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试述油墨的干燥问题

编辑:郑州诚祥印刷有限公司  时间:2013/02/20  字号:
摘要:试述油墨的干燥问题

   油墨从流体状态到固体状态的变化过程称为油墨的干燥,完成这一过程所需要的时间叫做干燥时。干燥时间短,油墨干燥速度快,干燥时间长,油墨干燥速度慢。
  油墨干燥的快慢对印品质量有很大影响,干燥过快,油墨会在印版表面结皮、糊版,使印刷品油墨堆积,光泽不良,出现“墨斑”;干燥过慢,印刷品背面可能发生粘脏、转移现象,同时也不利于下一道工序的进行。而油墨的干燥又是一个比较复杂的过程,涉及物理、化学、流体力学以及表面处理等多方面的知识,同时又受承印物、油墨组成、印刷条件、印刷方式、印刷机械以及印刷环境等诸多因素的影响,因此有必要在这里作一探讨。重点在于应用物理、化学的知识,从油墨组成、承印物、印刷环境以及印刷条  件等方面更好地控制油墨的干燥性.。
  一、油墨的干燥方式 油墨的干燥方式大体上分为三种:渗透干燥型、挥发干燥型和氧化结膜型。通常来说,油墨的干燥是以某一种干燥方式为主,同时伴随其他的干燥形式来完成的。
  渗透干燥型是指油墨对承印物有渗透作用,亦既承印物对油墨中的连接料有吸收作用。一般针对纸张而言,纸张是由纤维交织成的多孔性物质,孔径很微小。当油墨转移到纸张上时,由于纸张纤维空隙的毛细管作用而开始吸收油墨中的连接料,随着连接料的减少,液体分也减少,颜料粒子间的凝聚力逐渐增大,油墨逐渐失去了流体的性质而呈现固体的形态。可见,纸张吸收油墨中的连接料的过程(亦即油墨向纸张中的渗透过程)就是油墨在纸张上的干燥的过程。另一方面,油墨粒子之间也存在着细微的空隙,构成了无数个毛细管。当油墨向纸张的渗透过程中,油墨颜料粒子空隙的毛细管作用是阻止渗透的。当纸张纤维间的毛细管作用和颜料粒子间的毛细管作用相平衡时,油墨中的连接料便停止了向纸张中的渗透。
  挥发干燥型是指油墨中具有较大能量的溶剂分子克服了油墨中分子间的相互吸引力从油墨表面逃逸到空气中,而使留下的树脂和颜料形成固体膜层固着在承印物表面的过程。这类干燥形式主要存在于溶剂型凹凸版液体墨中。
  而氧化结膜干燥型则是指以干性植物油为连接料的油墨,吸收了空气中的氧以后,发生氧化聚合反应,构成网状结构,干固在承印物表面的过程。这类干燥形式可形成高光泽、耐摩擦、牢固的油墨皮膜,例如胶印油墨、印铁油墨以及丝网印刷油墨均属于这类干燥方式。
  二.从承印物看油墨的干燥性能 就承印物对油墨干燥性能的影响来看,如前所述,应着重于纸张,因为纸张对渗透干燥型油墨的干燥性能影响非常大。而其他干燥方式的油墨,其承印物本身并不吸收油墨或吸收量非常小,可忽略不计。
  一般来说,纸张表面粗糙、结构疏松的纸张对油墨的干燥是有利的;同时,纸面对油墨的亲和性也对渗透有影响,纸面对油墨越亲和(接触角越小),则油墨的渗透越快,显然此时油墨的干燥也越快。
  纸张的PH大小对油墨的干燥性影响也相当大,带酸性的纸有阻碍油墨干燥的作用,中性或碱性纸则有利于油墨的干燥。一般认为是纸张表面存在的无机酸经过水或水汽的媒介,与油墨中的催干剂反应,从而减弱了催干剂的活性所致。表1的试验数据可加强对这方面的认识。
  值得一提的是,纸张的含水量对油墨的渗透和氧化干燥都有一定程度的影响,假定纸张的含水量很高,则纸张表面的纤维或涂料处于疏松状态,分子.的引力降低,毛细孔被水膜堵塞,这不仅降低了对油墨连接料的吸收,同时也降低了对氧的吸收能力,显然都延缓了油墨的干燥速度。
  三、从油墨组成看油墨的干燥性能 我们知道油墨主要由以下四个部分组成:连接料(或称树脂)、溶剂(或水)、颜料和助剂。其中溶剂对油墨的干燥性能起着直接的明显的作用,而不同树脂、颜料和助剂对干燥性能也有一定的影响。
  就单一溶剂而言,沸点越低,挥发速度越快。但也有例外,如醋酸乙酯和乙醇沸点相近,但醋酸乙酯的挥发速度几乎为乙醇的两倍。水的沸点不高,但挥发速度很慢,一般选用中、低、高的溶剂互相配合使用,以达到油墨的干性要求。而混合溶剂的挥发速度,又受多种溶剂分子相互制约,并不是简单的算术平均。表2列举了不同溶剂的沸点和挥发速度,以供参考。
  树脂溶于有机溶剂后,使溶剂的挥发速度降低,不同的树脂对溶剂挥发速度的减缓程度不同。溶解度越大的树脂,溶剂越难从中脱出,挥发速度越低,即树脂对溶剂的释放性越差。在配制挥发干燥型油墨时,选用的树脂要对溶剂有一定的释放性,否则,溶剂脱出不良易造成背面蹭脏。而氧化结膜干燥型油墨中,以干性植物油为连接料,其不饱和脂肪酸的分子中双键越多,即不饱和程度越高,则干燥速度越慢。对于水基油墨来说,一般乳液树脂含量越高,则干燥速度越快。
  当加入颜料制成油墨时,挥发速度大为减少。颜料粒子越小,表面积越大,干燥越快,反之越慢。……列举了颜料粒子大小对溶剂挥发速度的影响。助剂中除了特别的催干剂外,其他的助剂由于量少,且作用不同而对油墨的干燥性能影响不大。
  四、印刷环境和印刷条件对油墨干燥的影响 印刷环境温度升高,对印件上油墨的干燥是有利的。这可以从温度升高,物质分子运动加快,从而促进了渗透、挥发和氧化聚合而得到解释。同样的,印刷烘干温度提高也有利于油墨干燥。同时,减慢印刷速度,可使干燥充分。印刷环境的湿度对油墨干燥的影响也是非常显着的,相对湿度越高,则油墨的干燥速度越慢。例如,在正常的条件下,空气相对湿度为65%时的油墨干燥时间为6.7小时,当湿度提高至75%时,同样的油墨就要23.3小时才能干燥,延缓油墨干燥时间竟达三倍多。

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