油墨在不同印刷材料的应用技术

　　一、前言

　　要预测今后油墨的发展，则有必要先了解未来的印刷形态。今后的印刷工业发展方向是节省资源、节省能源、减少公害、对印刷品的种类估计还会随经济的增长而增加。印刷品不仅是作为政治、文化、艺术、宣传等传播，复制和传递情报的一种手段，且还广泛应用于包装材料和建筑装饰材料方面。对包装用印刷品，社会的爱好和要求愈来愈多种多样，建筑材料的花样亦是日新月异，商品更是向装饰美观和增强竞争力的方向发展，因此印刷工业任务重大，前景乐观。油墨能否在印刷机上很好地传递与分配，印刷品的复制质量与印刷过程会不会出现问题（例如飞墨、网点清晰度、密度、渗透性、光泽、堆橡皮、堆版等），这些都与油墨的流变性有关，油墨的流变特性早已受到普遍的重视。只有油墨具有合适的流变性，油墨才能顺利地传递、转移、分配、抵达印版上，直至最后转印到承印物表面。

　　现代印刷机的印刷速度极快，在几秒钟内油墨会受到很大的剪切、拉伸、挤压和破碎等作用，最后转移至承印物（纸）上而固着、干燥。而油墨本身的成分、油墨在印刷过程中的受力情况非常复杂，致使油墨在印刷过程中呈现复杂多样的流变状态。这给油墨流变特性的研究带来很大的困难。此外，还应该考虑油墨能否润湿承印物，并且油墨与承印物之间有无一定的相互作用力。只有油墨能够润湿承印物，并且与承印物之间存在相互吸引力，墨膜才能够牢牢地吸附在承印物表面。所谓油墨能够润湿承印物，是指承印物表面自由能高于油墨的表面张力，这是油墨能够附着在承印物上的先决条件。而油墨的表面张力主要决定于油墨中溶剂的表面张力。

　　二、液体在固体表面的润湿与非润湿状态

　　1.润湿与非润湿状态

　　液体与固体表面接触时，界面区的两种分子既受到界面同侧同种分子的吸引作用，又受到另一侧异种分子的吸引作用。此两种吸引力的合力称为界面张力。如果固体是低表面能的，其吸引力低于液体相分子的吸引力，界面区的液体分子，有向液体内部收缩的张力，这就是非润湿状态；如果是高表面能固体，其吸引力高于液体相分子的吸引力，则界面区的液体分子有一种被吸附于固体的压力，这就是润湿状态。

　　例如，汞的表面张力是：0.476N/m，聚苯乙烯塑料板表面能是：0.042N/m，比汞的表面张力小很多，如果将汞滴到聚苯乙烯板上，汞滴将趋于球状，为非湿润状态。如将表面张力只有：0.225N/m的乙醇滴到聚苯乙烯板上，就能铺展开，为湿润状态。

　　一般来说，无机物固体（金属、氧化物）表面自由能高，容易被一般液体润湿；有机物固体（石蜡、聚合物）表面自由能低，不容易被液体润湿。当油墨的表面张力小于承印物的表面能时，油墨能够润湿承印物，为印刷创造了必要条件；反之，在低表面能的表面印刷（如塑料类），油墨不容易润湿承印物，这时需要对承印物表面进行一些处理或改性后才能够正常印刷。

　　2.接触角

　　如果固体具有高的表面自由能，其吸引力高于液体相分子的吸引力，则界面区液体分子有一种被吸附于固体的压力，液体在固体表面具有取代气体的能力，这时液体在固体表面处于润湿状态；此时接触角θ小于90°接触角越小，说明润湿效果越好。如果固体具有低表面自由能，其吸引力低于液体相分子的吸引力，则界面区的液体分子，有一种向液体内部收缩的张力，表示液体对固体不润湿，那么接触角θ就大于90°，接触角越大，表示润湿效果越不好。

　　一般说来，固体分子间作用力强、硬度大、熔点高、结晶好，是无机物（金属、氧化物）时，固体表面自由能高，容易被一般液体润湿；相反，固体分子间作用力弱、软、熔点低、很少结晶，是有机物（石蜡、聚合物）时，表面自由能就低，不容易被一般液体润湿。但油墨是否能牢固地附着在承印物上，还决定于油墨与承印物之间的吸引力。

　　三、油墨与承印物之间的吸引力

　　油墨与承印物之间产生的附着力主要包括化学键力（即原子间的作用力）、分子间的作用力（氢键力和范德华力）、界面静电引力和机械作用力。

　　化学键力

　　化学键力即原子间的作用力，包括离子键、共价键和金属键。

　　①离子键力。正离子和负离子之间的相互作用力。

　　②共价键力。即两个原子之间通过公用电子对连接的作用力（两原子电子云的重叠）。绝大多数有机化合物的分子都是通过共价键组成的。共价键是一种比较牢固的化学键。

　　③金属键力。金属正离子之间由于电子的自由运动而产生的吸引力。金属原子通过金属键力连接成金属晶体。

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