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标题: 单张纸胶印油墨干燥问题解析 [打印本页]

作者: 学涂 时间: 2008-7-16 13:58
标题: 单张纸胶印油墨干燥问题解析
在印刷过程中油墨能否及时的在承印物表面固着，在印刷完成以后能否快速的干燥，都直接的影响着印刷品的质量、和生产效率。如果油墨不及时干燥的话，会导致印品背面沾脏、回粘、进入下一组印刷时产生逆叠印或混色的故障，影响印后生产的工期。所以我们希望油墨在转移到承印物表面后快速的固着和干燥。下面我们将对在单张纸胶印机（以下简称胶印）中出现的油墨的干燥问题进行一下分析。
　　要解决这个问题首先我们要搞明白这几个问题：
　　油墨的干燥形式
　　胶印中使用的油墨的干燥形式主要有以下三种：
　　渗透干燥（在印刷中主要依靠油墨中的低粘度成分的渗透，把粘度高的成分<树脂和颜料>留在纸张的表面成膜）
　　氧化聚合干燥（与空气中的氧发生反应，是呈三度空间分布的干性植物油分子变成网状的大分子结构。）
　　UV干燥（油墨的连结料中加入光敏材料，在一定波长的紫外线的照射下分解出活化的原子或原子团，和含有不饱和键的油墨组分发生链反应，使分子交联，油墨固化成膜）。
　　 <实际上油墨的干燥方式还有好多,比如说挥发干燥，红外干燥，微波干燥，热风干燥，但在现在的单张纸胶印机中的使用尚少，固本文不做介绍>
　　油墨的成分
　　油墨的成分主要是由颜料、连结料、填充料和辅助剂构成的，其中决定干燥方式的主要成分是连结料。连结料成分不同，干燥的机理也不尽相同。
　　现在的单张纸印刷中我们主要用的油墨有两种：普通树脂油墨和快干亮光墨。
　　普通树脂油墨中连结料的主要成分是树脂、矿物油和少量的干性植物油，主要依靠的是连结料中的矿物油成分的渗透，使承印物表面的树脂联结料不断的提高粘度，而实现干固的，其中的干性植物油还要和空气中的氧发生氧化聚合反应进一步干燥。这也决定了这种油墨的应用范围主要是针对吸收性好的承印物的表面的印刷。
　　快干亮光油墨中的干性植物油成分的含量明显要高，而矿物油的含量要比普通树脂油墨低，油墨的干燥主要是依靠矿物油渗透和干性油的氧化结膜两个步骤来实现的，其辅助剂中含有的干燥油成分更能促进油墨中的干性油的氧化过程（原理：吸附油墨中的磷脂类抗氧剂，并且促生游离基团，有很高活性的游离基团继续发生聚合反应）。主要应用于表面光滑吸收性不好的承印物（如：精美的画册，挂历的铜板纸的印刷）。
　　油墨从印刷机向承印物表面的转移过程
　　首先是油墨从墨斗经过匀墨系统、印版向橡皮布表面转移。
　　高粘度的油墨由于在印刷机上不断的受到分裂、剪切和摩擦，粘度降低同时流动性增加（这是由于油墨中树脂胶体的触变性*所至。）
　　<所谓触变性就是胶体在外力的作用下所表现出粘度降低流动性提高，当外力撤消后胶体的粘性和流动性重新恢复的性质>。
　　接下来油墨从橡皮布向承印物表面转移。
　　油墨在压力的作用下向承印物表面吸附，同时油墨中的低粘度相（矿物油<油墨油>和一部分植物油）开始向纸张内部渗透，由于低粘度相的流失油墨的粘度开始升高，流动性降低，油墨由液态转变为半固态，不能再流动转移，这是油墨的固着阶段。
　　然后承印物离开压印区开始进入下一色印刷（多色机）。
　　由于压力的消失，油墨和承印物表面的相对静止，油墨的粘性进一步提高（油墨的触变性）。到这时形成的半固态的墨膜的强度，是能够保证油墨在纸张上的良好固着是保证下一次套印和成品堆放时墨膜不被破坏，不产生背面蹭脏的前提条件。
　　最后是承印物在印刷机上完成印刷后的静止过程。在这个过程中承印物上墨膜中剩余的矿物油继续向纸张中渗入（我们把这种渗透称为自由渗透），油墨的粘度继续增加；同时油墨中的干性植物油和空气中的氧气反应形成巨大的网状分子结构。这个过程是油墨的彻干阶段。
　　到此为止印刷到承印物表面的油墨算是完成了。了解了这个过程和它的机理后，我们会发现再来分析油墨的干燥问题就很简单了，因为几乎所有的印刷中油墨干燥缓慢的问题都是对这个过程中的某个步骤的干预而造成的。下面我们来对影响油墨干燥的一些因素做一些具体的分析。
　　一、油墨成分及辅助剂对墨膜干燥的影响
　　冲淡剂：冲淡剂的主要成分是氢氧化铝和连接料，氢氧化铝的吸水性强，遇水离解，促使油墨乳化，慢干。还会吸附催干剂，使其失效。
　　白油：白油本身就是白色透明乳化物，质地松易使油墨乳化*。
　　撤粘剂：它的主要成分是蜡类物质（如硬脂酸铝）比重小，会浮于墨膜的表面，阻碍墨膜和氧的接触，影响油墨的氧化干燥。
　　干燥剂：过量使用会使油墨的墨质变粗和油墨乳化*，印迹难以干燥。（还会导致印版脏版、糊版。网点增大变形、带毛、带刺印迹难以干燥。）
　　〈*分散于乳化油墨中的水滴会影响油墨的干燥速度，而且会形成水包油的乳化油墨，从而影响印迹的干燥。〉
　　表一提供了不同墨色的干燥油的用量，仅供参考．

　　色别　　白燥油的用量% 　　红燥油的用量%
　　BK 　　　　　5～10 　　　　　　2～5
　　M 　　　　　　5 　　　　　　　2～5
　　C 　　　　　　3～4 　　　　　　1～3
　　Y 　　　　　　3～4 　　　　　　1～3
　　油墨的性质：有机的油墨干燥缓慢，稀薄的油墨比稠厚的干燥慢，含油量多的比含油量少的慢。油墨成分中的金属离子能促进油墨的氧化干燥，他们促进干燥的能力依次为：
　　Co Mn Pb Ce Cr Fe Zn Ca
　　（如铬黄颜料是硫酸铅和铬酸铅的混合物，铁蓝颜料是亚铁氰化铁钾，它们由于都含有大量的能够促进油墨连接料氧化干燥的金属离子，所以由它们作颜料的油墨干燥的速度都比较快。碳黑没有催干作用，反而会吸附干燥剂延缓干燥。所以由碳黑作颜料的黑墨干燥时间比较长。钨钼盐类颜料也会延缓油墨的干燥。）
　　大多数的有机颜料有延缓油墨干燥的作用，抑制连接料的氧化聚合反应，起抗氧剂的作用。
　　（例如金光红的颜料中含有萘酚基团，射光蓝的化学成分里有多个苯胺基团，因此它们的干燥相对缓慢。在生产中我们经常会使用射光蓝调入黑墨增色，我们必须要同时考虑干燥的因素。另外射光蓝的油性太重也不提倡单独使用。）
　　在现代胶印中使用的干性油的比例趋小，树脂凝固的特性比较明显，颜料对油墨的干燥速度的影响相对的减小。
　　通过以上分析我们会发现在印刷中选用好的油墨，是保证承印物表面的墨膜及时干燥的关键。同时也要注意控制印刷中油墨辅助剂的用量。当出现油墨干燥缓慢的问题时可以适量的增加干燥油的用量，但也不要超过表一的用量否则对油墨的干燥反倒起到了延缓作用。

作者: 学涂 时间: 2008-7-16 13:59
二、承印物的性质和结构

　　1.　如果印刷的纸张成酸性，则干燥缓慢。（对于氧化结膜的油墨，PH值如果从5.6降到2.5，那油墨的干燥时间延长了四倍！）

　　2.　表面平滑、结构致密、渗透性差、施胶度小的纸张表面的油墨干燥缓慢。用量见表一。

　　这是由于油墨中的矿物油无法向纸张的内部渗透，这就直接阻碍了油墨的渗透干燥过程。

　　常规印刷品（涂料纸，胶版纸，新闻纸，书刊纸，凹版纸等）在印刷中就可采用一般的渗透干燥，氧化结膜干燥，和两者结合干燥。在普通渗透性较好的非涂布纸张上印刷出于成本的考虑，使用以渗透干燥为主的普通胶印树脂墨就可以了。在涂料纸上印刷就要使用亮光快干墨了。切忌在涂料纸上采用普通胶印树脂油墨，否则印品会很难干燥的。

　　表面渗透性不好的承印物在印刷过程中可以适当的在油墨中添加干燥剂。
〈如果要是表面吸收性很差（如PVC，金银卡，玻璃卡），尽量采用UV、IR、微波等干燥方式。〉

　　3.　纸张的含水量过大：首先是影响油墨中的连接料渗入的速度，然后是纸张中的水分蒸发影响了油墨的干燥。

三、印刷生产中的工艺过程

　　1.　润湿液的ＰＨ值：ＰＨ值低，就会与燥油中的金属盐发生置换反应，从而抑制了油墨的干燥。在印刷中润版的PH要严格控制（在4.0～5.6之间）。

　　表二给出了一组在常温下润版液PH值不同，对油墨干燥时间的影响：

纸张
  干燥时间

PH=7.0
  PH=3.8
PH=3.6
PH=3.0
  PH=2.0

胶版纸正面
  12
16
17
22
70

证券纸正面
  15
21
22
32
84

　　2.　版面水分：在印刷过程中，如果版面水分过大，不仅使纸张吸收过多水分变形，分散于油墨中的水滴会影响油墨的干燥速度，而且会形成水包油的乳化油墨，从而影响印迹的干燥。

　　3.　印张堆放过度：印张的面积大，纸张表面光滑，纸垛高，空气难以进入。

　　4.　印刷速度过快：油墨转移到承印物上后不能够及时的干燥，就又进入了下一色印刷或是在收纸台上堆积。实践证明在单张纸的印刷中如果印刷速度超过一万三的时候，普通的国产油墨就很容易产生背面粘脏、混色、回粘等故障。

　　<这也和油墨本身的品质有关系，如果油墨本身的触变性好，那就可以在很高的速度下印刷，有时印刷速度能够开到一万四的时候也不会出现印刷过程中的回粘和混色。笔者在工厂使用两种油墨做对比，一种是日本的蝴蝶墨，一种是天津产晶莹油墨。结果发现日产蝴蝶墨的干固速度明显强于晶莹油墨。 >

　　5.　环境的温湿度影响：温度升高分子的内能加大，运动的速度加快，促使干性植物油生成更多的过氧化物，加速氧化聚合反应，再加上这种氧化聚合反应是放热反应，放出的热量又会促进干燥。温度降低则相反。

　　下面给出了一组环境的温湿度，纸张的PH值三者变化时对油墨的干燥时间影响的实验数据：

表三

  生产环境条件
不同温湿度条件对油型，和氧化聚合干燥油墨的干燥影响

  胶版纸的PH值
（RH）65% , 18℃
  （RH）75%， 20℃

6.9
6.1
12.4

5.9
6.6
14.1

5.5
6.7
23.3

5.4
7.0
30.1

4.9
7.3
38.0

4.7
7.6
60.0

4.4
7.6
80.0

　　通过上表我们会发现环境的温度、湿度、纸张的ＰＨ值三者共同影响者油墨在纸张表面的干燥。所以在实际的印刷中保证印刷环境的恒温恒湿度也就显得更加重要。

　　<车间的环境温湿度最好控制在20±２℃,相对湿度５０～６５％>
　　最后我们要注意，在相对湿度达到70%的时候锰铅的干燥能力是不够的，必须使用钴催化剂。

　　四、墨膜过厚

　　墨膜过厚会减少墨层中间部分与空气的接触，尤其是墨层表面结膜后就会阻碍空气中的氧进入，中间部分干燥缓慢。

所以在印刷中我们要严格的防止以下几种情况：

　　（一）由于其它原因引起的印迹不结实，错误的增加印迹的厚度。
　　（二）版面的水分过大造成的墨色浅淡，却又通过加大供墨量来提高墨色。
　　（三）过分的强调印迹的鲜艳和厚实。不恰当的加大供墨量。
　　（四）印刷油墨的着色力过低却要加大墨层厚度来补救。

　　（在调配浅色的专色墨时，注意颜色的饱和度要稍稍高一些，这样在印刷的时候就可以使承印物上墨膜薄些，有利于干燥。另外调配油墨时采用的油墨种类越少，油墨在印刷时的乳化程度也就越小，也有利于干燥）

　　承印物表面的墨层厚度和图文的分布。

　　大面积均匀分布的图文由于润湿液也在该处消耗均匀，油墨的乳化一致，但两侧的图文区域由于直接和空白部分多余的水分接触，使得两侧的油墨乳化比中间的要更严重，干燥也变得缓慢。同理当平版上图文的面积越小，尤其是小面积的实地块或是小面积的暗调网时，油墨的乳化值也会很大，更容易发生墨层不干的问题，对此除了要适量的增加干燥剂的用量外还要严格的控制好版面的水量。

　　在印刷中印品不干问题的一些解决

　　其实在现代的多色胶印中，即使是采用了很好的印刷条件和合理的工艺，也很难做到油墨在印刷过程中或是印刷完成收纸前油墨能够及时的干燥，所以我们在生产中经常采用以下三种方式来加速墨膜的干燥或是防止印刷品的背面蹭脏。

　　喷粉：喷粉是印刷中比较常用的方式，对于由于墨膜干燥缓慢所引起的背面蹭脏是比较有效的手段，当墨层较厚时喷粉的量可以适当的增加，尤其是承印物表面有小面积的暗调网或实地墨块的时候，更要注意适当的增加喷粉量。一般喷粉的量要在有效的范围越小越好，否则会影响印刷品的墨色，尤其是在烫金、覆膜要求的产品上更要注意控制喷粉的量。

　　晾架：在印刷机的收纸部分采用分层收纸的办法，即每隔５～２０㎝（分隔的纸层厚可以根据承印物的密度和表面墨层厚度来调节，承印物密度大墨层厚度大的时候，分隔的层高要适当的减小）分层收纸，防止在纸张的自重下导致尚未干燥的墨膜破坏，或背面毡脏。

　　抖晾：表面吸收不好且墨膜较厚的印刷品一般干燥缓慢，由于纸张的堆放和空气中的氧接触少阻碍了氧化干燥的过程，故每间隔一段时间将纸张轻轻抖动使之透气，增加墨迹和空气的接触，能够有效的加快油墨的干燥。

　　最后我们再来回顾一下本文所提到的控制印刷品表面墨膜干燥缓慢的关键，以及对出油墨慢干的印刷品的一些工艺手段：

　　１.选择适当的油墨，２.在印刷过程中尽量少的使用添加和辅助剂，３.适量使用干燥油，４.在印刷中控制好版面水量和润版液的ＰＨ值，５.保证环境恒温恒湿度很重要，６.控制好图文的墨膜厚度，7.喷粉、晾架、抖晾。

　　到这为止我们分析了印刷品上墨膜干燥缓慢的一些原因和当油墨干燥缓慢时候的一些解决方法，希望能对大家有一些帮助

作者: dognose 时间: 2008-10-16 12:02
好东西呀
正好可以为客户做培训使用

作者: hhx918 时间: 2009-3-30 15:34
比较专业，感谢分享

作者: franberg 时间: 2009-4-18 01:00
比较专业，感谢分享

作者: huke123163 时间: 2009-4-29 17:01
学习了。谢谢。不知凹印时候也这样

作者: usersxc 时间: 2009-4-30 08:41
很专业，谢谢楼主分享

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