印刷油墨详解
一、定义
油墨是由于有色体(如颜料、染料等)、连结料、填(充)料、附加料等物质构成的均匀混合物;能进行印刷,并在被印刷体上干燥;是有颜色、拥有必定流动度的浆状胶粘体。因此呢,颜色(色相)、身骨(稀稠、流动度等流变性能)和干燥性能是油墨的三个最重要的性能。它们的种类非常多,理学性质也不同样,有的很稠、很粘;而有的却相当稀。有的以植物油作连结料;有的用树脂和溶剂或水等作连结料。这些都是按照印刷的对象即承印物、印刷办法、印刷版材的类型和干燥办法等来决定。
二、油墨种类
①胶印(粘合)油墨
凸版油墨被胶印油墨淘汰,虽然凸版油墨是由于单张印刷的,但胶印机能够经过卷对卷或单张纸印刷机来海量打印页面,胶印油墨的三种重点类型是单张纸、热固性和冷固性油墨,油墨一般是油基的,并在印刷后干燥。胶印油墨(或资讯墨水)是报纸、tel簿等的重点墨水,它们由炭黑和粘合剂构成,除非需要彩色颜料。它们是出版物的理想选取。②包装用液体油墨
液体油墨,重点是柔印和凹印油墨,是包装的主导技术,柔印是主导工艺,柔印和凹版印刷机是卷对卷印刷机,按照基材和应用,油墨涵盖水性、溶剂型和紫外线技术的所有行业。至于液体墨水的成份,糊状墨水和液体墨水的重点区别在于树脂的种类和添加剂。糊状墨水运用烃类树脂,而液体墨水将运用丙烯酸、硝化纤维、聚酰胺和其他类型的树脂。③数字墨水
数码印刷是印刷中增长最快的行业,它已然霸占了以前由屏幕(宣传牌、瓷砖)和胶印(直邮)主导的市场,它在纺织品和折叠纸盒等市场亦正在增长,数字墨水亦已扩展到瓦楞纸印刷市场。数字印刷发展的关键是技术优良,仅有在数字印刷机上才可以拥有成本效益的方式生产小批量制品,无论是个性化邮件、原型或定制项目,还是区域性或针对性活动。有混合印刷机将数字技术与柔印或单张纸相结合,准许印刷商个性化项目或添加独特的跟踪代码。就数字墨水的成份而言,能够运用多种着色剂,染料最初用于大都数应用,但因为其耐光性,颜料已变得比以前更广泛,关键是颜料必须适当分散,由于在不堵塞打印头的状况下喷射墨水所需的粘度至关重要。出于这个原由,传统树脂不常用。在传统助剂方面,喷墨油墨常用的有表面活性剂、消泡剂和流变改性剂。
④能量固化油墨
在过去的二十数年里,能量固化油墨在包装和数字印刷方面取得了很大的的发展。这些被分解为紫外线 (UV)、电子束 (EB) 以及近期的紫外线LED,由于它不需要传统紫外线中运用的汞基灯,因此它的运用正在快速增长。能量固化油墨的优良表现在固化过程中,当暴露在UV、UV LED或EB光下时,油墨会立即固化。这般能够减少占地面积,由于不需要烤箱来加热墨水、溶剂捕捉设备或巨大的空间来干燥库存。UV墨水常常比水性或溶剂型墨水更昂贵,由于无溶剂或挥发性有机化合物 (VOC),UV和EB被认为是更环保的技术。能量固化油墨中运用的粘合剂与传统油墨区别。在UV和UV LED的状况下,光诱发剂对于将油墨与基材交联至关重要。EB运用丙烯酸单体进行固化。
⑤导电油墨
导电油墨已成长为油墨供应商的一个相当大的市场。传统光伏是导电油墨的最大市场,由于背板是丝网印刷的。传感器是一个持续发展的行业。丝网印刷是重点工艺,其次是喷墨,这取决于应用程序,例如丝网印刷准许制造商涂上一层厚厚的导电油墨或浆料,从而提高导电性。相比之下,倘若想在目的区域(例如导电迹线)运用少量墨水,则打印机可能会运用喷墨。成份上最有趣的区别是用于这些油墨和浆料的导电材料的类型,到日前为止,银是最平常的,由于它的导电性非常好,在成本方面,氧化铜将是理想的,但缺点是铜会火速氧化,碳基油墨在这一行业正在取得发展。
3、油墨的印刷适性
承印物、印刷油墨以及其它材料与印刷要求相匹配、适合于印刷作业的性能,叫做印刷适性。
油墨的印刷适性,指油墨与印刷要求相匹配,适合于印刷作业的性能。重点有粘度、着性、触变性、干燥性等。
1.油墨的粘度
油墨在流动中表现出来的内摩擦特性,叫做油墨的粘滞性,量度油墨粘滞性的理学量,叫做油墨的粘度。
油墨的粘度能够用粘度计来测绘,常用的粘度计有平行板粘度计,旋转粘度计,拉雷粘度计等。
印刷机的速度愈快,需求油墨的流动性愈大,粘度愈小。
油墨的粘度,能够用调墨油或油墨稀释剂进行调节。
2.油墨的粘着性
油墨从墨斗向墨辊、印版、(橡皮布)承印物表面转移时,油墨薄膜先是分裂,而后转移,墨膜在这一动态过程中表现出来的阻上墨膜破裂的能力,叫做油墨的粘着性。量度油墨粘着性的理学量,叫做油墨的Tack值。
油墨的Tack值能够用油墨粘着性仪来测绘。
印刷过程中,倘若油墨的粘着性和承印物的性能、印刷要求不匹配,则会出现纸张的掉粉、掉毛、油墨叠印不良、印刷版脏污等印刷故障。
油墨的粘着性,能够用撤粘剂或ZY油墨添加剂进行调节。
3.油墨的触变性
在必定的温度下,油墨经搅拌或施加机械外力后,流动性得到改善,粘度下降;静置后,流动性又变得欠好,粘度提升,这种性质叫做油墨的触变性。
印刷过程中,倘若油墨的触变性不良,则会出现"下墨不畅",传墨不均匀,网点严重扩大等印刷故障。为了防止以上故障的出现,需用墨铲经常搅拌墨斗中的油墨或在墨斗中安装油墨搅拌器不时撑拦油墨。
4.油墨的干燥
油墨的干燥比较繁杂,重点有以下三种形式。
渗透干燥。油墨中的连结料,有一部分渗透到承印物里,另一部分与颜料一块固着在承印物表面而干燥。高速卷筒纸印刷机运用的非热固性轮转油墨,通常以渗透干燥为主,重点印刷报纸、期刊。
氧化聚合干燥。油墨中的连结料和空气中的氧气出现聚合反应,在承印物表面成膜而干燥。胶印亮光树脂油墨,颜色鲜艳,光泽性好,重点以氧化聚合干燥为主,用于印刷高档精细的胶印制品。
挥发干燥。油墨中的部分连结料,挥发到空气中,剩余的连结料连同颜料固着在承印物表面而干燥。凹版印刷油墨是用挥发型溶剂为连结料的,所用的连结料是对人体有害处的苯、二甲苯。二十世纪初已然研制了以水为溶剂的水性油墨,用于凹印和柔性版印刷,减少了对环境的污染,特别有发展前途。挥发干燥的油墨尤其适合印刷无吸收性的薄膜材料,如塑料薄膜、金属箔等。
除此之外,油墨的干燥还有紫外线、红外线、热固化等多种形式。
许多油墨的干燥,常常是两种干燥形式相结合来完成墨膜干燥的。例如,单张纸的快固着胶印油墨,适用于印刷通常的胶印制品,它是利用渗透和氧化聚合相结合的方式进行干燥的。
印刷过程中,倘若油墨的干燥不良,将会导致印张背面蹭脏、粘页、墨膜无光泽、油墨"晶化"等印刷故障。
为了加快油墨的干燥速度,能够在油墨中加入催干剂。常用的催干剂有:钴燥油、锰燥油、铅燥油等。为了降低油墨的干燥速度,能够在油墨中加入干燥控制剂。
5、性能需求
油墨是一种拥有必定流动性的浆状胶粘体,粘度、屈服值、触变性、流动性、干燥性等都决定着油墨的性能。
粘度:是阻止流体物质流动的一种性质,是流体分子间相互功效而产生阻碍其分子间相对运动能力的量度,即流体流动的阻力。油墨的粘度与印刷过程中油墨的转移、纸张的性质及结构有重要的关系,油墨的粘度过大,印刷过程中油墨的转移很难均匀,并出现对纸张拉毛的现象,使得版面发花;粘度过小,油墨容易乳化、起脏,影响印刷品的质量。在印刷过程中对油墨粘度体积的需求,取决于印刷机的印刷速度、纸张结构上的公软件程度、周边环境中温度及湿度的变化等原因。
屈服值:指的是使液体起始流动所需要的最小的移动应力。油墨屈服值过大,流动性就会变差而不易打开,屈服值过小,印刷时的网点又容易起晕而导致印刷品不清晰。屈服值的体积与油墨的结构相关,对油墨的流动度有直接的影响,是胶印和凹印油墨质量的重要检测指标。通常来讲,油墨中颜料的颗粒增大,数量增加,阻碍液体流动的力和黏度亦会增多。例如,包装印刷所用的凸版印刷和平板印刷的油墨中都含有海量的颜料,其所受的力必须大于必定的值才可流动。因此,油墨所受的力必须大于必定的值才可流动,这个值便是油墨的屈服值。
触变性:指的是油墨受外力的搅拌时随搅拌动作由稠变稀,俟搅拌动作停止,复又恢复到原来时的稠度的现象。因为油墨的触变性,使油墨在墨辊上受到印刷机的转动功效后,会增大流动性,增多延展性,使油墨容易转移;当油墨经印刷转移到纸张后,因失去了外力的功效,油墨由稀变稠而不向周边流溢,形成良好的印迹。若油墨的触变性过大,则使墨斗中的油墨很难转动,就会影响墨辊的传墨功能。
流动性:指的是油墨在自己的重力功效下,会像液体同样流动,由油墨的粘度、屈服值和触变性决定,同期与温度亦有密切的联系。油墨的流动性关系着油墨能否从容器中倒出、从储墨槽中传送到印刷机的墨斗中、从墨斗中顺利地传递、在印刷机上进行良好的分配、到版面的传递以及转印到承印物上,还影响到印刷的效果。
墨丝的长度:指的是油墨初拉伸成丝状而又持续裂的程度,它的长短程度由油墨的触变性、屈服值和塑性粘度相关。墨丝短的油墨在胶印和凸版印刷中是印刷性能好的油墨,不会在印刷过程中导致飞墨的现象,同期,印刷品上的墨层亦均匀厚实。墨丝的长短是衡量油墨好坏性能时的一种常用办法。
油墨的干燥:油墨的干燥指的是油墨附着在印刷品上形成印迹后,从液体或糊状变成固体的皮膜的过程,这种过程是由于油墨中的边接料从液体或糊状体转变为固体而完成的。由于各样油墨运用的连接料及其配方比例都是不相同的,因此油墨的干燥过程亦不相同。油墨从印版转移到印品表面后,油墨中的连接料一部分产生渗透,同期连接料中的溶剂亦起始挥发,有的连接料起始产生化学反应或理学反应,从而使承印物表面的印迹墨层逐步地增多其粘度及硬度,最后形成固体的膜层。一般凸版印刷油墨以渗透性干燥为主,平版胶印油墨以氧化结膜干燥为主,凹版印刷用油墨由于采用挥发性较强的溶液剂为连接料,因此是以挥发性干燥为主。
硅烷偶联剂在油墨上的功效
硅烷助剂在涂料油墨中,重点用于填料改性、树脂改性和用作底涂,重点起到如下功效:加强涂膜与基材的附着力、耐水性、耐候性和耐磨性 改善机体树脂与颜料和填料的相容性、分散性 改善基体树脂的交联成份 提高涂膜表面的硬度:
1、偶联剂:经过硅烷的分子桥功效将高分子聚合物(各样树脂、橡胶、塑料)与无机材料(填料、纤维)偶联起来,从而加强复合材料力学强度和电气性能。这方面用途包含玻钢(玻璃纤维加强各样树脂)、塑料改性(PA、PP 等工程塑料的填充、加纤、阻燃等)、橡胶改性(填充、加纤、阻燃等)、低烟无卤阻燃电缆材料、树脂砂铸造、摩擦材料等。
2、附着力促进剂:经过硅烷偶联剂的分子桥功效加强树脂涂层对基材(无机材料、极性树脂)的附着力、耐水性、耐腐蚀性、耐水煮,这在涂料、油墨、胶黏剂、密封胶等行业广泛的应用。
3、表面处理剂和分散剂:经过硅烷偶联剂的表面处理,是无机矿物粉体、玻璃纤维、晶须、颜料表面从亲水憎油变成亲油憎水,加强其在有机高分子聚合物中的分散、相容性和润湿性,改善加工填料的流变性,并使无机填料表面拥有必定的反应性(需要与合适的聚合物反应)。这一特性使硅烷偶联剂作为一种主流的有效无机矿物粉体、玻纤及晶须和无机颜料的表面处理剂。
A、硅烷对聚合物的键结功效
硅烷对有机聚合物的功效非常繁杂,热固性聚合物的反应性和硅烷的有机反应性相匹配。例如环氧硅烷或氨基硅烷会与环氧树脂结合;氨基硅烷会与酚醛树脂功效;甲基丙烯酰氧和单烯烃硅烷会利用交联于不饱和聚酯树脂的苯乙烯与之结合;
针对表面缺乏极性的热塑性聚合物(聚乙烯、聚丙烯等),经过硅烷偶联剂的实现结合能够解释为是在界面区域经过相互扩散和互穿网络体系而成的。
在体系配方上,硅烷和树脂的相溶性非常重要,一种办法便是匹配两种材料的溶解度参数,这将加强形成拥有最优性能良好复合材料的几率,即使对反应性起功效的热固性聚合 物来讲,溶解度参数的匹配亦将加强复合材料的性能。
B、硅烷对无机材料的键结
硅原子上含有三个无机反应性基团的硅烷偶联剂(一般是甲氧基、乙氧基)能够很好的结合都数无机材料的金属羟基,尤其是结构中含有硅、铝或重金属的材料,经过与添加的或无机填料表面的残留水反应,硅原子上的烷氧基水解释放出硅醇,而后这些硅醇与无机表面的羟基反应形成氢键后脱水形成硅氧键。