油墨基本理论及组成的分析介绍

油墨的种类很多，物理性质各不相同，有的很稠、很黏，有的却相当稀。它的成分可以分为三大部分：其中液体成分称为连结料；固体成分为色料（颜料或染料）以及各种助剂。不同的油墨其干燥方式也不同；不同印刷过程所使用的油墨不同；不同的承印物材料使用的油墨也不同。以下按照油墨的干燥方式、不同的印刷过程以及承印物材料对油墨进行分类。

印刷油墨是由色料、连结料、填料等材料均匀混合而成的浆状胶体。色料赋予印品丰富多彩的色调；连结料作为色料的载体，也作为粘合剂使色料固着在承印物表面上；填料赋予油墨适当的性质，使得油墨满足各种印刷过程的印刷适性。

油墨应该具有一定的流动性，并且满足各种印刷过程所要求的性质，能够在印品上迅速干燥，干燥后的墨膜应该具有相应的各种耐水、耐酸、耐碱、耐光、耐擦、耐磨等耐抗性。

油墨成分中的液体成分称为连结料；固体成分为色料（颜料或染料）以及各种助剂。

对油墨来说，颜色、身骨（通常将稀稠度、流动性等油墨的流变性质称为油墨的身骨）和干燥性能是油墨3个最重要的性质，也是研制油墨配方及工艺和生产油墨时应该注意的；在印品上的印膜应该有一定的耐抗性，使印品具有实际用处。

油墨的主要成分：由色料、连结料、填料等成分均匀混合而组成的浆状胶体。作为一种粘性流体的油墨，由于其品种的不同性能也有所差异，即有稠有稀之分，粘性强弱差异，快干与慢干之别等情况。正确了解和认识油墨的组成成分在油墨中的作用，对于准确调整油墨特性，满足各种印刷条件的造性，提高产品印刷质量具有十分重要的意义。

图3-1　油墨组成

1.色料

包括颜料和染料，颜料分有机颜料和无机颜料，前者色调鲜艳，着色力强，放干时间短，所以在油墨中应用较广，如偶氮系、酞青系颜料；后者耐光性、耐热性、耐溶剂性、隐蔽力均较好，如钛白、镉红、铬绿、群青等。颜料以微粒态着色，并不溶解，是油墨中最常用的色料。而染料在使用时配制成溶液，呈分子态着色，效果不如颜料。色料能给油墨以不同的颜色和色浓度，并使油墨具有一定的粘稠度和干燥性。

有机颜料以分子结构分，有酞菁颜料、偶氮颜料；以分子聚集状态分，有色淀颜料、色原颜料和颜料性染料。

图3-2　有机颜料

无机颜料包括炭黑、铬黄、铁蓝、钛白粉、锌钡白、金属颜料等。

图3-3　无机颜料

表3-1　无机、有机颜料的比较

（1）颜料的理化指标与要求

①颜料的分散度：指颗粒大小，粒径越小，分散度越高。油墨中颜料颗粒的大小绝不能超过墨膜厚，否则会影响色泽。颜料表面积应当为10～100m2/g之间。因为分散度与表面积成正比，颜料越细，表面积越大，吸墨量越大，与连接料亲和性越好，油墨光泽性、稳定性、遮盖力、着色性越好。

②颜料的着色力：指着色效果的强弱（亦指色强度）。

着色力与分散度有关，但重要的是决定于自身的晶体结构及光学特性。

着色力可用冲淡被测颜料到一定程度所用的白色颜料量与冲淡标准颜料到一定程度所用白色颜料量之比的百分数表示。

着色力=被测颜料所用白色墨量/标准颜料所用白色墨量×100%

着色力值越大，着色力越强。

③颜料的遮盖力：指颜料遮盖底色，使它不再显透的能力，它是透明度的相反表示。

颜料折射率/连接料折射率=1颜料为透明。

颜料折射率/连接料折射率＞1颜料不透明，显示了遮盖力。

遮盖力还取决于对光的吸收程度与分散度。

④颜料的密度（g/cm3）：对油墨的稳定性及力学性能有很大的影响。油墨的遮盖力很大程度取决于颜料的体积，而不是质量，故颜料的密度也称视比容。颜料粒子越细，表面积越大，分散度越高，遮盖力越好，体系越稳定。

⑤颜料的吸油量：将100g颜料全部润湿成浆状时所需的油量，用g/100g表示。（吸油不是渗透到粒子内部，而是润湿表面）粒子越小，吸油量越大。吸油量还与粒子的形状有关。油墨粘度与连接料粘度及包在连接料外面的颜料粒子的流动性有关，颜料吸油好，油墨流动性也好，稳定性好。吸油差的易堆版、乳化。

⑥颜料的耐抗性：颜料在特定环境下，如日晒、高温、酸、碱等，不发生化学物理变化，保持原色的抵抗能力。无机颜料的耐抗性比有机颜料好。

（2）颜料的化学性质和物理性质

颜料的化学性质：自身极性、反应活性、酸碱性等。

碱性颜料与连接料混合时遇到酸性物质就反应，导致油墨粘度变化，或沉淀、凝固等。

颜料极性会使它与连接料相溶性好，分散达均匀。

颜料的表面性质如浸润性可直接影响油墨对承印物的初期粘着性。

2.连接料

油墨的主要成分之一，起分散色料和辅助料的媒介作用，是由少量天然树脂、合成树脂、纤维素、橡胶衍生物等溶于干性油或溶剂中制得。有一定的流动性，使油墨在印刷后形成均匀的薄层，干燥后形成有一定强度的膜层，并对颜料起保护作用，使其难以脱落。

连结料对油墨的传递性、亮度、固着速度等印刷适性和印刷效果有很大影响，因此，选择合适的连接料是保证印刷效果良好的关键之一，要能根据包装材料、印刷要求等的不同，随时调整连结料的组成与配比。

3.油墨的辅助成分

油墨辅助成分很多，主要作用是调节墨的色调、粘性、流动性、干燥性、印刷适性。主要有以下几种：

（1）填充剂

它是一种调节油墨浓度的助剂，还能增加油墨膜层的厚度，改善其耐磨性，它不具着色力和遮盖力。主要有硫酸钡、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝等，使用时将其研碎成白色粉末。(www.xing528.com)

（2）稀释剂

它的作用是降低油墨粘度，防止发生剥膜现象，使油墨具有作业适性。常用的稀释剂有低聚合亚麻油、矿物油等。前者易与油墨混合，作用柔和；后者稀释效果明显，但切忌过量，否则印刷效果不好。

（3）防结皮剂

它的作用是抑制油墨的干燥速度，防止油墨在机械上干燥结膜。它的主要成分是有机还原剂和抗氧剂。它可以添加于油墨中，也可以撒布于接触油墨的机械上。

（4）防反印剂

作用是防止印刷油墨层反印到纸张背面，以保证印刷质量。最常用的防反印剂是玉米淀粉。

（5）增滑剂

它的作用是改善油墨的耐摩擦性和流动性，降低粘度，提高膜层的光洁度，减少纸张拉毛现象。油墨中常用的增滑剂有高熔点的微晶蜡、合成蜡等。

（6）其他助剂

其他助剂还有很多，诸如分散剂、湿润剂、干燥剂、稳定剂等。

4.油墨的特性

承印物、印刷油墨以及其他材料与印刷条件相匹配，适合于印刷作业的性能，叫做印刷适性。油墨的印刷适性，指油墨与印刷条件相匹配，适合于印刷作业的性能。主要有粘度、粘着性、触变性、干燥性等。

（1）油墨的粘度

油墨在流动中表现出来的内摩擦特性，叫作油墨的粘滞性，量度油墨粘滞性的物理量，叫做油墨的粘度。

油墨的粘度可以用粘度计来测量，常用的粘度计有平行板粘度计、旋转粘度计、拉雷粘度计等。印刷机的速度愈快，要求油墨的流动性愈大，粘度愈小。油墨的粘度，可以用调墨油或油墨稀释剂进行调整。

（2）油墨的粘着性

油墨从墨斗向墨辊、印版、（橡皮布）承印物表面转移时，油墨薄膜先是分裂，而后转移，墨膜在这一动态过程中表现出来的阻止墨膜破裂的能力，叫做油墨的粘着性。量度油墨粘着性的物理量，叫做油墨的Tack值。油墨的Tack值可以用油墨粘着性仪来测量。

印刷过程中，如果油墨的粘着性和承印物的性能、印刷条件不匹配，则会发生纸张的掉粉、掉毛、油墨叠印不良、印刷版脏污等印刷故障。油墨的粘着性，可以用撤粘剂或ZY油墨添加剂进行调整。

（3）油墨的触变性

在一定的温度下，油墨经搅拌或施加机械外力后，流动性得到改善，粘度下降；静置后，流动性又变得不好，粘度上升，这种性质叫作油墨的触变性。

印刷过程中，如果油墨的触变性不良，则会发生“下墨不畅”，传墨不均匀，网点严重扩大等印刷故障。为了防止上述故障的发生，需用墨铲经常搅拌墨斗中的油墨或在墨斗中安装油墨搅拌器不时搅拌油墨。

（4）油墨的干燥性

丝网印刷既要求油墨在网版上能够较长时间不干燥结膜，又要求在印刷后，在承印物上干燥越快越好。这样可以保持印迹的清洁，节省场地，加快印刷速度，提高质量。

丝印对油墨的干燥性要求，在多色连续套印时尤为突出。一般采用的干燥方法有自然干燥、热风干燥、紫外线干燥、电子束照射干燥、红外线干燥、微波干燥等多种形式。

除此之外，油墨的干燥还有紫外线、红外线、热固化等多种形式。

测定油墨的干燥程度，可采用简易方法。即制作一块宽1.5cm、长4cm。晒好图像的丝网印版，将油墨印在承印物上。观察油墨，以不粘纸为标准，计算自印刷后多长时间不粘纸，便可测定出这种油墨在此种承印物上的干燥时间。

对于丝网印刷来说，网上慢干及印迹快干的油墨，才是理想的丝网印刷油墨，光固、热固及热印冷固等油墨就是因此而产生的。

（5）可塑性

可塑性是指受外力作用变形后，能完全或部分保持其变形的性质。

丝印油墨是介于流体和半固体之间的浓调悬浮胶体，它既有流动性，也有可塑性。颜料和其他固体含量高，油墨就显得稠，可塑性就大；颜料和其他固体含量低，油墨就稀薄，可塑性就小。丝印油墨要求有一定的可塑性，以保持印刷的精度，否则印刷的线条极易扩大。

（6）表面张力

油墨的表面张力关系到油墨的转移性能和印迹在承印面上的稳定性。这种关系，在光面材料，特别是塑料表面上印刷时，显得更为突出。例如，当油墨的表面张力大于承印面的表面张力较多时，印迹会收缩，甚至出现鱼眼状的小孔；若承印面与油墨的表面张力相近，而网版的表面张力又大于承印面的表面张力时，印刷会出现堵网现象。这些情况，可借添加表面活性剂、微晶石蜡、硅化物等加以调整，使油墨的表面张力等于或小于承印面的表两张力，以获得良好的印刷效果。

（7）细度

细度是表示油墨中颜料及其他固体原料颗粒的大小，及其这些颗粒在连接料中分布的均匀程度的指标。可用细度计把适当调稀后的油墨从细度计凹槽的最深处刮到平处，立即对光倾斜15度观察。看油墨中颗粒至少15个在某一刻度范围内，其值即为该油墨的细度。

丝印油墨的细度一般在15～45μm之间。细度太粗，在印刷中会产生糊版，印不出图案。如丝网较粗，细度也可相应加粗。一般最粗的颗粒应低于网孔面积的四分之一。

油墨的细度与固体粉末的细度是不一样的，后者指粉末的基本颗粒尺寸，它是很小的，其中一般颜料的基本颗粒尺寸小于1μm，实际上颜料是以若干基本颗粒粘连在一起的聚集状态（尺寸可达50μm）加入到油墨连结料中的，经研磨，聚集体分散开，分散得愈好，油墨颗粒（细度）愈小。一般油墨的细度为5μm左右，特细的可达1～2μm。细度会影响到墨膜的光泽及油墨的流变性。

（8）粘弹性

粘弹性是指油墨受利板压力后被剪切断裂，丝网版弹起，油墨迅速回弹的性能。油墨和承印物粘接，和丝网脱离，出现迅速缩回的现象，是典型的油墨粘弹性现象。

油墨的粘弹性，对丝印影响较大的是出现拉丝现象。拉丝现象就是当刮墨板刮过，网版弹起瞬间，在网版与承印物之间出现很多油墨细丝。这是丝印中最忌的现象，不仅易使印刷品和网版粘脏，甚至会使印刷无法进行。

拉丝长短与油墨的粘度有关。粘度大，墨丝长；反之则短。为此常加减粘剂或降低树脂的分子量等来降低油墨粘度，改善油墨粘弹性，减少拉丝现象。

拉丝现象还与作用力的时间有关。同一油墨，若分离速度很快呈弹性分裂，则墨丝短；分离速度很慢，则油墨像纯液体一样完全流下，不成丝。

（9）丝印油墨的固着牢度

油墨是丝网印刷中最重要的材料，在整个印刷过程中占有极其重要的地位。因为丝网印刷的对象相当广泛，如纸张、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷和各种纺织品等等，所以正确掌握油墨的性能，是顺利进行丝网印刷的必不可少的条件。

丝印油墨最突出的一个问题是印刷后油墨在承印物上的固着牢度。没有固着牢度，就等于没有印刷，还会造成很大的浪费。固着牢度问题涉及油墨和承印物的粘结机理。