油墨简介

GB/T 14624.1-2009 胶印油墨颜色检验方法GB/T 14624.2-2008 胶印油墨着色力检验方法GB/T 14624.3-2008 胶印油墨流动度检验方法GB/T 14624.4-2008 胶印油墨结膜干燥检验方法HJ/T 370-2007 环境标志产品技术要求胶印油墨平版四色胶印油墨采用的是标准油墨，这在CYT 31-1999《印刷技术四色印刷油墨颜色和透明度第1部分单张纸和热固型卷筒纸胶印》中进行了规定，执行的标准应是QB/T 1020-2010《纸和纸板印刷适性用标准油墨》1油墨简介1.1油墨的概念油墨是一种稳定的胶体分散体系,主要由连接料和着色料所组成,根据印刷性能要求加入适量的辅助剂,按一定的配比混合搅拌后再经分散设备反复轧制分散均匀而成。

1.1.1油墨的组分连接料:是油墨的流体部分,主要决定油墨的类型。

要求具有必要的光泽、干燥性能和印刷转印性能。

着色料:既不溶于水也不溶于油或连接料的具有一定色彩的固体粉末物质,在很大程度上决定油墨质量(色彩、稀稠黏度、理化性能、印刷适性等)。

要求具有鲜艳的色彩、较高的浓度和良好的分散性。

填充料:有天然和人造两种类型。

用以降低成本。

辅助剂:包括摩擦剂、防干燥剂、防胶化剂、减黏剂和催干剂等。

1.1.2油墨的基本特性油墨应该具有鲜艳的色彩、良好的印刷性能、满意的干燥速度以及耐溶剂、酸、碱、水、光、热等特性。

1.1.3油墨的分类及用途见表1。

1.2植物油基油墨植物油基油墨是指用植物油代替普通油墨中的部分石油系列溶剂而其他成分如树脂、颜料等不变的一种环保型油墨。

2植物油基油墨的制备工艺流程植物油基油墨的制备工艺可以分为两个阶段:连接料的制备和油墨的制备。

其中连接料的制备是核心因素。

要合成高质量的油墨,关键是找到合适的聚合条件和催化剂以及原料配比。

2.1连接料的制备工艺连接料号称油墨的心脏,其质量好坏决定了油墨质量的高低。

2.2油墨的制备工艺3植物油基印刷油墨的“绿色”性“绿色”又称“环境友好”(ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＦｒｉｅｎｄｌｙｏｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＢｅｎｉｇｎ),是20世纪90年代以“绿色化学”形式出现的一个新概念,其目标为开发可以消除或减少有害物质的使用与产生的环境无害化学技术,是解决污染问题的一种方法。

绿色化学使用的原料应是无毒无害可再生的,绿色化学所生产的产品也应是无毒无害可降解的。

使用植物油基油墨的优越性具体体现在以下几个方面:(1)油资源丰富且可再生,符合绿色化学的要求。

(2)ＶＯＣ含量低,植物油本身几乎不含挥发性有机化合物。

植物油经聚合制得的连接料仅因高温裂解产生少量小分子低沸点化合物,通过控制反应条件还可进一步减少裂解。

国际印刷油墨制造者组织(ＮＰＩＭ)统计,由于使用了大豆油基油墨,1992年减少了157 5万ｋｇ的ＶＯＣ挥发量,1997年减少了1035万ｋｇ以内的ＶＯＣ挥发量。

(3)生物降解性,在土壤中可有效降解。

资料表明,在25℃、曲霉和青霉作用下,100%大豆油基连接料5ｄ后降解60%,12ｄ后降解68%,25ｄ后降解80%。

而在同等条件下矿物油基连结料25ｄ只降解22 8%,矿物油墨只降解16%(4)大豆油基连接料颜色较浅,有利于制造高质量的彩色油墨。

能提高色彩的纯正性、鲜艳性;增强彩色复制效果;油墨流变性能好,水墨平衡能力高,改善了油墨的转印性;降低了网点增大量;减少了透印故障、蹭脏故障、脱墨故障。

特别对于再生的弱纤维纸张,用大豆油基油墨不易产生拉毛现象,可以取得清晰的图像,有利于降低废纸率,节省费用。

4植物油基油墨研究现状植物油基印刷油墨在历史上已应用了很长时间。

我国15世纪末就出现了植物油基油墨。

大豆油、棉籽油、亚麻仁油、红花籽油、桐油、葵花籽油等在油墨制造史上都有很长的应用历史。

由于落后的生产工艺和技术水平,当时的油墨存在着诸多缺陷。

随着高速印刷的出现,具有快干特性的石油基油墨取代了植物油基油墨。

到了20世纪70年代,石油危机促使油墨制造者和印刷工作者把目光投向了可再生的石油代用品,在美国,一些科研机构在国家产业政策的鼓励和支持下进行矿物油替代产品的研制。

20世纪80年代初,ＡＮＰＡ(ＡｍｅｒｉｃａｎＮｅｗｓｐａｐｅｒＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ,美国新闻用纸出版者协会)研制出了以沥青、妥尔油脂肪酸为原料的矿物油基连接料代用品,进而合成了油墨并申请了专利。

1991年,世界知识产权组织Ｔｕｏｖｉｎｅｎ,Ｊｕｈａｎｉ研制了一种完全由改性妥尔油脂肪酸为连接料的新闻油墨。

但上述产品因价格因素、原料供应及沥青引起的设备清洗困难限制了其在工业上的推广和应用,研究者开始把目光转向了价格便宜、来源广泛、可生物降解的植物油。

1987年,ＡＮＰＡ推出了适用于石版印刷的植物油基印刷油墨,其主要成分为碱炼大豆油、烃类树脂和颜料。

这种产品最初也因价格因素而难以推广,而且含有烃类树脂,没有完全摆脱对石油的依赖。

20世纪80年代末到90年代初,研究人员进行了一系列技术改进。

1991年,Ｅｒｈａｎ等以碱炼大豆油、Ｃａｎｏｌａ油、棉籽油、葵花籽油、红花籽油为原料合成了适用于石版印刷和凸版印刷的油墨连接料,并于1992年合成了满足印刷要求的黑色及彩色油墨,这种100%植物油基油墨去除了烃类树脂,减少了颜料用量,提供了具有竞争力的价格,足以作为石油基油墨的代替品。

1997年,Ｓａｂｉｎ等人合成了菜籽油和葵花籽油改性醇酸树脂,进而合成了热固型和快干型胶印油墨。

这种油墨以植物油衍生的脂肪酸甲酯代替了矿物油,但热固型胶印油墨性能欠佳。

近年来,传统油墨的ＶＯＣ含量越来越引起人们的关注,低ＶＯＣ或无ＶＯＣ的油墨开发成为热点。

1994～1998年,美国相继推出了很多植物油为主要成分的平版、凹版油墨,这些产品中植物油或改性作为树脂,或作为溶剂,均有效降低了ＶＯＣ含量,但为了保证印刷性能仍然含有一定量的石油树脂或溶剂。

在美国,大豆油基印刷油墨已经普遍应用于报纸及杂志印刷。

在我国,油墨制造业基本上生产的是传统的合成树脂油墨,植物油基油墨还未得到广泛开发和应用。

在环境污染日益引起人们重视的今天,无毒油墨代替传统油墨将是必然趋势。

而我国这方面的研究工作很少,只有牛满志等人做了一些初步的植物油基油墨连接料的合成试验。

5植物油基油墨现存的问题5.1价格问题植物油基油墨某种程度上要比石油基油墨贵。

价格限制了一些厂家使用植物油基油墨。

而对于彩色油墨,价格主要由颜料决定,彩色植物油基油墨和以往彩色油墨价格几乎一样。

5.2干燥速度慢就目前的技术来说,还不能把油墨配方中的石油馏出物全部用植物油替换掉,这是由于植物油基油墨干燥性能的限制。

因此在这一领域开发研究的首要目的,就是在符合高质量和性能的印刷油墨中,保证植物油的最大含量。

5.3应用范围窄并不是所有类型的印刷油墨都能很好地应用植物油基油墨。

例如照相凹印油墨。

因为这类油墨属于挥发干燥型油墨,连接料要求易于挥发,而植物油基油墨的蒸气压低,沸点高,属于非挥发性溶剂。

因此,如何扩大植物油基油墨的应用范围,也是一个急需解决的问题。

环保·亮丽·多彩——大豆油基胶印金属油墨应用于包装装潢印刷，对美化印刷品，提高产品附加值，有着不可估量的作用。

但这类油墨中含有35%～40%的高沸点石油溶剂，因而含有较多的多环芳烃类物质，且其中的3，4-苯并吡、3-硝基苯并酮等还含有致癌成分，在印刷品上残留量大，存续时间长，会危害使用者健康，同时，也是油墨生产过程中的重要污染源。

用大豆油这种既环保又可再生的资源代替不可再生的石油溶剂，同时代替资源并不丰富的干性植物油（亚麻油、梓油等）制造金属油墨，是一项有益于保护环境的措施，但如何使属于半干性油的大豆油在油墨中满足干燥固着速度快、印刷性能好的要求是解决问题的关键，同时还要着重解决大豆油基胶印金属油墨中金属颜料，如铜金粉（铜锌合金）、铝银浆或铝银粉会因腐蚀而变色变暗问题，保证油墨具有高光泽度及耐水、耐化学药品和电绝缘等性能。

为此，笔者提出如下解决方案：将大豆油用桐油共聚改性，使之具有干性植物油的干燥特征；采用烷基酚改性二甲苯甲醛树脂制备树脂油作为主连结料，其具有耐水、耐化学药品和电绝缘性，且光泽度高、不易腐蚀金属颜料，与其他树脂相容性好；采用长油度豆油/间苯二甲酸醇酸树脂为辅助连结料，以改进连结料对金属颜料的润湿性和油墨的流变性能；加入1－氨基十八烷,以在金属颜料表面形成一层分子膜，隔绝空气，防止水及空气中的氧和二氧化碳等气体对金属颜料的腐蚀，保护其金属光泽。

该油墨仅以少量低芳烃石油溶剂（芳烃含量≤1.0%）进行墨性调整，所以各项环保指标均能达到相关标准，同时产品质量水平有明显提高。

制备连结料1.桐油改性大豆油低分子共聚物将精制桐油和精制大豆油以重量百分比25∶75的比例投入反应釜，用惰性气体（或N2、CO2）保护，升温并搅拌，在250～260℃保温聚合，至共聚物黏度达到80～120mPa·s/25℃为止，过滤出料。

2.二甲苯甲醛树脂（1）配方。

所用二甲苯可以是间二甲苯或混合二甲苯。

其中以间二甲苯反应最快，间位二甲苯、邻位二甲苯及对位二甲苯的相对反应速度比为11∶3∶2。

二甲苯与甲醛在浓硫酸（或乙酸、磷酸、盐酸）存在下经缩合反应生成二甲苯甲醛树脂，二甲苯与甲醛的摩尔比为1∶（1.2～1.8）。

配方实例（以重量百分比计）如下。

原料名称投料比例（%）二甲苯（第一批）38.5甲醛（37%）31.3浓硫酸（98%）11.6二甲苯（第二批）18.6合计100.0（2）操作方法。

将甲醛投入带夹套的反应釜，夹套及冷凝器通入冷却水，搅拌下滴加浓硫酸，保持在50℃以下；加入二甲苯（第一批），放去夹套中的冷却水通入蒸汽加热至沸腾，保持回流8小时，静置分层。

放出废酸，再加入二甲苯（第二批）进行水洗，至pH值呈中性后再洗一次，充分静置分水。

待水放净后，将树脂液过滤，再回入反应釜中，减压蒸馏至无液体蒸出为止，冷却至80℃左右，过滤装入储存容器。

（3）技术指标。

不挥发成分＞95%，羟基含量＞4%。

3.油墨连结料（1）连结料配方。

配方以重量百分比计，如表1所示。

油墨连结料制备中，首先将二甲苯甲醛树脂用烷基酚改性，烷基酚可选用对-叔丁酚（PTBP）、对-特辛基酚（POP）、对-壬基酚（PNP）、对-十二烷基酚（PDDP），也可用双酚A或混合酚改性。

选用的长油度豆油/间苯二甲酸醇酸树脂油度为60%～70%，黏度4000～6000 mPa·s/35℃，酸值≤10mgKOH/g，色泽≤#10加氏色。

表1 油墨连结料配比（%）（2）操作方法。

在配有恒温冷凝器，带加热夹套的反应釜中依次加入低芳烃高沸点石油溶剂（一）、精制大豆油（一）、二甲苯甲醛树脂、烷基酚或混合酚、催化剂对甲苯磺酸，关闭加料孔，打开反应釜→恒温冷凝器→水接受器→大气系统通道，将反应釜上其余阀门和水接受器底部阀门全部关闭。