1) 顏料的特點與種類
顏料是油墨中的著色劑,是表現油墨顏色的主要原料。它與染料的區別是:顏料壹般不溶於水,也不溶於連結料,在溶劑中大部分呈懸浮狀態。而染料在連結料中是可溶的真溶液,能使物體全部著色。顏料的種類很多,分類方法也很多。按壹般的概念可分為無機顏料和有機顏料;按金屬類型可分為鋅顏料,鈷顏料;按色彩特性可分為彩色顏料與非彩色顏料等。壹般國際上將它們分為:
a:顏料性染料(pigment dyestuff)
即指不溶性的有色有機體或載體。包括偶氮顏料、酞菁顏料、硝基顏料、亞硝基顏料、還原性顏料。
b: 沈澱性染料(色澱—lake)
即指含有無機物質或載體的有機顏料。包括普通色澱、堅牢色澱。
c: 通那(toner)
即指水溶性的酸性或堿性染料,是沒有無機物質或載體的有機顏料。它是壹種沒有被沖淡的有機有色體,具有最大的著色力。
2) 顏料的質量指標
顏料的質量直接影響油墨的性能,壹般評價顏料性能優劣與否有以下幾種指標:
a:色調。
色調反映顏料對光譜的選擇吸收特性,取決於顏料本身的性質,也與墨膜的厚度,使用的填充料、連結料種類,以及紙張的特性有關。顏料對主光波吸收越大,有害吸收則越少。
b:著色力。
著色力指壹種顏料與其它顏料混合後對混合顏料的顏色所起的影響能力。顏料的著色力越高用它配制的油墨所需數量越少。
c:遮蓋力。
遮蓋力指顏料能遮蓋承印物體表面的能力。即承印物表面顏色不透過顏料的能力。顏料的遮蓋力取決於顏料折光率與連結料折光率之差。
d: 視比容。
視比容指每千克重的顏料占有多少立方米的體積。視比容與視比重互為倒數。視比容越大越好。
e:吸油量。
吸油量指壹定量的顏料所能吸收的油量,以讓100克顏料緊密粘在壹起所需的亞麻油克數計算。印刷油墨的性質與顏料的吸油量有關,吸油量小的顏料制成的油墨所含顏料就多,油墨遮蓋力強,但穩定性差。在印刷時容易產生堆版,也容易被乳化。壹般要求顏料吸油量要大。
f:分散度。
分散度反映顏料顆粒的大小,顆粒越小的顏料其分散度越高。壹般提高分散度能使顏色變得鮮艷,並提高顏色明度。
g:耐光性、耐曬性、耐滲透性及其它耐腐蝕性等。
3)膠印油墨對顏料的基本要求。
a:顏色性能要求著色力很高、色濃度高、透明度高、色調誤差小。
b:穩定性要求耐光、耐熱、耐酸堿腐蝕性能強。
c:印刷性能要求顆粒細小均勻、分散度高且不溶於水。親油性比親水性強,不含有害物質。
二 連結料
1) 連結料在油墨中的作用
連結料是油墨質量好壞的基礎,它在油墨中的作用如下:
a :顏料的載體及分散劑
b :決定油墨的墨性
c :給油墨壹定的光澤、耐磨擦性、耐各種溶劑性,以及壹定的耐沖擊性等物理性能
d :決定油墨的幹燥類型和幹燥速度(固著速度)
2) 連結料的基本反應機理
連結料在把顏料按需轉印到承印物後,為使顏料穩定牢固固著在承印物上,連結料就需發生由小分子到大分子的固化交聯反應。這種反應是在借助外界的熱、光能量的作用或溶劑的去除作用而進行的。其基本反應類型如下:
a:聚合作用
b:氧化作用
c:縮合作用
d:異構化作用
e:酯化及酯交聯作用
3) 常用連結料的類型及特點
① 幹性連結料
這種連結料主要是以不飽和性植物油(亞麻油、桐油、蓖麻油等)為主體,在適當的溫度下聚合為壹定程度的粘稠液體。它的幹燥是利用空氣中的氧對不飽合雙鍵進行氧化交聯以形成大分子。用這種連結料制成的油墨光澤性較好,但氧化幹燥速度很慢,加入幹燥油後雖然加快了幹燥速度,但使油墨質量不穩定。而且這種連結料分子量不是很大,在有水存在的膠印中容易乳化。現在單純利用這種連結料做油墨已為數不多,而常把它和高分子樹脂混合使用或用該種植物油改性高分子樹脂,以提高其應用能力。
② 溶劑型連結料
這種連結料由固體樹脂溶解在溶劑中制成,壹般用於滲透性較大的承印物如新聞紙中。
③ 反應型連結料
利用外界的能量使樹脂發生交聯固化作用的連結料,如UV幹燥型、EB(電子束)幹燥型、紅外幹燥型等。
④ 樹脂型連結料
該種連結料利用固體高分子合成樹脂溶於植物油、石油系列高沸點溶劑中,制成高粘度相,然後加入低粘度的油墨油稀釋,當它們接觸到承印物紙張後,表面張力小的油墨油立即滲入紙中即油墨的初期幹燥——固著。此後剩下的高粘度相,由於失去了流動性而發生交聯固化而留在紙張上,即完成了油墨的固著幹燥。這種連結料可以做成快幹型、亮光型以及快幹亮光型油墨,這由樹脂的性質及其在油墨中含量決定。在選用樹脂時,壹般要考慮它的分子結構及分子量大小,溶劑的溶解度及釋放性,樹脂的穩定性等。樹脂的分子大,含量多則油墨的光澤就好;溶劑的溶解性和釋放性是相對立的兩方面,溶解性差而釋放性強,油墨的固著就快,反之則慢。常見的樹脂種類有:
1> 固體樹脂由合成固體樹脂溶解在幹性植物油或高沸石油溶劑中制成。常用的有:
a:松香酯類包括甘油、季戊四醇及它們的二聚松香酯。
b:酚醛樹脂類包括用松香或二聚松香改性並以苯酚、雙酚或烷酚(如叔丁酚)等類為原料的酚醛樹脂和純酚醛樹脂。
c:順丁烯二酸酐改性松香酯類包括用順丁烯二酸酐改性的松香及二聚松香甘油或季戊四醇酯。
d:石油樹脂包括改性石油樹脂。
2> 液體合成樹脂
a:醇酸樹脂鄰、間、對苯二甲酸酐制的醇酸樹脂等。
b:油改性酚醛樹脂幹性植物油改性的酚醛樹脂。
c:聚氨酯樹脂
該種樹脂用於大膠印油墨中具有亮光好、流動性好、成膜性好、對顏料的潤濕性好等特點,但用量過多固著速度較慢。
3> 膠質油以鋁皂或酸鋁化合物及其衍生物與樹脂油制成的彈性膠狀物。其常用的成份
如下:
a:硬脂酸鋁大多用二硬脂酸鋁,這種物質易使膠質油在高速印刷下不穩定,且印刷網點較差。
b:低度碳酸鋁常用異辛酸鋁,沒有硬脂酸鋁的缺點,質量較好。
c:異丙醇鋁及其衍生物對油墨光澤、印刷性能有益,成膠體穩定,在高速下不易破壞。
膠質油用在油墨中可使使油墨增加粘度而不增加粘性,在膠印中具有去粘,改善身骨、網點等的特點。
三 填料
1) 填料在油墨中作用
填料是壹種能均勻分散在連結料中的白色粉狀物,其在油墨中的用量是根據油墨顏料的用量和墨性要求來調節。在油墨中作用大致如下:
a:降低油墨成本
b:調節油墨的墨性
c:調節油墨的色濃度
2) 常用填料的類型及特點
a: 氫氧化鋁油墨中用的氫氧化鋁都是以沈澱法制得的,它是油型油墨中常用的填料。它和適當粘度的調墨油(幹性亞麻油在壹定溫度下聚合而成)制成印刷中常用的維利油。油墨中氫氧化鋁用量不能太多,否則會抑制油墨的幹燥,同時也會減弱油墨的光澤。
b: 硫酸鋇油墨中用的硫酸鋇也是用沈澱方法制成的。其比重大,透明性差,吸油量多,在油墨中單獨使用會使油墨的流動性減弱,而且用量不能很高,否則在印刷中會出現堆墨現象。它可以與比重小、顆粒細,研磨後油墨要求不太高的顏料壹起使用,以作為改善油墨流動性之用。
c: 鋁鋇白此種填充料是硫酸鋇與氫氧化鋁的沈澱物。其光澤較好,制成墨漿後印刷性能也較好,但若使用不當,會使油墨膠化或變粗。選用時可與調墨油壹起研磨以取得良好的流動性和光澤性。
d: 碳酸鈣油墨中使用的碳酸鈣是由氫氧化鈣與碳酸鈉沈澱得到的。這種方法得到的碳酸鈣具有良好的透明度和光澤性。而且碳酸鈣顆粒可以做到很小(0.02-0.1μm),能達到膠體粒子的範圍,故有時也稱之為膠質碳酸鈣。膠質碳酸鈣在油墨中按壹定比例調配,能很好地改善油墨的流動性、光澤度、透明度等,而且壹般不會產生不良的印刷故障。膠印油墨中特別是樹脂型膠印油墨,常選膠質碳酸鈣做填充料,以取代其它類型的填充料。
四 輔助劑
輔助劑是油墨中加入的用以改善油墨某些特殊性能或要求的附加物,可以是顏料、連結料以及油墨成品的輔助劑。其目的是改變顏料、連結料之間的潤濕性、相溶性以及油墨本身的性能變化或某些特殊要求。輔助劑在油墨中的含量很小,壹般不超過10%。油墨中常有的輔助劑如下:
1)幹燥劑主要是指能促進幹性油型連結料聚合幹燥的物質。大多是金屬鈷、錳的鹽類或皂類。
2)撤粘劑這種輔助劑能有效地降低粘性而基本上不改變油墨的身骨。常用的有蠟類及凝脂(膠質油)類。蠟類撤粘劑除具有去粘作用外,還有使油墨耐磨擦及增滑作用;而膠質油具有去粘及保持稠度和身骨的作用。
3)增稠劑用於增加油墨和連結料的粘度,改善油墨的觸變性,防止顏料的沈積,並提高圖文光澤與網點再現性。
4)防蹭臟劑用於防止印品蹭臟,壹般是將澱粉分散在調墨油中,再摻入油墨中。