連結料的組合與油墨的干燥

油墨是由色料、連結料、填充料和助劑混合而成的。其中連結料是油墨中的液體成分，是色料和填充料等固體粉末的載體，它將色料和填充料均勻分散其中，使油墨具有適當的流變性能和干燥性能。同時它又是一種成膜物質，顏料要依靠連結料的干燥成膜性牢固地附著在承印物表面。因此，連結料決定著油墨的干燥性和膜層品質。本文就各種類型的連結料的性能比較和優化組合來分析油墨的干燥方式和干燥機理，以期幫助大家從本質上區分各種油墨的干燥方式和干燥機理。只有了解油墨中使用了何種連結料才能正確區分如此多的干燥方式，才能正確選用符合印刷適性要求和印刷質量要求的油墨。
1 連結料的性能及組合
油墨的干燥是一個由液態轉變為固態，同時成膜（連結料干燥后如果不能成膜，則無法包裹顏料和填充料干固在承印物表面，會出現粉化現象）的過程，所以油墨中的液體連結料在油墨的干燥過程中起著決定性的作用。分析油墨的干燥形式，要從連結料入手。
如果僅采用單一的物質作連結料，只有植物油一種能同時滿足固化和結膜的要求，因為只有它才能自行干燥，同時也能形成墨膜。所以只能通過各種連結料的組合才能配出多種干燥形式的油墨。
通過一系列的組合，我們得到了7種組合方式和6種不同的干燥形式，分別是氧化結膜干燥、滲透干燥、滲透氧化結膜干燥、揮發干燥、熱固干燥和uv干燥。這幾種干燥方式是目前較常用的干燥方式。
2 各種干燥方式的油墨干燥機理
1）滲透干燥
滲透干燥型油墨的連結料由礦物油、樹脂組成，稱為不干性礦物油連結料。其干燥的機理是依靠礦物油的滲透作用和紙張的吸收作用共同完成干燥。其干燥過程為：油墨轉移到紙張上以后，連結料中的礦物油滲入到紙張內部，遺留在紙面的顏料與樹脂迅速地固著，完成干燥過程。
滲透干燥的優點是干燥速度快，特別適合在高速印刷機上使用。滲透干燥的油墨主要是膠印輪轉油墨，用來印刷新聞紙、書寫紙等結構較疏松的紙張。
2）氧化結膜干燥
由表2可知，氧化結膜干燥型油墨的連結料是由干性植物油組成的，稱為油脂型連結料。其干燥機理是利用氧化聚合反應使油墨層由液態變為固態。其干燥過程為：油墨轉移到承印物上以后，油墨中的連結料即干性植物油吸收空氣中的氧氣發生氧化聚合反應，使呈三維空間分布的干性油分子變成立體網狀結構的巨大分子，干固在承印物表面。
氧化結膜干燥的速度很慢，一般要十幾個小時才能使膜層完全硬化，但形成的墨膜光澤好，與紙張結合牢固，耐摩擦性好，并具有一定的彈性。
氧化結膜干燥型油墨過去主要為單張紙膠印油墨和雕刻凹版油墨，被稱為油脂型油墨。由于其干燥速度較慢，不能適應高速印刷的要求，故這種油墨逐漸淡出單張紙膠印油墨的應用領域。
3）滲透氧化結膜干燥
滲透氧化結膜干燥型油墨的連結料是由干性植物油、高沸點煤油、樹脂組成，稱為樹脂型連結料。其干燥機理是依靠高沸點煤油的滲透作用和干性植物油的氧化結膜反應完成干燥。其干燥過程為：油墨轉移到紙張上以后，高沸點煤油迅速向紙張滲透，樹脂因高沸點煤油向紙張的滲透而產生凝聚，同時干性植物油吸收空氣中的氧氣而發生氧化聚合反應，最終完成干燥。
滲透氧化結膜干燥固著快、光澤好、色彩鮮艷、墨膜堅固，是較為理想的一種干燥形式。滲透氧化結膜干燥集合了滲透和氧化結膜兩種干燥方式的優點，它利用高沸點煤油的迅速滲透能力達到快固著，這樣就不會發生背面蹭臟的現象;接著再利用干性植物油慢慢氧化形成一層牢固而平滑的墨膜。所以滲透氧化結膜干燥既能達到高速印刷的干燥要求，又能實現鮮艷、高光澤的質量要求。滲透氧化結膜干燥型油墨主要應用于現代單張紙膠印油墨，它可以在中高檔紙張承印物上印刷精美的圖文信息。
4）揮發干燥
揮發干燥型油墨的連結料是由有機溶劑和樹脂或水和樹脂組成，前者是傳統的揮發干燥油墨，廣泛應用于凹版印刷，后者是新型環保油墨的代表，發展勢頭迅猛。
①溶劑型揮發干燥
溶劑型揮發干燥的機理是依靠油墨中的溶劑向空間揮發來完成干燥。其干燥過程為：油墨轉移到承印物上以后，連結料中的溶劑向空氣中揮發，剩余的連結料（主要是樹脂）與顏料一起形成固體膜層，固化在承印物表面。
溶劑型揮發干燥油墨主要包括照像凹版油墨和柔性版油墨，在中高檔包裝材料進行印刷，如紙板、瓦愣紙板、塑料等。
②水性揮發干燥
水性揮發干燥的機理和過程和溶劑型是一樣的，只是揮發的主角由溶劑換成了水，水的揮發速度直接影響著這種油墨的干燥速度。水性揮發干燥油墨相對于溶劑型揮發干燥油墨，明顯減少了有機溶劑向大氣中排放，防止了大氣污染，改善了作業環境，有利于職工健康，同時還降低了由于靜電和易燃溶劑引起的火災危險和隱患。
同溶劑型油墨一樣，水性揮發干燥油墨主要有照像凹版油墨和柔性版油墨，特別是柔性版油墨目前正大量改用水性油墨，以提高其環保性。
5）熱固干燥
熱固干燥型油墨的連結料是由少量的干性植物油、較多的礦物油（主要是窄餾程的高沸點煤油）和樹脂組成，稱為熱固型連結料。其干燥機理是利用加熱烘干裝置加快高沸點煤油揮發干燥速度。其干燥過程為：油墨轉移到承印物上以后，通過加熱裝置使墨層中的高沸點煤油迅速揮發，同時油墨內的樹脂被加熱軟化，固體顏料顆粒滲入半流動狀態的樹脂中，經冷卻后一起固化在承印表面。油墨的加熱裝置有熱風干燥、煤氣火焰干燥、熱風混合式干燥和電子干燥等方式。
熱固干燥型油墨的干燥速度快，但干燥時消耗大量能量，高達200℃的高溫對印品的質量也有影響。熱固干燥型油墨主要應用于商業輪轉膠印機對涂料紙的印刷，它滿足了在高平滑度紙張上進行快速印刷的要求。
6）光固干燥（uv干燥）
光固干燥型油墨的連結料是由光固樹脂、交聯劑、光敏劑組成，稱為光固（uv）型連結料。其干燥機理是利用紫外線照射使光敏劑分解形成自由基，這些自由基使光固樹脂與交聯劑交聯固化在承印物表面。其干燥過程為：油墨轉移到承印物上以后，光敏劑受到紫外線的照射被激發形成自由基，自由基使光固樹脂和交聯劑交聯共聚，從而完成干燥過程，如圖1所示。
uv油墨的性能優異，干燥速度快，可在0.1秒內完成干燥，不會粘臟。它沒有溶劑揮發，不會污染環境，屬于環保型油墨。這種油墨在照射紫外線之前不會干燥，清洗印版、橡皮布容易。油墨干燥不受承印物及潤版液ph值的影響，可以適用多種承印物。同時還具有良好的附著性能，適用于高級膠版紙、金屬箔紙、合成紙、復合金銀卡紙、pe、pvc、pet等非吸收性材質的印刷。
綜上所述，對各種連結料成分進行比較，得出其屬于哪種干燥方式，能否成膜，再根據各自特點進行優化組合，才能幫助我們從這么多種油墨中區分它們的連結料成分、干燥方式、干燥機理及應用領域，為各種印刷產品選用正確的油墨進行印刷。


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