在使膜層柔軟，有韌性。在滿足以上兩個(gè)功用前提下，植物油用量越少越好，否則影響快固。樹脂是油墨主要成膜物質(zhì)，保證了油墨膜層的質(zhì)量。油墨油是樹

22、脂的溶劑，它的滲透決定了油墨的固著。c.連結(jié)料液相結(jié)構(gòu)。在連結(jié)料的高粘度液相中，樹脂與植物油的結(jié)合形式有兩種：溶解型及分散型。4）溶劑型連結(jié)料溶劑型連結(jié)料分為以有機(jī)溶劑為基質(zhì)的連結(jié)料和以水為基質(zhì)的連結(jié)料。有機(jī)溶劑為基質(zhì)的連結(jié)料：指有機(jī)溶劑與樹脂完全混溶成為透明溶液所形成的連結(jié)料。有機(jī)溶劑的存在使之形成的油墨呈現(xiàn)揮發(fā)干燥的特性，干燥的快慢，很大程度受溶劑性能影響。溶劑與樹脂的相容程度決定了油墨的印刷性能、印刷穩(wěn)定性及儲(chǔ)存穩(wěn)定性。水基連結(jié)料：指以水作為基質(zhì)，樹脂以溶解、膠體或乳液3種狀態(tài)存在所形成的連結(jié)料。水基連結(jié)料由于其制成的油墨安全、無毒，以及其它特殊的優(yōu)點(diǎn)，成為溶劑型連結(jié)料的發(fā)展趨勢(shì)。5）反應(yīng)型連結(jié)料紫外線干燥油墨，高能量電子束干燥油墨，