印刷油墨成分分析-文檔資料

1、2021/4/61包裝材料學(xué)包裝材料學(xué) 印刷油墨印刷油墨2021/4/62油墨u油墨的發(fā)展簡史 從最早期用木材燒成炭再與樹膠均勻的混合干燥制成墨，到后來的水性墨、油性墨、納米油墨、無水膠印油墨、彩色噴印油墨和uv油墨等，油墨的發(fā)展經(jīng)過了漫長的發(fā)展歷程。 今后油墨的研究發(fā)展方向是：水基型綠色油墨； 無溶劑型光固化環(huán)保油墨；適應(yīng)不同新機(jī)型的特種環(huán)保油墨；引入納米材料形成減量、高性能的油墨。油墨及其樣本2021/4/634.1 油墨的組成與分類油墨的組成與分類油墨主劑助劑色料連結(jié)料干燥性調(diào)整劑流動(dòng)性調(diào)整劑色調(diào)調(diào)整劑顏料染料包含無機(jī)顏料、有機(jī)顏料包括水溶性、油溶性、醇溶性染料等包含植物油、礦物油、有機(jī)

2、溶劑、水、天然樹脂、合成樹脂、瀝青等其他助劑包含撤粘劑、稀釋劑、增稠劑、沖淡劑、增塑劑和表面活性劑等2021/4/64油墨u各重要組分的作用色料使油墨具有色彩。連接料充當(dāng)色料的載體（兩者相混，印刷時(shí)從印版轉(zhuǎn)印到承印物上，形成干燥的墨膜）助劑調(diào)節(jié)墨的色調(diào)、粘性、流動(dòng)性、干燥性、印刷適性。u油墨的分類根據(jù)印版的種類：平印油墨、凸印油墨、凹印油墨、網(wǎng)印油墨根據(jù)油墨的干燥方式：揮發(fā)干燥型、滲透干燥型、氧化結(jié)膜型、熱固干燥型、光固干燥型等2021/4/65油墨l4.1.1 色料色料分成顏料和染料顏料：不溶于水、油、有機(jī)溶劑（僅使物體的表面染色，油墨大多使用這種）染料：溶于水、油、有機(jī)溶劑（使物體全部染色

3、）顏料染料2021/4/66油墨顏料：微細(xì)顆粒物質(zhì)，形狀多為球、棒、層狀，粒徑約為10-7 10-5m， 在微米級(jí)。可均勻分散于介質(zhì)中是懸浮狀態(tài)，但不溶于介質(zhì)。有機(jī)顏料（以分子結(jié)構(gòu)分）：酞菁顏料、偶氮顏料 （以分子聚集狀態(tài)分）：色淀顏料、色原顏料和顏料性染料無機(jī)顏料包括炭黑、鉻黃、鐵藍(lán)、鈦白粉、鋅鋇白、金屬顏料等有機(jī)顏料無機(jī)顏料2021/4/67油墨l1.顏料的理化指標(biāo)與要求 顏料的分散度 指顆粒大小，粒徑越小，分散度越高。 油墨中顏料顆粒的大小絕不能超過墨膜厚，否則會(huì)影響色澤。 顏料表面積應(yīng)當(dāng)為10 100/g之間。因?yàn)榉稚⒍扰c比表面積成正比，顏料越細(xì)、表面積越大、吸墨量越大，與連接料親和性

4、越好，油墨光澤性、穩(wěn)定性、遮蓋力、著色性越好。顏料的著色力 指著色效果的強(qiáng)弱（亦指色強(qiáng)度） 著色力與分散度有關(guān)，但重要的是決定于自身的晶體結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性。 著色力可用沖淡被測顏料到一定程度所用的白色顏料與沖淡標(biāo)準(zhǔn)顏料到一定程度所用白色顏料量之比的百分?jǐn)?shù)表示。 著色力=被測顏料所用白色墨量/標(biāo)準(zhǔn)顏料所用白色墨量 100% 著色力值越大，著色力越強(qiáng)。2021/4/68油墨顏料的遮蓋力 指顏料遮蓋底色，使它不再顯透的能力，它是透明度的相反表示。 顏料折射率/連接料折射率=1 顏料為透明 1 顏料不透明，顯示了遮蓋力 遮蓋力還取決于對(duì)光的吸收程度與分散度。顏料的密度 g/cm3，對(duì)油墨的穩(wěn)定性及力學(xué)性

5、能有很大的影響。油墨的遮蓋力很大程度取決于顏料的體積, 而不是質(zhì)量，故顏料的密度也稱視比容。顏料粒子越細(xì)，表面積越大，分散度越高，遮蓋力越好，體系越穩(wěn)定。2021/4/69油墨顏料的吸油量 將100g顏料全部潤濕成漿狀時(shí)所需的油量，用g/100g表示。（吸油不是滲透到粒子內(nèi)部，而是潤濕表面） 粒子越小，吸油量越大，還與粒子的形狀有關(guān)。油墨粘度與連接料粘度及包在連接料外面的顏料粒子的流動(dòng)性有關(guān)，顏料吸油好，油墨流動(dòng)性也好，穩(wěn)定性好。吸油差的易堆版、乳化。顏料的耐抗性 顏料在特定環(huán)境下，日曬、高溫、酸、堿等下，不發(fā)生化學(xué)物理變化，保持原色的抵抗能力。 無機(jī)顏料的耐抗性比有機(jī)顏料好。2021/4/6

6、10l2.顏料的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)顏料的化學(xué)性質(zhì)：自身極性、反應(yīng)活性、酸堿性等。 堿性顏料與連接料混合時(shí)遇到酸性物質(zhì)就反應(yīng)，導(dǎo)致油墨黏度變化，或沉淀、凝固等。 顏料極性會(huì)使它與連接料相溶性好，分散達(dá)均勻。 顏料的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致到光照射后的穩(wěn)定性，直接在顏色上變化，影響印刷效果。 顏料的表面性質(zhì)如浸潤性可直接影響油墨對(duì)承印物的初期粘著性。l3.無機(jī)顏料組成：單質(zhì)、金屬氧化物、無機(jī)鹽、絡(luò)合物等結(jié)構(gòu)特征：即無機(jī)顏料中具有一些 離子基發(fā)色團(tuán)，如：絡(luò)酸鹽cro42- 、硫化物s2- 、氧化鐵fe2+ 、fe3+ 、鐵藍(lán)顏料fe（cn）6特點(diǎn)：染色鮮艷、遮蓋力強(qiáng)、耐抗性好、價(jià)廉。 但其中含有cr、pb，不利于環(huán)

7、境與人體健康，逐步被有機(jī)顏料代替。油墨2021/4/611油墨（1）白色顏料鈦白鋅鋇白氧化鋅2021/4/612油墨（2）黃色顏料（3）藍(lán)色顏料（4）黑色顏料鐵藍(lán)炭黑鉛鉻黃2021/4/613l4.有機(jī)顏料色源類顏料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。包括偶?xì)漕?、酞菁類、硝基類、亞硝基類、還原類等色淀類顏料是用氫氧化鋁硫酸鋁鋇al(oh)3、硫酸鋇（baso4)、鋁鋇白等作無機(jī)載體將有機(jī)染料沉淀其上而成顏料的統(tǒng)稱。 包括普通、耐曬、茜素類等 有機(jī)顏料具有發(fā)色基團(tuán)、助色基團(tuán)，并具有一定的分子排列方向。油墨（1）偶氮類顏料漢莎黃聯(lián)苯胺黃2021/4/614金光紅立索爾紅油墨20

8、21/4/615油墨（2）色淀顏料l酸性色淀l堿性色淀射光藍(lán)孔雀藍(lán)耐曬桃紅2021/4/616油墨l酞菁顏料酞菁藍(lán)酞菁綠l其他染料 洋紅6b、硫靛桃紅 2021/4/617l5.特殊顏料油墨熒光顏料夜光顏料銅粉鋁粉2021/4/618高嶺土硫酸鋇l6.填料氫氧化鋁碳酸鈣油墨2021/4/619油墨l4.1.2連結(jié)料 連結(jié)料是油墨的主體身骨，是由高分子物質(zhì)混溶而成的液狀物質(zhì)。 連結(jié)料主要包括油、有機(jī)溶劑、樹脂及輔助材料，連結(jié)料在油墨中是液相分散介質(zhì)，是顏料和填充料的載體，具有粘滯性、流動(dòng)性、成膜性，可有效地分散顏料和填充料。賦予了油墨流動(dòng)能力、印刷能力、成膜能力。2021/4/620油墨l1.連

9、結(jié)料的性質(zhì)與要求 印刷中油墨從印版轉(zhuǎn)移到承印物上，其中連結(jié)料與顏料會(huì)立即固著在一起，連結(jié)料將顏料包復(fù)起來，覆蓋于其中，綜合起來可以說油墨在印刷中所體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，即流動(dòng)性、成膜性、粘結(jié)性、干燥性很大程度都取決于連結(jié)料。某種意義說，連結(jié)料的結(jié)構(gòu)種類會(huì)直接影響油墨的性質(zhì)。 用來衡量油脂的不飽和程度的，也可用來衡量其干燥能力。 它以每克油脂吸收碘的質(zhì)量（mg）表示。原因是油脂的不飽和程度可以決定分子的活躍性，體現(xiàn)為干性，不飽和程度越高，其干性越好。通常碘值在140以上為干性油；100以下為不干性油。介于兩者之間的為半干性油。2021/4/621 指連結(jié)料（植物油、樹脂）中含有的游離酸的含量，以中和1g連

10、結(jié)料中游離羧基所需氫氧化鉀的質(zhì)量（mg）表示。通常，連結(jié)料酸值太大，油墨在膠印時(shí)易親水乳化，使有的顏料在制成墨后會(huì)粘度增大，以至膠化。酸度太小，對(duì)顏料的浸潤性差，墨的光澤性、流動(dòng)性不好。 指連結(jié)料樹脂從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度。因連結(jié)料是混合物，軟化點(diǎn) 不同于熔點(diǎn)，相變是隨溫度升高而逐漸進(jìn)行的，沒有突變點(diǎn)。 樹脂的軟化點(diǎn)對(duì)油墨的流動(dòng)性、干燥性影響很大。 結(jié)構(gòu)相似，軟化點(diǎn)低的樹脂比高的更易與溶劑親合，溶解好。但對(duì)溶劑的釋放性差，導(dǎo)致墨膜發(fā)粘。油墨2021/4/622 指樹脂（液）在正庚烷中的溶解性。 樹脂（液）能吸更多的溶劑而體系不混濁，說明其溶解性好。這類樹脂制的墨流動(dòng)性好，抗水性好。 除了以上

11、4個(gè)指標(biāo)外，油脂中的水分含量及油脂的皂化值也是很重要的。油墨2021/4/623l2.連結(jié)料的主要原材料及性質(zhì)（1）油植物油、礦物油植物油 主要成分是高級(jí)脂肪酸的甘油脂（甘油三酸酯） 植物油作為連結(jié)料的主要成分，其主要特征：具有不飽和雙鍵，其數(shù)量和相對(duì)位置決定了干性的快慢，也決定了植物油的類型：干性油、半干性油、不干性油。油墨桐油干性油2021/4/624油墨菜籽油大豆油半干性油花生油亞麻仁油干性油不干性油2021/4/625油墨 礦物油 來自石油的不同餾分，油墨中常用的有汽油、高沸點(diǎn)煤油和機(jī)械油。汽油分輕汽油（石油醚）餾程為3070；重汽油（白節(jié)油）餾程 160220。高沸點(diǎn)煤油（油墨油）餾

12、分為270310（滲透干燥型墨）機(jī)械油（潤滑油） 不揮發(fā)性粘稠液（滲透干燥性墨）汽油煤油2021/4/626油墨（2）有機(jī)溶劑 有機(jī)溶劑在連結(jié)料中是用于溶解樹脂的。溶解性能決定于如下三個(gè)表觀參數(shù)：溶解度參數(shù)內(nèi)聚能的表現(xiàn)，為內(nèi)聚能密度的平方根；氫鍵值溶劑和溶質(zhì)形成的氫鍵，較高的為好（高的為1.7;低的為1.0;弱的為0.3）；揮發(fā)速度越快越好。油墨常用的溶劑：芳香烴類、醇類、酮類、酯類 芳香烴類有苯、甲苯、二甲苯等。 醇類有乙醇、異丙醇、丁醇等。 酮類有丙酮、丁酮、環(huán)己酮等。 酯類有乙酸乙酯、乙酸丁酯等。2021/4/627油墨芳香烴類各種有機(jī)溶劑醇類2021/4/628酮類醋酸乙酯油墨2021

13、/4/629醋酸丁酯油墨2021/4/630油墨（3）樹脂 樹脂為連結(jié)料的中心原料，它對(duì)印刷的墨膜有直接影響（光澤、牢固、印刷適性）；樹脂分天然樹脂和合成樹脂。松香及其衍生物松香 松樹分泌的樹脂，加工后呈琥珀色透明脆性固體。主要成分：松香酸（約90% ） 右式中cooh為反應(yīng)活性中心，可與醇發(fā)生酯化反應(yīng)，與金屬反應(yīng)生成鹽，雙鍵可進(jìn)行加成反應(yīng)。 松香不溶于水，溶于酮、醇、脂、苯類及油類，性脆易氧化，必須改性后才能用于油墨中。ch3cooh松香酸松香2021/4/631油墨松香脂它是松香與醇類反應(yīng)的產(chǎn)物。甘油松香脂溶于干性油及有機(jī)溶劑，對(duì)顏料潤濕性好。（2）瀝青天然瀝青：礦產(chǎn)品，光亮黑色硬塊，溶于

14、大多數(shù)有機(jī)溶劑及油類。石油瀝青：石油蒸餾后的殘余物，易溶解，但光澤小。天然瀝青石油瀝青2021/4/632油墨天然樹脂 達(dá)瑪樹脂、馬尼拉王古王巴樹脂、蟲膠等，做墨性能好但來源少、價(jià)高。改性酚醛樹脂它是酚與醛類物質(zhì)的縮聚產(chǎn)物，再經(jīng)改性而用于連結(jié)料。一般先進(jìn)行松香改性，再經(jīng)甘油類酯化而得改性酚醛樹脂。達(dá)瑪樹脂蟲膠改型酚醛樹脂2021/4/633油墨改性醇酸樹脂它是多醇酸類物質(zhì)酯化的產(chǎn)物，不能直接用于墨而必須改性。一般用植物油醇解成甘油單酯再與多元酸酯化而成。改性醇酸樹脂潤濕性好、顯色理想，制成油墨流動(dòng)性好，干燥好，結(jié)膜有光，但因樹脂上oh多，抗水性差，故要改性（用其它物質(zhì)）。丙烯酸樹脂 此類樹脂有

15、多種，都含不飽和基（c=o），對(duì)紫外光敏感易與其它物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，故可做光固化油墨。 丙烯酸樹脂大多溶于酯類、芳烴類溶劑中，粘結(jié)性、耐化學(xué)性好，環(huán)保性好，用于水基，光固化墨中。丙烯酸樹脂2021/4/634環(huán)氧樹脂色漿聚酰胺樹脂（7）其他幾種樹脂油墨2021/4/635聚氨酯樹脂氯化橡膠乙基纖維素油墨2021/4/636蠟油墨（4）輔助材料蠟與鋁皂油墨中加蠟，可改變墨的流變性（粘度、使墨疏松、墨性短）、抗水性、耐磨性、印刷性，提高網(wǎng)點(diǎn)清晰度。 常用的蠟可分為植物蠟、動(dòng)物蠟、礦物蠟、合成蠟等。 鋁皂是連結(jié)料的凝膠劑（即增稠劑）增稠機(jī)理：與連結(jié)料的活性基團(tuán)反應(yīng)形成大分子集團(tuán)或螯 合物，把稀料部

16、分包圍在其中。2021/4/637油墨（4）油墨的助劑催干劑（燥油）干燥促進(jìn)劑，用于氧化結(jié)膜墨，成分主要有鈷、錳、鉛等金屬有機(jī)酸皂類。機(jī)理：干燥劑中的金屬被還原為低價(jià)而去氧化油墨中阻礙連結(jié)料氧化聚合的磷脂類物質(zhì)，使其沉淀，從而加快干燥。干燥抑制劑（防干劑）主要防止一些干燥性太強(qiáng)顏料，使油墨不必在停機(jī)時(shí)，在墨輥與版上面結(jié)膜。機(jī)理：它是強(qiáng)還原劑優(yōu)先被氧化，從而延長了干性油的氧化，即起到了正常氧化聚合的阻聚作用。稀釋劑降低油墨粘度，加快流動(dòng)性，以防止油墨過粘而引起拉毛、掉版等現(xiàn)象。2021/4/638油墨減粘劑（撤粘劑）其自身疏松柔軟無粘性，目的是降低墨的粘性，以防拉毛糊版。提色劑調(diào)節(jié)油墨色相沖淡劑

17、沖淡墨的顏色增稠劑增加連結(jié)料粘度，使油墨具有良好的穩(wěn)定粘度，墨膜亮平，網(wǎng)點(diǎn)清晰。2021/4/639l3.常用連結(jié)料的種類（1）干性油連結(jié)料 它是由不同種類，不同分子量的植物油完全混合的單相體系，各組分有不同的作用，或加速干燥，或提高膜韌性，或提高膜光澤等。 氧化油 即連結(jié)料是植物油徑加熱氧化聚合而成，工藝是先由蒸汽加熱到70，再通入空氣，然后升溫到150，保溫至所要的粘度即可。聚合油即將干性油經(jīng)加熱從非共軛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為共軛結(jié)構(gòu)；不同的植物油也可由共軛支鏈端相互反應(yīng)而形成聚合體的。 聚合油的煉制工藝中關(guān)鍵是溫度，通常為290，延長時(shí)間可使二聚、三聚體增多，粘度上升、酸值上升、碘值下降，可得不同標(biāo)號(hào)的油。油墨2021/4/640（2）溶劑型連結(jié)料有機(jī)溶劑型樹脂完全溶解于其中，構(gòu)成了油墨的揮發(fā)干燥機(jī)理。 兩者相溶性影響油墨的穩(wěn)定性及印刷適性，多用于柔性版及凹版油墨，多用于塑料承印物，揮發(fā)干燥快，墨膜附著牢固。水基型以水為主配以其他極性或水溶性溶劑，將樹脂溶解。（3）樹脂型連結(jié)料 即樹脂/植物油油墨油混合體系。即高分子量樹脂溶于植物油，成為高粘度相，再與油墨油相混而成。要求：這種連結(jié)料要有良好的相溶性為的是印刷存放期間的穩(wěn)定性和質(zhì)量。 要有快速分離性為的是印后膜快干固著所以，這就要求樹脂/