印刷材料及适性油墨(第八、九章)

第八章第八章绪论绪论一、油墨发展简史及现状最早发明的油墨是水溶性固体，是可燃物质不完全燃烧的残余物与树胶均匀混合并干燥的产物。最初的油墨，颜料是天然无机矿物质，连结料是植物或动物油脂。这类油墨，干燥速度慢，印品光泽性差，对承印物附着力差。二、油墨组成与分类油墨是由作为分散相的颜料和作为连续相的连结料组成的一种稳定的粗分散体系。油墨的基本组成印刷油墨主剂辅助剂颜料连结料流动性调整剂干燥性调整剂色调调整剂书刊油墨单张纸胶印雕刻凹版丝网版新闻油墨轮转胶印丝网版柔性版油墨照相凹版丝网版柔性版油墨紫外丝网版印铁平版凹版孔版挥发光固化热固化凸版版别油墨干燥类别氧化结膜渗透各种油墨不同的分类方式：第九章第九章颜料颜料第一节概述颜料是一种固体有色物质,可以呈现球状、片状等不规则形态。一般颜料颗粒的直径在几百纳米到几十微米(10-7m~10-5m)的范围内。颜料可以均匀的地分散在介质中，但不溶于介质，且不与介质发生化学反应；颜料是有色体，它既赋予油墨颜色，同时它的分散、聚集又直接油墨的流动性、油墨的化学稳定性及油墨的干燥性。一、颜料的一、颜料的分类分类颜料非彩色颜料—无机颜料彩色颜料填充料黑：碳黑白：钛白锌钡白无机颜料有机颜料黄：铅烙黄系列蓝：铁蓝金属颜料：铜粉、铝粉颜料型染料色淀颜料色原汉沙黄联苯胺黄酞青蓝酸性染料色淀碱性染料色淀二、颜料的理化性能二、颜料的理化性能1.颜料的分散度颜料的分散度是指颜料颗粒的大小，分散度越高，颜料粒径越小。分散度是影响油墨性质的重要因素。通常，颜料分散度高，着色力、遮盖力随之提高。颜料的分散度越高，油墨的稳定性越好。原生颗粒：颜料的最小基本组成（可以是晶体或无定型体。颗粒直径可以达到纳米级或埃级。聚集体：原生颗粒彼此以表面互相结合。总表面比各个原生颗粒的表面之和小。聚结体：原生颗粒疏松连接成团状，总表面与各个原生颗粒的表面之和差别不大。2.着色力着色力是某一颜料与其它颜料混合后该颜料呈现自身颜色强弱的能力。颜料的着色力取决于它本身的光学特性及颜料的晶型结构，同时受分散程度的影响。颜料的着色力越高越好。颜料粒径与着色力颜料粒径与着色力20~1010~55~2.52.5~1.251.252662120035087712311003325213145031393180颜料粒径(μm)着色力(%)着色力（%）=待测颜料所用标准白墨量标准颜料所用标准白墨量×100%着色力的测量方法----刮样法3.遮盖力(透明度)遮盖力是指颜料遮盖底色层的能力，遮盖力与透明度是是对颜料同一性质相反的描述。遮盖力并非越高越好。油墨是否具有遮盖力取决于颜料折射率与连结料折射率的比值,比值＞1,具有遮盖力;比值=1,油墨是透明的.遮盖力以g/m2表示，即产生一定覆盖遮色效果所需颜料量。4.吸油量颜料吸油墨量是对颜料与油脂结合能力的一种描述。吸油量等于将一定量的颜料制成浆状所需的油脂重量与颜料重量之比.以g（连结料）/100g(颜料)表示。颜料的吸油量小，制成的油墨颜料比例大，油墨遮盖力强，但稳定性差，印刷中容易产生堆版、糊版的故障。5.密度6.耐抗性颜料的密度对油墨的力学性能及稳定性都有相当大的影响。颜料的密度也可以用“视比容”来描述。视比容是指每克重颜料所占的体积，用cm3/g表示。无机颜料的视比容比有机颜料小。印刷品将使用于各种环境之中。对于一些特定环境，如高温、日晒、酸、碱、有机溶剂等，颜料必须抵抗外界作用，尽量不产生物理及化学变化，以保证原有色彩。无机颜料的耐抗性比有机颜料好。第二节第二节无机颜料无机颜料无机颜料一般指由单质元素、金属氧化物、无机盐或络合物等组成的颜料。他们的共同特点是色彩鲜艳，遮盖力强，视比容小，耐抗性好，廉价。但由于色彩颜料含有Pb、Cr等元素，对人和环保不利，越来越多地被有机颜料取代，只有黑色、白色和少量黄色、蓝色无机颜料用于油墨的配制。一.白色颜料1.钛白（TiO2)用于油墨中的钛白有金红石和锐钛型二种，皆为四方晶型。外观密度(g/cm3)折光(射)率着色力(雷诺Reynolds指数)平均颗粒尺寸(μm)2.50~2.551200~13000.33.9~4.22.70~2.761650~19000.2~0.3亮白色粉末状3.8~4.1品种指标二氧化钛锐钛型金红石型钛白颜料钛白颜料2.锌钡白:硫酸钡和硫化锌的混合物(BaSO4·ZnS).锌钡白颗粒细软，平均颗粒在0.25-0.35μm之间，折射率为1.82,遮盖力仅为TiO2的1/4左右.锌钡白的耐碱性较好,毒性小,与醇酸树脂的拼混性较好.锌钡白的应用范围远不如二氧化钛。二、黑色颜料二、黑色颜料1.碳黑的性质(1)粒径及聚集体结构。碳黑的原生颗粒极为细小。颗粒越小，着色力越强。碳黑具有很高的比表面能，所以，通常是以聚集体的形式出现。聚集体可以有不同的大小及形状，根据碳黑粒子聚集的多少可以分为高结构碳黑及低结构碳黑。结构不同对碳黑的各项性能，如着色力、吸油量、分散度等有明显的影响。(2)表面性质。由于碳黑是聚集体，具有较大的比表面和空隙，因此具有很强的吸附性。另外，碳黑表面的酸度不同，pH值较低的碳黑，吸附油墨中干燥剂能力很强，使油墨中干燥剂的含量相对下降，产生抗干性，且酸性越强，抗干性作用越强。如果用pH低的碳黑配制的UV油墨，其UV固化的速度也会减慢。碳黑的很多特殊结构与炭黑性能间的内在关系很复杂，还需要进行大量的研究。碳黑颜料的性能指标碳黑颜料的性能指标品种指标灯黑槽黑炉黑热裂解黑乙炔黑密度1.751.8吸油量(cm3/g)1.05~1.651.0~6.00.67~1.950.3~0.463~3.5平均颗粒尺寸(nm)50~10010~2717~70150~50035~50表面积(m2/g)20~95100~112520~2006~1560~70ph值3~73~65~9.57~85~7挥发物0.4~93.5~160.3~2.80.1~0.50.4氢(%)0.3~0.80.45~0.710.3~0.50.05~0.1氧(%)2.5~11.50.19~1.20~0.120.1~0.15硫(%)0~0.10.05~1.50~0.250.2苯萃取物(%)(有机组分)0~1.400.01~1.80.02~1.70.1灰分(%)(无机组分)0~0.160~0.10.1~1.00.02~0.380碳黑的性能与结构的关系碳黑的性能与结构的关系性能低结构高结构吸油量低高分散性难易光亮高低润湿性快慢粘度高颜色深浅底色棕蓝着色力高低触变性低高2.2.碳黑的应用碳黑的应用(1)色素碳黑。用于胶印油墨。这类碳黑要求具有高黑度，高着色力，低结构，较低吸油量，以降低对于干燥剂的吸收性。(2)专用碳黑。用于印报油墨，对于这类碳黑没有特殊要求。(3)溶剂型油墨用碳黑。用于柔性凸版和凹版油墨。三、彩色颜料三、彩色颜料1.黄色—铅铬黄2.蓝色—铁蓝系列黄颜料的统称，是铬酸铅（PbCrO4）、硫酸铅（PbSO4)，氧化铅（PbO）的混合物。根据三者混合的比例不同，可以形成从浅柠檬黄到深黄的一系列颜色。色相丰富、遮盖力强、着色力比较强、耐抗性强、价廉。密度大、含有有毒元素。铁蓝又称普鲁士蓝、密洛里蓝。化学名称为：亚铁氰化铁钾（KFe·Fe(CN)6·H2O）第三节第三节有机颜料有机颜料有机颜料和染料都是不饱和的有机化合物，由萘、蒽、氮萘、氨蒽的碳环或环芳香族有机化合物衍生而成。它们能够有选择的吸收光谱中的某些部分，并将吸收区域从紫外线区域移到可见光部分，使化合物成为有色体。①含有生色基——不饱和官能团②含有助色基——未公用电子对的基团③整个分子具有共扼结构——位于同一平面一.结构特点:二.有机颜料的分类1.颜料型染料——本身就是不溶性的。2.色原——用无机盐或杂多酸作为沉淀剂将可溶性染料沉淀为不溶性颜料。3.色淀——用沉淀剂和附加载体将可溶性染料沉淀为不溶性颜料。三、有机颜料的应用三、有机颜料的应用1.汉沙黄（HansaYellow)CLNO2NNCCONHCOHCH3CL又名耐晒黄,属于单偶氮颜料系列,以黄色的耐晒黄10G为例,分子式为:2.2.联苯胺黄联苯胺黄(AAA)(AAA)NHCCHOCCH3ONNNNCHOCCH3OCNHCLCL属于不溶性双偶氮黄色颜料系列，颜色是绿相黄，着色力比汉沙黄强3-4倍，密度小，透明性好，耐水、酸、碱性好，常用于制造四色胶印套墨，印刷性能良好。缺点是耐光性较差，由于价格适中，所以在印刷油墨中使用很广，分子结构式：3.3.洋红洋红6B6B它是有较高着色力的鲜艳的蓝相红色颜料，树脂化的钙盐具有良好的物理性能，耐酸碱和耐醇稍差，由于它色相好，耐光性强，耐热性尚好，是一种四色套墨中常用的品红色颜料，其分子结构式：NNH3CSO3-OHCa2+COO-4.4.立索尔红立索尔红((lithollitholred)red)NNSO3-OHCa2+2是合成较早，使用很广的一种红色酸性色淀，以钡、钙或钠离子为沉淀剂，分子结构式：5.5.金光红金光红CCNNCLSO3-OHBa2+CH32又名来克红，也是色淀性的偶氮颜料，它是带金光的标准暖红，色泽鲜艳，分子结构式为：6.6.耐晒桃红色淀耐晒桃红色淀OC(H5C2)NHCOOC2H5NH(C2H5)4H3P(W2O74.5W2O71.5)又名桃红色原,属于坚牢色淀,由盐基桃红用钙、钼磷酸盐沉淀而成，分子结构式为：7.7.酸性湖蓝色淀酸性湖蓝色淀CNN+CH2SO3-CH2SO3-C2H5Ba2+是在氢氧化铝载体上制成的酸性色淀,以钡盐为沉淀剂,分子式为:8.8.酞酞菁菁蓝蓝CCNCuNCCNNNNNNCCCC又名铜酞,稳定酞菁蓝(β型),分子结构式为:9.9.射光蓝射光蓝浆浆((膏膏))NHNHNH2C+1SO3是醇溶蓝经磺化制得的内盐色淀，加入调墨油制成深蓝色的基黑，用于调整黑色油墨中的棕黄色调，提高黑度。分子结构式为：10.10.还原颜料还原颜料------硫靛红硫靛红CSCCCSOOH3CCH3CLCL它是由还原染料氧化后制成的不溶性颜料。硫靛桃红就是一种各项牢度极好的高级颜料，耐光、耐热、耐各种溶剂，适于制造印刷油墨。分子结构为：第四第四节节特殊颜料特殊颜料一、金属颜料1.铝粉。铝粉即银料。铝粉颗粒表面有一层透明的氧化铝膜，使之比较稳定。密度2.7，熔点660℃，沸点2427℃，800℃时表面张力为0.865N/M。2.铜粉。铜粉是铜与其他金属合金的粉末，即金粉。不同的合金有不同的色相。密度7-8。超细级金粉可用于制造胶印和铅印油墨，特细级金粉适用于凹版及柔性凸版油墨。二、发光颜料二、发光颜料1.夜光颜料（磷光颜料）2.荧光颜料这种颜料能在夜间发光，实际上是高纯度硫化锌晶体经过高温处理，具有特殊的晶格构造，并掺入铜、钴等激发剂制成的。有一些物质当受到不同可见光的照射时，能够吸收它的能量放出可见光波，称为荧光物质。第五节第五节填充料填充料一、填充料的作用与用途•作用：填充料是一种着色力很低的白色颜料，但不用于制作白色油墨，而用于其它色彩颜料的调色添加物。•用填充料可以调整油墨固体—液体比例，改善油墨的身骨，同时冲淡油墨颜色，也可以取代一些高成本颜料，降低油墨成本。二、填充料种类及品种二、填充料种类及品种1.碳酸钙（CaCo3）碳酸钙就其来源有两个：其一是来自矿石，称为天然碳酸钙，这种碳酸钙颗粒粗硬，密度大；其二是经过化学沉淀制成，称沉淀碳酸钙，这种碳酸钙颗粒细而均匀，化学纯度高，杂质小。油墨中使用的是后者。2.2.硫酸钡硫酸钡（（BaSOBaSO44））天然硫酸钡又称重晶石，天然硫酸钡多以柔软而无定形存在；合成硫酸钡（沉淀硫酸钡）呈斜方晶型，颗粒细软，纯度高，无味、无毒，具有一定的透明性，耐光、耐热，具有良好的化学稳定性，价格低廉，是用于油墨中的一种良好的填料。硫酸钡在油墨中，可以调节油墨的流动性能，具有一定的防脏作用。3.3.氢氧化铝Al(OH)3氢氧化铝有两种形式,一种是水合氧化铝,Al2O3·3H2O,晶型结构,另一种是轻氢氧化铝5Al2O3·2SO4XH2O,无定型。4.4.铝钡白铝钡白是氢氧化铝