平版胶印油墨的基本组、化学特性及发展

1 平版胶印油墨的基本组成、化学特性及发展 所谓平版就是说印版上印刷的图文部分与非印刷的空白部分基本上是处于一个平面上的。虽然它们之间稍微有些高低之差，但比起凸版印刷与凹版印刷来，仍然只能算是一个平面。 平版印刷包括石印，胶印和珂罗版印刷三类。其中胶印是间接印刷，也是近代大量应用的一类。 平版印刷(无论是石印、胶印还是珂罗版印)就是要在几乎是一个平面的印版上，利用油、水相斥的原理，制出印刷的图文部分(即亲油吸墨部分)与非印刷的空白部分(即亲水排油部分)。平版印刷就是利用图文亲油部分吸墨与非图文空白部分亲水的原理来进行的。 石版是平版的原始形式，石版印刷目前在世界上还存在着。石版的笨重程度与搬运不方便是可以理解的。因之，找出一种轻便的材料替代石版就成了必然趋势。十九世纪末叶，锌版、铅版、铝版的出现就解决了这个矛盾。由于这些金属版的出现，才使美国人李培尔有可能在1906年正式完成了胶印机的设计制造工 作。

一、 平版油墨 平版印刷如图1所示是利用油水相斥的原理进行制版印刷的。由于平版印刷大多以间接印刷(胶印—Offset Printng)来进行，所以，间接印刷与平印(或胶印)几乎成了个同义语。实际上，Offeet这个词在我国的习惯中已经被广泛地理解成胶印的意思了。 平版胶印由于是间接印刷，而且是由有弹性的橡皮布转印给承印物质(纸张等)的，所以印刷压力比较小而均匀，印迹(网点)比较柔和，而且比起其它两种印刷方法来，对承印物质的适应性也比较广泛。平版胶印还有一个特点就是换版方便，比起凸版与凹版来，它的制版成本也比较低。但它的耐久度也相应的比较差，故对一块印版来说，它的耐印力是远远比不上凸版与凹版的。 由于在印刷生产过程中发生的质量故障有一些是与印版的质量有密切关联的，所以我们这里想简单介绍一下平版的制版原理。 平版的制版方法基本上有两种，一种是手工法，一种是照相法。在现代制版术中，前者已不多见了。 平版的制版原理包括物理与化学的两个方面，而以前者为主。 1、物理原理。 (1)油、水相斥：油分子与水分子互相排斥而不吸引是一个自然现象，主要原因可能是由于两种分子间的表面张力不相同等等所致。 (2)图文的形成是由于：吸收作用、毛细作用和吸附作用等三种不同性质的力作用后所构成的。其中以吸附作用为主。这些力的产生主要是由于液体表面与固体表面之间发生作用后所形成的。 吸收作用指的是印版吸收脂肪酸。 毛细作用是指印版表面的毛细孔吸收脂肪酸。 吸附作用是粘附作用的一种特殊情况。某物质A附着在另一种物质B的表面，就可叫B物质对A物质产生吸附作用。吸附是电磁场力的作用，也就是说A、B物质它们各带正负不等的电荷时才会出现吸附现象。 这里是指印版吸附脂肪酸：R—COOH。 有关这方面的较新理论是：在双液体—水和油墨的平印系统中，油墨的释放(非图文区)和粘附(图文区)情况，一般是应用热动力表面能的理论来解释的，即如果油墨本身的粘附功超过油墨和物质(例如印版)的粘附功时，油墨就被释放(即印版不吸附油墨)，反之，就吸附。 2

图1胶版印刷过程示意图 二、 平版印刷油墨的主要分类： 平版印刷油墨的主要分类方法如下： 按颜色分类。胶印油墨有彩色油墨和非彩色油墨两大类。其中彩色油墨又包含各种系列标准的三原色油墨，如国际通用型、美国柯达型、日本及西欧通用型三原色油墨等。 按颜料性质分。胶印油墨有普通颜料(有机和无机)油墨和金属颜料(铜、铝等)油墨两大类。 接连接机构分。胶印油墨有油脂型油墨和树脂型油墨两大类。其中。树脂型油墨又分为普通型、高光型、快固着型和快固亮光型油墨等。 按印刷机类别分。胶印油墨有单张纸胶印油墨和卷筒纸胶印油墨两大类。 按印刷工艺用途分。胶印油墨有打样用油墨和印刷用油墨两大类。 按承印材料性质分。胶印油墨有纸张用油墨和铁用油墨两大类。 按油墨固着干燥形式分。胶印油墨有热固着型和非热固着型油墨两大类，其中非热固着型油墨又分为氧化聚合型、渗透凝固型等。

三、 平版印刷油墨的组成。 油墨是由主剂和助剂组成的，油墨的主剂一般由分散相的颜料和连续相的连结料组成，颜料粒子一般由瓷土、碳黑等无机物组成，连结料一般由干性植物油、各种树脂制成的粘稠状的液态物质。油墨助剂是为了改善油墨性能，调节油墨的印刷适应性而加入，印刷油墨的主要成分如表2。 表2 印刷油墨的主要成分 主 剂 助 剂 颜料 连结料 流变剂 干燥剂 色调剂 有机 颜料 无机 颜料 油性连结料 树脂 有机溶剂 水性树脂 粘度调整 粘附性调整 防污剂 干燥剂 防千剂 冲淡剂 增色剂

废纸脱墨要除去的油墨粒子是连接料、颜料(特别是炭黑)而形成的微小粒子。所以油墨中的树脂对废纸脱墨的影响最大，也即连结料对废纸脱墨的影响最大。

A,连结料(亦称配墨油) 它是将油墨各组份联合一起，成为具有一定流动形态的支柱，固体组份将分散于其中。它决定着油墨的流动度，流变性，流平性；决定着油墨的干燥形式和油墨印痕的光泽，也影响油墨的耐光和稳定性。对印刷对象的适应性，印刷机的适应性都有决定的作用。 最早制作油墨主要的采用于性植物油，是将植物油进行精处理后，聚合成不同粘度的连结料多用来制造油墨，成为油型油墨。随着科学技术的进步，合成树脂被引入油墨连结料中多大大减少了植物油的用量。使油型转变为树脂型。树脂型油墨是油墨的质量起了根本的变革。突出的特点是；光泽比油型油墨大，出现了高光泽油墨；干性比油型油墨快多出现了快固着(五分钟内固着)油墨，多色印刷减少喷粉或不夹衬纸；油墨的流动性，传递性能，耐水性，耐磨擦性等都很优良。 油墨用植物油，有干性和半干性，不于性油用量很少。干性的分法是，碘值在140—200之间的为干性油，在100— 140之间的为半干性油，低于100的为不干性油。碘值是衡量油脂不饱和程度的指标。也就是不饱和双键的多少，含不饱和双键愈多于性愈快，反之，则慢。 油墨中大量采用的干性油是桐油和胡麻油，桐油分子结构中有三个不饱和双键且是共轭的，胡麻油分子结构中有二个不饱和双键。还有梓油(荏油)，脱水蓖麻油。 半干性油霉如豆油，棉籽油，菜籽油，芝麻油等。 3

不干性油；如蓖麻油，椰子油，塔儿油等。 干性油能吸收空气中的氧而发生聚合，使其由液态转变成固态而干燥。油墨正是利用了这个性质，达到复制图案的目的。 胶印油墨，凸版油墨中的大部分，雕刻凹版油墨等有干性油的成分。 油墨中所用的矿物油，包括机械油和油墨油(亦称油墨溶剂油)。 机械油是用于机械润滑的，油墨中的某些品种，如新闻轮转油墨，低级铅印油墨和誉写油墨中采用。在这些机械油中，溶解松香，沥清等来制作油墨。作成典型的渗透干燥型油墨。 机械油采用石油化工方面的牌号，如10号，20号,30号，40等。 油墨溶剂油(油墨油)是蒸馏截取不同沸程的石油烃，一般也叫煤油，高沸点煤油。 油墨油是要求窄馏份，20℃，截取的规格有250---270℃ ；270---290 ℃；280—300℃。同时，质量指标有KB值，苯胺点，芳烃含量。特别是KB值，苯胺点，对油墨质量的影响和作用很大。 现在对油墨油的研究，偏重于用有芳烷烃和无芳烃的比例，控制苯胺点。控制需要的溶剂释放性。也有研究无芳烃、有芳烃、芳烷烃三种混合比例，使之适应于自己所用树脂。达到溶解性，油墨干性，稳定性恰到好处。这些概念告诉油墨使用者，一方面说明油墨的技术是很讲究的；另一方面告诉使用者使用煤油，不是任意的。 现在，纸用各种树脂型油墨的连结料中，都有油墨油 (高沸点煤油，油墨溶剂油)，特别是快固着油墨、热固、冷固胶印和部分铅印墨的连结料中均有严格要求的油墨油。 油墨用溶剂是指能够使固体树脂分子或粒子均匀地分散 (扩散)于其中，形成均匀的流畅溶液，而用来作油墨连结料的物质。一般有苯类、醇类、酯类、酮类、醚类、烷类和水。 它们的使用，主要决定于采用的树脂和干性要求。 主要用于挥发性干燥的油墨中，如塑料凹版油墨，凹版油墨和挥发加氧化聚合干燥的油墨等。 油墨连结料中所用的树脂种类也比较多。从树脂型态上讲，有固态和液态之分。从树脂来源上讲，有天然树脂和合成树脂。 天然树脂有松香及其衍生物(如松香钙、松香的甘油酯，季戊四醇酯、顺丁烯二酸松香、虫胶、古马隆树脂，沥青、树胶等)。 合成树脂有：纯酚醛树脂素、环化橡胶、环氧树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氯化聚烯烃树脂。 还有醇酸树脂，这是油墨用软树脂的典型代表。 1．油性连结料 油性连结料是将干性植物油加热到某一温度并在此温度下保温，使之发生聚合反应，生成二聚体和三聚体。干性植物油有亚麻仁油，桐油等、树脂可用下面的分子通式表示。

式中R1、R2、R3分别表示不同的脂肪烃基，RCOOH可以是亚麻仁油酸、桐油酸、亚油酸等。 油性连结料由于存在不饱和键，所以可通过空气中氧的作用发生交联，固化成膜，油性连结料具有良好的附着力和一定的抗水性。 2．树脂连结料 树脂连结料是将人工合成树脂或改性树脂溶解在矿物油、植物油或挥发性溶剂中制成的。在纸张印刷油墨中常用的树脂有以下几种： (1)松香改性酚醛树脂：是以苯酚和甲醛为原料，进行缩合反应，得到二醇酚化合物。然后用松香改性，再用甘油进行酯化得到松香改性酚醛树脂。松香改性酚醛树脂抗水性好，熔点高，不会泛黄，结膜光泽性好、能溶于植物油、矿物油及石油溶剂中，常用以配制快固着亮光油墨。 (2)醇酸树脂：由多元醇，二元羧酸和一定量的干性或半干性的植物油(含有大量的游离脂肪酸)合成的。油墨配剂中所用的油性改性醇酸树脂是用亚麻仁油与甘油先醇解，再加入邻苯二甲酸酐合成。醇酸树脂有良好的润湿性，附着力强，结膜光亮，而且耐磨。 (3)聚酰胺树脂：俗称尼龙，是多元酸和多元胺类缩聚而成的树脂，聚酰胺树脂主要用于柔性版油墨的配制，聚酰胺树脂具有良好的粘结强度和稳定性，耐酸性能良好，耐碱性介质能力较差。