第五章 印刷油墨
概 述
第一节 油墨的组成
一 连结料
二 色体
三 填料、添加剂等
第二节 包装材料常用印刷油墨
一 印刷油墨的分类
二 包装常用印刷油墨
概述
印刷油墨主要由有色物质 (颜料或染料 )和连结料组
成,其中有色物质起显色的作用,靠与承印物的颜色不
同形成对比,这样就在承印物上显出图象来,连结料在
油墨中起分散有色物质的作用,负责把颜料转移到纸张
上,使颜料与纸张表面粘着,并在印刷品的使用期间内
起保护图象的作用。
第一节 油墨的组成
印刷油墨:能进行印刷,并且在被印刷物体(承印物)
上干燥,具有颜色和一定流动度的浆状胶体。
对油墨的要求:
? 良好的印刷性能;
? 满意的干燥速度;
? 鲜艳的颜色;
? 能够耐溶剂、酸、碱、水、光、热等
油墨的组成:连结料、色体(颜料或染料)、填料及
其他添加剂组成,经研磨后呈均匀的浆状胶体混合物。
一 连结料
起连结作用,是油墨中流动体的组成部分,连结料的
质量决定了油墨的质量(干燥速度,流动性等)。
连结料的组成:干性植物油,树脂,溶剂等组成。
(一)干性植物油
1,植物油,由许多不同种类的脂肪酸和甘油生成的化合
物 ——“酯, 所混合组成,称为甘油三酸酯或三酸甘油酯。
化学式:
CH2OCOR1
CHOCOR2
CH2OCOR3
式中,R1,R2, R3分别表示不同的脂肪酸;若 R1、
R2, R3 相同,称为单纯的三酸甘油酯。
下面是几种主要的脂肪酸分子式:
CH3(CH2)16COOH 硬脂酸
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 油酸
(9:10 十八碳烯酸 )
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 亚油酸
(12:13,9,10 十八碳二烯酸 )
CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 亚麻油酸
(9:10,12:13,15:16 十八碳三烯酸 )
CH3(CH2)3CH=CHCH=CHCH=CH(CH2)7COOH 桐油酸
( 9:10,11:12,13:14 十八碳三烯酸)
CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH 蓖麻酸
2,植物油的干性
在工业上植物油的干性,采用, 碘值, 表示。碘值:
在 1克植物油中所吸收的碘的厘克数。
一般:碘值 ≥150以上,称为干性植物油;
碘值介于 100~ 150之间,称为半干性植物油;
碘值 <100,称为不干性植物油。
对人体而言,葵花油最好,依次为花生油和大豆油,
菜油不好,饱和酸含量太高。
3,常用的连结料用干性植物油
主要:亚麻仁油,桐油
1)亚麻仁油:碘值 171,分散颜料的能力强,干燥性
能好,具有一定的光泽,常用干性油
2)桐油:碘值 160~ 173,耐碱性好,耐光性,耐水
性好,缺点:很易出现皱皮,使膜层失去光泽,从而透
明度差。一般与亚麻仁油混合使用。
还有:梓油,脱水的蓖麻油等
(二)溶剂
将树脂溶解于溶剂制成溶液作为连结料,称为树脂型
连结料(或树脂型油墨)。
常用的溶剂:
? 芳香族烃类溶剂(苯、甲苯等);
? 脂肪族烃类溶剂(汽油、煤油等);
? 酯类溶剂;
? 醇类溶剂;
? 酮类溶剂;
? 醚类溶剂;
? 水。
(三)树脂
现代油墨中不可缺少的组成部分,具有光泽大、干
性好、抗水性强等特点。
1,天然树脂,用量大的是天然沥青,松香等
1)天然沥青
特点:具有硬质和可塑性,具有黑色光泽,几乎能溶
于各种有机溶剂及植物油中,熔点范围在 70~ 150℃ 间,
其中 98%是碳氢化合物,有少量杂质。
主要用于照相凹版油墨,轮转印报油墨等
2)松香,不能直接用于油墨,主要对松香进行改性,改
性后,松香具有一定的粘稠度,而且成膜性能良好。
改性:松香的主要成分为松香酸
①石灰松香(又称松香酸钙)
将石灰松香溶解于矿物油中制成的松香油,是铅印油墨
及轮转油墨的连结料。
②松香改性的酚醛树脂
具有极好的油溶性,用于胶印,铅印油墨中。
③松香改性的醇酸树脂
具有极好的油溶性和光泽性,用于胶印,铅印油墨。
2,合成树脂
1) 酚醛树脂
通过松香或干性植物油改性,具有成膜性好,光泽大,
耐光性好等特点。
2) 醇酸树脂
通过松香或干性油改性,,具有良好的颜色,保留性,
亮光好,粘附性强,结膜坚韧,广泛用于胶印,印铁及
丝网印刷油墨(可用于易拉罐,铁桶等)。
3) 聚酰胺树脂
由脂肪酸的二聚体 +二乙三胺缩聚而成。制成油墨后,
附着牢度好,光泽高,主要用于非吸收性承印材料的印
刷油墨。
4) 硝酸纤维素和乙基纤维素
广泛用于柔性凸版、照相凹版油墨。
除此之外,还有氯化聚烯烃、聚氯乙烯、环氧树脂等
(四)连结料分类
1,干性油类
干燥形式:以氧化结膜为主体完成膜层的干燥(胶印多
采用此方法干燥)
2.矿物油类
干燥形式:以渗透部分矿物油而完成干燥,如印报纸干
燥。
干性植物油
合成树脂
矿物油(如高沸点煤油等)
矿物油:机械油
松香(改性)
沥青
3)挥发性类
干燥形式:挥发溶剂而干燥(凹版印刷)。
还有其他干燥形式,例如:紫外干燥、光固化等
有机溶剂
合成树脂
部分胶质物质
二 色体
在印刷油墨中使用的有色物质通常都是颜料,也有些
是染料。颜料和染料都是颗粒极细的有色物质,颜料一
般不溶于连绪料;在溶剂中大部分呈悬浮状态,而染料
在连结料中是可溶的,颜料仅能使物体表面染色,染料
却能使物体全部染色。
(一)颜料的特性 (对颜料要求),
1,具有强的着色力(着色强度),即颜料使其他物质
呈现颜色的能力;
2,有一定的遮盖力(被复力),即颜料遮盖底色的能
力;
3,较高的分散度(颗粒大小),分散度越大,能增加
颜料的色调和亮度;
4,吸墨量要大;
5,具有各种耐抗性能。
(二)颜料的种类
1,无机颜料,即有颜料的无机物质,常用的有:
1)铅铬黄:颜色有浅黄 → 中黄 → 深黄 → 深红黄。
主要成份,铬酸铅 (PbCrO4)
2)铁蓝,亚铁氰化铁 (Fe4[Fe(CN)6]3
3)钛白 TiO2,锌白 ZnO
4)元素碳黑
5)金属颜料:金粉(铜合金粉),银粉(铝合金)。
2.有机颜料
有机颜料的分子结构中:
①具有发色基团,—CH—CH—,>C=O,—N=O,,—
N—N—,>C—N—,>C—S等
②还有助色基团(只有发色基团,颜料不够鲜艳),一
OH,一 NH2,一 NHR,一 NR2,一 SH,一 OR等
有机颜料的种类:
1)色源性颜料,不使用载体的有色物质。
①偶氮颜料
②酞箐颜料
③硝基颜料
④亚硝基颜料
⑤还原性颜料
2)色淀性颜料,指可溶性的染料用沉淀剂沉淀,并染
色于氢氧化铝、硫酸钡、铝钡白等载体上的有色物质。
①普通色淀性颜料:耐晒度差
②坚牢色淀性颜料:耐晒度好
三 填料、添加剂等
1,填料
作用:调节油墨的性质;降低成本。
油墨用填料,CaCO3,MgCO3,BaSO3,Al(OH)3、
3BaSO4·Al(OH)3,Al2Si2H4O9等
要求:纯而颗粒细小。
2,添加剂
由各种不同用途的添加剂,可能是连接料用(表面活
性剂),也可能是颜料(偶联剂),也可能是油墨自身
用(干燥剂、去粘剂、冲淡剂等)。
第二节 包装材料常用印刷油墨
一 印刷油墨的分类
凸版印刷油墨
凹版印刷油墨
按版型分,平版印刷油墨
丝网印刷油墨
特种印刷油墨
二 包装常用印刷油墨
(一)凸版印刷油墨
凸版印刷油墨对其印刷适性有以下要求:
( 1)要有较好的流动性,一般在 27~36oC的范围,以保证油
墨在墨斗中旋转,使出墨量均匀。
( 2)油墨的粘度以不超过 5000mPa?s为佳,主要视机器的速
度而定。
( 3)油墨应有一定的触变性,其稠度也比胶印油墨为稠些。
( 4)油墨印刷到纸张上后应能尽快地干燥,达到既不蹭背
(反印)也不易抹掉,印品的印迹应当清晰。
柔性凸版油墨,溶剂型油墨
1,水溶性 溶剂:主要是水 +适量醇类;
树脂:干酪素、虫胶、聚丙烯酸酯共聚物等;
承印物:纸。
2,醇溶性 溶剂:主要是醇类;
树脂:硝酸纤维素、顺丁烯二酸酐树脂等;
承印物:铝箔、塑料等。
3,混合溶剂 溶剂:醇类 +碳氢化合物;
树脂:聚酰胺等;
承印物:聚烯烃类塑料、铝箔、玻璃纸等。
(二)平版(胶版)印刷油墨
若图文凸出,称为平凸版 → PS版
若图文凹入,称为平凹版
1.平版油墨对颜料的要求,
1)耐水性强;
2)具有较高的着色力(墨层很薄);
3)颜料的色彩要求符合标准;
4)应具有良好的亲油性和分散性;
5)耐光性、耐酸碱性、耐溶剂性要高。
2.对连结料的要求:
1)颜色越浅越好; 2)连结料的粘度要适中;
3)连结料的酸值不宜高。
平版油墨的种类很多,有单张胶印油墨(快干油墨、
亮光油墨、紫外线固化油墨)、脚印轮转油墨(热固油
墨等)、纸板油墨、印铁油墨等,用于印刷金属箔片、
纸张、纸板及塑料薄膜等。
(三)凹版印刷油墨
1,对照相凹版印刷油墨的要求:
1)表面张力要小; 2)附着力要强;
3)稳定性好; 4)干燥要快。
2,对颜料的要求:
除与胶印要求相同外,还要求:
1)比重轻; 2)溶剂的稳定性好;
3)具有一定的耐抗性。
3,对连结料的要求
1)树脂的软化点要高一些,颜色要浅一些,光泽高一些;
2)具有良好的溶解性与拼混性,还应具有一定的溶剂释
放性;
3)树脂的附着牢度好;
4)树脂与颜料的润湿性好。
4,对溶剂的要求:
1)挥发速度要恰当;
2)溶解树脂后,干后使油墨具有一定的滑动性,能耐
摩擦、耐划伤,在导辊上不粘墨;
3)要求溶剂无毒、无味,对连结料溶解性好,价廉且
易回收。
(四)丝网印刷油墨:(滤过版)
要求丝印油墨的流变特性应当是稠 ( 厚 ), 松短, 不
粘而成奶酪状 。 这主要是因为丝印印迹比较厚 ( 通常在
8~30μm之间 ), 使用橡胶刮板将油墨从版的漏室部分刮
下去而进行印刷的缘故 。
为了有利于印品图案清晰, 操作顺利, 要求油墨中的
颜料含量相应地减少一些 。 丝印油墨的干燥形式是多种
多样的, 大致有氧化干燥型, 挥发干燥型, 催化反应型,
水型等几种 。
(五)其他油墨
1,UV油墨
特点:①节省能量;②无挥发溶剂;③固化周期短;
④无须加热;⑤单组分体系;⑥节约场地。
固化过程:光引发剂 200~400nm波长的 UV辐射时因
激发、分解生成游离基;该游离基和 UV固化树脂中的双
键反应,形成增长键;该增长键进一步反应,形成类似
于乙烯基溶液聚合物的那些聚合物链。若增长后的分子
含有一个以上双键,自然就会产生交联网状结构。
2,荧光油墨
荧光油墨用于广告、包装箱等的印刷,其颜色鲜艳、
装潢效果好。平版、凸版、照相凹版、网版等多种印刷
方式都可用荧光油墨。
荧光油墨是用荧光颜料制成的。荧光颜料颗粒比较粗,
所以要用润湿性能好的溶剂。
3,罩光油
为了增加墨层的光泽和牢度,在印完最后一色时,可
再上一层罩光油。罩光油是由合成树脂和溶剂制成的透
明液体。卫生要求比较高时,可用醇溶性树脂和乙醇配
置。
4,金属粉油墨
用金属粉作为着色材料制成的油墨称为金属粉油墨。
一般只用金色油墨和银色油墨两种。
金属粉油墨是将金粉(黄铜粉)或银粉(铝粉)与连
接料(市售印金油)调和制成。印金油是采用树脂(如
酚醛树脂等)、干性油及有机溶剂制成的,印金油应具
有适当的干性和粘度,并且易与金属粉调匀。