连结料的组合与油墨的干燥

    【集萃网观察】油墨是由色料、连结料、填充料和助剂混合而成的。其中连结料是油墨中的液体成分，是色料和填充料等固体粉末的载体，它将色料和填充料均匀分散其中，使油墨具有适当的流变性能和干燥性能。同时它又是一种成膜物质，颜料要依靠连结料的干燥成膜性牢固地附着在承印物表面。因此，连结料决定着油墨的干燥性和膜层品质。本文就各种类型的连结料的性能比较和优化组合来分析油墨的干燥方式和干燥机理，以期帮助大家从本质上区分各种油墨的干燥方式和干燥机理。只有了解油墨中使用了何种连结料才能正确区分如此多的干燥方式，才能正确选用符合印刷适性要求和印刷质量要求的油墨。

　　1 连结料的性能及组合

　　油墨的干燥是一个由液态转变为固态，同时成膜(连结料干燥后如果不能成膜，则无法包裹颜料和填充料干固在承印物表面，会出现粉化现象)的过程，所以油墨中的液体连结料在油墨的干燥过程中起着决定性的作用。分析油墨的干燥形式，要从连结料入手。

　　如果仅采用单一的物质作连结料，只有植物油一种能同时满足固化和结膜的要求，因为只有它才能自行干燥，同时也能形成墨膜。所以只能通过各种连结料的组合才能配出多种干燥形式的油墨。

　　通过一系列的组合，我们得到了7种组合方式和6种不同的干燥形式，分别是氧化结膜干燥、渗透干燥、渗透氧化结膜干燥、挥发干燥、热固干燥和UV干燥。这几种干燥方式是目前较常用的干燥方式。

　　2 各种干燥方式的油墨干燥机理

　　1)渗透干燥

　　渗透干燥型油墨的连结料由矿物油、树脂组成，称为不干性矿物油连结料。其干燥的机理是依靠矿物油的渗透作用和纸张的吸收作用共同完成干燥。其干燥过程为：油墨转移到纸张上以后，连结料中的矿物油渗入到纸张内部，遗留在纸面的颜料与树脂迅速地固着，完成干燥过程。

　　渗透干燥的优点是干燥速度快，特别适合在高速印刷机上使用。渗透干燥的油墨主要是胶印轮转油墨，用来印刷新闻纸、书写纸等结构较疏松的纸张。

　　2)氧化结膜干燥

　　由表2可知，氧化结膜干燥型油墨的连结料是由干性植物油组成的，称为油脂型连结料。其干燥机理是利用氧化聚合反应使油墨层由液态变为固态。其干燥过程为：油墨转移到承印物上以后，油墨中的连结料即干性植物油吸收空气中的氧气发生氧化聚合反应，使呈三维空间分布的干性油分子变成立体网状结构的巨大分子，干固在承印物表面。

　　氧化结膜干燥的速度很慢，一般要十几个小时才能使膜层完全硬化，但形成的墨膜光泽好，与纸张结合牢固，耐摩擦性好，并具有一定的弹性。

　　氧化结膜干燥型油墨过去主要为单张纸胶印油墨和雕刻凹版油墨，被称为油脂型油墨。由于其干燥速度较慢，不能适应高速印刷的要求，故这种油墨逐渐淡出单张纸胶印油墨的应用领域。

　　3)渗透氧化结膜干燥

　　渗透氧化结膜干燥型油墨的连结料是由干性植物油、高沸点煤油、树脂组成，称为树脂型连结料。其干燥机理是依靠高沸点煤油的渗透作用和干性植物油的氧化结膜反应完成干燥。其干燥过程为：油墨转移到纸张上以后，高沸点煤油迅速向纸张渗透，树脂因高沸点煤油向纸张的渗透而产生凝聚，同时干性植物油吸收空气中的氧气而发生氧化聚合反应，最终完成干燥。

　　渗透氧化结膜干燥固着快、光泽好、色彩鲜艳、墨膜坚固，是较为理想的一种干燥形式。渗透氧化结膜干燥集合了渗透和氧化结膜两种干燥方式的优点，它利用高沸点煤油的迅速渗透能力达到快固着，这样就不会发生背面蹭脏的现象;接着再利用干性植物油慢慢氧化形成一层牢固而平滑的墨膜。所以渗透氧化结膜干燥既能达到高速印刷的干燥要求，又能实现鲜艳、高光泽的质量要求。渗透氧化结膜干燥型油墨主要应用于现代单张纸胶印油墨，它可以在中高档纸张承印物上印刷精美的图文信息。

　　4)挥发干燥

　　挥发干燥型油墨的连结料是由有机溶剂和树脂或水和树脂组成，前者是传统的挥发干燥油墨，广泛应用于凹版印刷，后者是新型环保油墨的代表，发展势头迅猛。

　　①溶剂型挥发干燥

　　溶剂型挥发干燥的机理是依靠油墨中的溶剂向空间挥发来完成干燥。其干燥过程为：油墨转移到承印物上以后，连结料中的溶剂向空气中挥发，剩余的连结料(主要是树脂)与颜料一起形成固体膜层，固化在承印物表面。

　　溶剂型挥发干燥油墨主要包括照像凹版油墨和柔性版油墨，在中高档包装材料进行印刷，如纸板、瓦愣纸板、塑料等。

　　②水性挥发干燥

　　水性挥发干燥的机理和过程和溶剂型是一样的，只是挥发的主角由溶剂换成了水，水的挥发速度直接影响着这种油墨的干燥速度。水性挥发干燥油墨相对于溶剂型挥发干燥油墨，明显减少了有机溶剂向大气中排放，防止了大气污染，改善了作业环境，有利于职工健康，同时还降低了由于静电和易燃溶剂引起的火灾危险和隐患。

　　同溶剂型油墨一样，水性挥发干燥油墨主要有照像凹版油墨和柔性版油墨，特别是柔性版油墨目前正大量改用水性油墨，以提高其环保性。

　　5)热固干燥

　　热固干燥型油墨的连结料是由少量的干性植物油、较多的矿物油(主要是窄馏程的高沸点煤油)和树脂组成，称为热固型连结料。其干燥机理是利用加热烘干装置加快高沸点煤油挥发干燥速度。其干燥过程为：油墨转移到承印物上以后，通过加热装置使墨层中的高沸点煤油迅速挥发，同时油墨内的树脂被加热软化，固体颜料颗粒渗入半流动状态的树脂中，经冷却后一起固化在承印表面。油墨的加热装置有热风干燥、煤气火焰干燥、热风混合式干燥和电子干燥等方式。

　　热固干燥型油墨的干燥速度快，但干燥时消耗大量能量，高达200℃的高温对印品的质量也有影响。热固干燥型油墨主要应用于商业轮转胶印机对涂料纸的印刷，它满足了在高平滑度纸张上进行快速印刷的要求。

　　6)光固干燥(UV干燥)

　　光固干燥型油墨的连结料是由光固树脂、交联剂、光敏剂组成，称为光固(UV)型连结料。其干燥机理是利用紫外线照射使光敏剂分解形成自由基，这些自由基使光固树脂与交联剂交联固化在承印物表面。其干燥过程为：油墨转移到承印物上以后，光敏剂受到紫外线的照射被激发形成自由基，自由基使光固树脂和交联剂交联共聚，从而完成干燥过程，如图1所示。

　　UV油墨的性能优异，干燥速度快，可在0.1秒内完成干燥，不会粘脏。它没有溶剂挥发，不会污染环境，属于环保型油墨。这种油墨在照射紫外线之前不会干燥，清洗印版、橡皮布容易。油墨干燥不受承印物及润版液pH值的影响，可以适用多种承印物。同时还具有良好的附着性能，适用于高级胶版纸、金属箔纸、合成纸、复合金银卡纸、PE、PVC、PET等非吸收性材质的印刷。

　　综上所述，对各种连结料成分进行比较，得出其属于哪种干燥方式，能否成膜，再根据各自特点进行优化组合，才能帮助我们从这么多种油墨中区分它们的连结料成分、干燥方式、干燥机理及应用领域，为各种印刷产品选用正确的油墨进行印刷。

　　来源：印刷世界