【集萃網(wǎng)觀察】油墨的成分和分類

    印刷的實質(zhì)，從工藝的角度看，是油墨向承印物上的轉(zhuǎn)移。要使油墨順利地轉(zhuǎn)移要求它必須具備適宜印刷的作業(yè)適性，即印刷適性。這些主要在印刷過程中才表現(xiàn)出來的油墨特性，諸如粘滯性、觸變性、粘著性、拉絲性、干燥性等，是這里要講述的主要內(nèi)容。另方面，從印品質(zhì)量評定的角度看，還要求油墨本身必須具備某些固有的性能。這些油墨本身固有的性能，諸如著色力、遮蓋力、光澤性、耐曬性、耐酸堿性等，又都與油墨的結(jié)構(gòu)、成分和制造過程等有關。而且，油墨的結(jié)構(gòu)、成分還在一定的程度上影響到油墨的印刷適性。

    一、概述

    油墨是一種穩(wěn)定的膠體分散體系，它的主要成分，即油墨的主劑，是由作為分散相的顏料和作為連續(xù)相的連結(jié)料所組成。主劑中的顏料賦于油墨以顏色；主劑中的連結(jié)料供油墨具有必要的轉(zhuǎn)移性能。顏料粒子是上千萬個分子聚集起來的顆粒，呈球、棒、片等不規(guī)則的形態(tài)，但在宏觀上卻是十分微小的，一般顏料粒子的大小在幾十到幾百nm的范圍之內(nèi)。連結(jié)料是各類樹脂、干性植物油和溶劑配制成的粘稠狀的液態(tài)物質(zhì)，本身是一種溶膠，具有展布和攜載分散相粒子的作用。由這樣的分散相粒子分散在這樣的連結(jié)料溶膠中，得到的膠體分散體系具有較好的穩(wěn)定性，憑借的就是兩相界面的某些特殊性質(zhì)。

    膠體化學中把固體分散相的總表面積相總體積之比叫作固體分散相的比表面積。由于顏料粒子非常細小，它的比表面積之相當大的，例如，炭黑粒子的直徑約為0．1nm，每立方厘米油墨中若含有1015個炭黑粒子，則作為油墨中分散相的炭黑粒子的比表面積，可以達到6×105cm-1。這樣大的分散相的比表面積，在通常情況下的膠體分散體系中，分散相粒子會具有很大的比表面自由能，體系在熱力平衡上也將是不穩(wěn)定的，宏觀的表現(xiàn)就是分散相粒子的凝聚和沉降。然而油墨在正常的情況下并沒有這樣的現(xiàn)象發(fā)生，原因是油墨中的顏料粒子有個保護性的外殼。油墨中總是存在部分高級游離脂肪酸，醇類等表面活性劑，這些表面活性劑定向地排列在顏料粒子的周圍，形成一個牢固的外殼；這個外殼使顏料粒子表面由高能狀態(tài)轉(zhuǎn)為低能狀態(tài)，從而使體系趨于穩(wěn)定，油墨通常就不會有顏料粒子凝聚而沉降的現(xiàn)象發(fā)生。

    微細而堅硬的固態(tài)顏料粒子，外面包裹著一層由表面活性劑構(gòu)成的牢固而較軟的外殼，穩(wěn)定地懸浮在粘稠液態(tài)的連結(jié)料中，形成一個穩(wěn)定的膠體分散體系，這就是油墨的理想化的結(jié)構(gòu)模型。由于液態(tài)的連接料充塞在固態(tài)的顏料粒子之間，在印刷過程中，油墨中液體介質(zhì)的內(nèi)摩擦便代替了固體粒子間的碰撞，這是  油墨具有良好的流動和轉(zhuǎn)移性能的原因。

    連結(jié)料是顏料的載體，在印刷過程中，它攜帶著顏料粒子從印刷機的墨斗經(jīng)墨輥輾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到承印物表面而形成墨膜，固著、干燥并粘結(jié)在承印物上。而承印物上墨膜的顏色則取決于顏料的顏色。

    在顏料粒子的結(jié)構(gòu)中，含有一定的發(fā)色團。有機顏料的發(fā)色團通常是不飽和原子和雙鍵，如：羰基 〉C＝O、偶氮基—N＝N—、亞硝基—N＝O、硝基—NO2等；無機顏料的發(fā)色團通常是一些離子，如：鉻酸根離子CrO42-、硫離子S-2、鐵離子Fe3+、銅離子Cu2+等。這些發(fā)色團使得顏料粒子對光波的吸收具有選擇性，  即只能吸收可見光中一定波長的光波，因而也就使顏料粒子呈現(xiàn)出不同的顏色。油墨中的顏料粒子是穩(wěn)定地懸浮在連結(jié)料中的，照射到墨膜上的可見光，一部分被墨膜表面所反射，一部分經(jīng)折射進入墨膜。進入墨膜的光波，一部分被顏料顆粒所吸收，其余郊分則被反射到墨膜外。這部分被反射的光波，就是人眼看墨膜時色覺的來源。因此，光波在墨膜內(nèi)穿透越深，遇到的顏料粒子越多，從墨膜內(nèi)反射出來的光波量便越大。   

    顏料和連緒料是油墨的主劑，但是單單由顏料和連結(jié)料所配制成的油墨，并不能滿足印刷工藝對油墨提出的多樣而嚴格的要求。所以油墨的成分里總少不了這樣那樣的添加劑，用以改善油墨的性能，調(diào)節(jié)油墨的印刷適性。添加劑作為助劑，是油墨的輔助成分，但它的作用還是十分重要的。助劑的理化性質(zhì)自然不能與主劑的相悖，而且要能與主劑溶和成一體。

    油墨的配制工藝較復雜。一般是將顏料，連結(jié)料以及各種添加料，按一定的比例在調(diào)墨機中混合成均勻的油狀膏劑，再在輥式研磨機或球磨機中反復碾磨制成的。

    二、  顏    料

    顏料在油墨中主要是起到顯色的作用。顏料的許多性質(zhì)：如分散度、著色力、遮蓋力、吸油性、視比容等，對油墨的性能都有直接的影響。

    顏料的分散度是指顏料顆粒的大小。油墨中的顏料顆粒，必須完全浸沒在墨膜內(nèi)的連結(jié)料中，顏料顆粒的大小不能超過墨膜的厚度，不然會影響到印品的光澤。顏料的顆粒越小，即顏料的分散度越高，油墨的色調(diào)飽和度也就越大。

    顏料的著色力，是指某種顏料在與其它顏料混合后，對混合顏料顏色的影響能力。凡是與白色物質(zhì)調(diào)合而很容易變淡的顏料，其著色力弱。配制油墨時，應選擇著色力強的顏料，用來印刷可以達到用墨量少，干燥快的效果。

    顏料的遮蓋力，是指顏料遮蓋底色的能力。油墨是否具有遮蓋能力取決于顏料的折射率與連結(jié)料的折射率之比。當這個比值為1時，顏料是透明的，這個比值若大于1，則顏料是不透明的，即具有遮蓋力。顏料的折射率又取決于顏料的分散度以及顏料與連結(jié)料折射率的差值。顏料的分散度越高，上述差值越小，則顏料的透明度越好。不同的印品對顏料的遮蓋力有不同的要求，印鐵油墨要求顏料有較強的遮蓋力，防止底色外露；四色疊印油墨要求顏料有較高的透明度，使疊合在一起的油墨達到較好的減色效果。

    顏料的吸油性是指顏料吸收油的能力，用吸油量來表示。顏料的吸油量等于將顏料制成漿狀體所需加入的油重量與顏料重量之比，吸油性差的顏料，配制油墨時用量就多，致使油墨的遮蓋力強、穩(wěn)定性差，印刷時容易堆版，也容易被乳化。所以，膠印油墨通常是選用吸油性強的顏料來配制。

    顏料的視比容是指每克重顏料所占的體積，用立方厘米來表示。顏料是細小的顆粒，每克重顏料所占的體積，并非顏料的比容，稱為視比容。顆粒不同的相同顏料視比容是不同的。顏料的視比容越大，其比重越小，在連結(jié)料中不易沉淀，油墨的穩(wěn)定性好。所以，用來配制油墨的顏料，視比容越大越好。

    顏料還有許多性質(zhì)對于配制油墨也很重要，諸如耐光、耐水、耐酸、耐堿、耐醇等。顏料的品類繁多不勝枚舉，伹能用于油墨配制的并不多。下面介紹的是印刷油墨中常用的一些顏料。

    有機顏料鮮艷，著色力強，分散度較高，視比容較大，因而在油墨的配制中用量也較多。用來配制油墨的有機顏料，幾乎都是人工合成的，結(jié)構(gòu)比較復雜。其中使用最多的是偶氮顏料和酞菁顏料。

    偶氮顏料的分子結(jié)構(gòu)中，含有偶氮基發(fā)色團，有紅色、橙色、黃色等。

    顏料堅牢橙和顏料猩紅H是廉價的耐光顏料。

    耐曬黃又叫漢沙黃，是一種極耐光，視比容較大，著色力很強的優(yōu)質(zhì)黃色顏料。

    金光紅呈鮮艷的金光紅色，用來配制膠印和凸印油墨。

    聯(lián)苯黃胺是雙偶氮系顏料，分子中含有兩個偶氮基，著色力極強，透明性很好，常用來配制透明的三原色黃墨。

    酞菁顏料有藍色和綠色兩種。

    酞菁藍是一種含銅金屬的絡合物，它的結(jié)構(gòu)中有整環(huán)，環(huán)內(nèi)空間半徑和銅原子的半徑接近，化學性質(zhì)很穩(wěn)定。酞菁藍色彩鮮艷，著色力強，透明度高，是一種優(yōu)質(zhì)的藍色顏料，被廣泛地用于各種藍墨及透明性好的四色印刷油墨的配制中。

    酞菁綠是將酞菁藍氯化，用15個氯原子取代苯環(huán)上的氫原子而制成的綠色顏料，用來配制各種綠墨。

    偶氮顏料和酞菁顏料，均不溶于其它有機溶劑，是色原顏料。

    色淀性顏料，是利用化學方法使有機染料的可溶性基團轉(zhuǎn)換成不溶性的金屬鹽，或者經(jīng)色淀化將它們附著在載體鋁白或鋁鋇白上得到的不溶性顏料。色淀性顏料具有有機顏料的許多性質(zhì)。

常用的色淀性顏料有酸性染料的二、三價金屬不溶性鹽及某些堿性染料的復合鹽。

    金光紅C和洋紅6B是偶氮染料制成的色淀性顏料，色彩飽和鮮艷，透明性好，適于配制耐光性好、耐水性不高的紅油墨。

    三苯甲烷藍，又名射光藍，是堿性天藍酸堿三苯甲烷染料的吶鹽，有很強的著色力，常用來制備印鐵油墨或者作為提色劑加入黑墨中制造高級油墨。

    用于油墨配制的色淀性顏料還有孔雀藍，堿性玫瑰紅色淀等。

    無機顏料是指單質(zhì)元素、金屬氧化物、無機鹽、絡合物等。只有黑色、白色和少量的藍色、黃色的無機顏料用于油墨的配制。

    炭黑是無定形的炭粒子，以天然氣制得的品質(zhì)最好，著色力，遮蓋力都很強，與酸堿不發(fā)生反應，化學性能極為穩(wěn)定，是配制油墨的優(yōu)質(zhì)無機顏料。

    鈦白TiO2是白色的結(jié)晶粉末，是所有白色顏料中最不透明的，常用以配制遮蓋性鈦白，封面燙印箔或封面用油墨。

    鋁白A1(OH)3是純白色的絨毛狀的粉末，可用來制造透明白，在油墨中又可做透明的填充料，改進油墨的印刷適性。

    鋇白BaSO4化學性質(zhì)不活潑，為白色粉末，價格低廉，一般作為油墨的填充料。

    白炭黑是人造的膠態(tài)二氧化硅SiO2，是極細極白的絨毛狀粉末，常與連結(jié)料摻合，制成透明的糊劑，加入油墨中，可減小其粘性防止墨輥飛墨。   

    普魯士藍是結(jié)構(gòu)復雜的絡合物，其中騰氏藍和柏林藍的組成是亞鐵氰化鐵Fe4〔Fe(CN)6〕3，普藍和米藍的組成是亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)6和水的混合絡合物。普魯士藍不耐酸堿，但顆粒細小，著色力強，色彩鮮艷，目前仍有較廣泛的應用。

    鉻黃是鉻酸鉛PbCrO4和硫酸鉛PbSO4的混合物，遮蓋力強，配制的黃墨不透明，價格低廉，目前仍用于凸版印刷的黃墨配制。

    油墨顏料除上述有機顏料，色淀顏料和無機顏料外，還有用于特殊印刷的銀粉、金粉、磷光顏料、熒光顏料、油溶性顏料等特種顏料。所有的顏料都是先制備成干粉或擠水油漿，再供配制油墨使用。干粉是將顏料先制成濾餅，再放入烘箱除去水分制成的。擠水油漿的制備稍復雜，先將濾餅放入混合器中與調(diào)墨油摻合，這時顏料因受擠捏而被調(diào)墨油所潤濕，水被置換出來，再用真空泵將水脫掉。擠水油漿因具有分散性好，容易研磨、著色力強等特點，在油墨配制中，性能遠較干粉優(yōu)越。

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