第九章 连接料

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酸值太大时,制成的油墨在胶印时易于亲 水乳化,同时还会导致有些颜料制成油墨后, 粘度增大,甚至胶化;
酸值过小,则表现为对颜料润湿性差,油 墨流动性能不良,光泽差等弊病。
7 软化点
高分子物质从固态变为液态的温度。 软化点对油墨的流动性和干燥性都有影响。
第二节 连结料组分的性能与结构
介质材料 油型 树脂型 水型 溶剂型
二、树 脂
树脂是有机高分子物质,分子结构复杂。 分子的聚集状态有固态、液态之分,固 态树脂大都是无定形非晶体,无明显熔点。 树脂颜色在黄、棕色之间。树脂种类繁 多,可以满足各种油墨的各种性能要求。
1 作用
树脂可改善油墨的印刷适性,决定印刷 油墨的光泽、抗水性、流变性、印刷性能。
2 优点
抗水性强、固着快、不易铺展、干燥快、 色泽鲜艳、节约颜料、易于成膜。
(2).高沸点煤油——油墨油
270~310 ℃的馏分。称为高沸点、窄馏 分煤油。
主要用于快固油墨及热固型胶印油墨的 连结料中,其作用是迅速脱离膜层进入纸张 纤维之间,使膜层增稠、增粘。
油墨油要求较窄的馏程。
初馏点不能过低,否则挥发过快,影响 油墨在印刷机上的稳定性;
终馏点不能过高,否则渗透过慢,影响 油墨在纸上的固着速度。
3. 以干燥性质分类
油墨中双键数目的多少及相对位置 决定了它们的活性即干性强弱。
可根据碘值高低分为干性、半干性 和不干性油。
干性油
在空气中有较好的干燥性。它的成 分中含有较多的不饱和酸,能够吸收空 气中的氧气,氧化聚合形成坚韧的固态 薄膜,能在空气中较快结膜干燥 。
干性油的碘值一般在140以上,属于 这一类的植物油有桐油、亚麻油、梓油 等。
干燥形式 挥发 渗透 氧化结膜 辐射固化
油型
干性油(桐油、亚麻油、脱水蓖麻油)
植物油
半干性油(豆油)
不干性油(椰子油、蓖麻油)
矿物油(机械油、煤油)
动物油 (猪油、牛油)
树脂型 溶剂型
天然树脂(松香、石油树脂、沥青)
合成树脂
酚醛树脂 醇酸树脂
聚酰胺树脂 丙烯酸树脂
蜡(天然蜡、合成蜡)
有机溶剂(石油溶剂、芳烃型、醇类、酮类、酯类等) 水型(水、醇、丙烯酸树脂等)
(6) 丙烯酸树脂
颜色较深,不适于配制浅色油墨。
2 聚Fra Baidu bibliotek油
聚合油是用干性植物油加热聚合炼制而 成的,是一种重要的连结料。
凸版和平版油墨多数以聚合油配制。用 聚合油配制的油墨属于氧化结膜干燥类型, 适当加入钴、锰、铅等金属催化剂,即可提 高油墨的结膜干燥速度。
聚合油的流动、疏水性良好,用它配制 的油墨印刷性能优良,但由于渗透固着缓慢, 故油墨光泽不佳。
松香价格低廉,不溶于水,易溶于醇、酮、酯、 苯类及植物油、矿物油中,但由于松香酸值过高 (160~175),软化点过低(72℃),易氧化且脆,一般 不直接用于油墨连结料中,而是需要经过化学改性 再用于油墨中。
松香的结构式
B 松香酯
松香酯可以分为甘油松香酯、季戊四醇 松香酯和季戊四醇聚合松香酯。
甘油松香是一种透明固体树脂,可溶于 各类有机溶剂和干性油中,酯化后,酸值大 大降低,对颜料润湿性提高,但软化点较低 (85 ℃),溶剂释放性较差。
(4) 改性醇酸树脂
醇酸树脂是多醇和多酸类物质酯化得到 的高分子物质。醇酸树脂不适宜直接用于油 墨,需经改性处理。油墨中常用的改性剂是 植物油。
改性醇酸树脂对颜料润湿性,显色性都 比较理想,制成的油墨流动性好,结膜光泽 好,干燥性好。
由于体系中存在较多羟基,导致抗水性 差,因而限制了它在胶印油墨中的使用。
若连结料耐水性差,印刷时会产生乳化 现象,油墨的黏度急剧下降,破坏油墨的结 构,造成传递不良,会发生堆版、糊版等一 系列印刷故障。
6 酸值
对于植物油而言是指游离脂肪酸的含量, 对于树脂而言是指分子中羧基基团的含量。
用中和1g油脂中的游离羧基所需的氢氧 化钾的mg数 (KOH) mg/g表示。
对油墨性能的影响
第九章 连接料
主要内容
➢ 连接料的分类和特性 ➢ 连结料组分的性能与结构 ➢ 常用连结料
第一节 概 述
一 连结料的用途和类型 1 概念:
由高分子物质混溶制成的液状物质,在油 墨中作为分散介质使用。又称凡立水(vehicle)。
连接料具有一定黏度和流动度的液体,但不 一定都是油质的。
2 连接料的作用
D 顺丁烯二酸松香
顺丁烯二酸酐与松香酸进行反应生成, 顺丁烯二酸酐松香带有较多羧基,酸值300左 右,软化点约为150℃,用多元醇(大多是甘油) 进行酯化,可得到油溶性树脂松香酯。
透明固体树脂,颜色浅,具有良好的光 泽及溶剂释放性,制成的油墨粘性比较低, 墨性短,印刷性能较好。
(2) 天然沥青与石油沥青
(4)蓖麻油和脱水蓖麻油
不干性油,碘值80~90,酸值≤2,能溶 于乙醇和乙酸中。这是由于分子中含有羟基 所决定的。
蓖麻油可用于制造复印油墨及作为增塑 剂用于某些油墨中。
蓖麻油在酸性催化剂存在下,经高温脱 水,可转化为含有共轭双键的干性油。干燥 性介于桐油与亚麻油之间,颜色浅,柔韧性 好,可以代替桐油与半干性油配合使用,用 于印铁和食品包装油墨中。
4 透明度
连结料的透明度较高,因具有一定的颜 色,属于半透明物质,其折射率为1.4左右。
连结料的折射率大小关系到油墨的遮盖 力,决定了油墨的透明度。
5 抗水性
抗水性是指连结料在水的作用下, 性能不发生变化的能力。
抗水性对印刷的影响
连结料必须具有很强的耐水性,尤其在 平版胶印中,是依靠油水相斥的原理来进行 印刷的。
二 连结料的特性
➢黏度 ➢色泽 ➢干燥性 ➢透明度 ➢抗水性 ➢酸值 ➢软化点
1 黏度
黏度是对连结料分子间作用所产生的阻 碍分子间相对运动能力的量度。
油墨中的连结料具有一定的黏度。
流体分子间具有吸引力,这种吸引力称为
内聚力。分子间的内聚力较小,各分子间作 相对运动,从而产生内部的摩擦。
对油墨性能的影响
半干性油
在空气中干燥较慢,其表面不易形 成薄膜,成膜不像干性油所形成的那样 坚韧。
由于其成分中脂肪酸的双键数较少, 碘值一般在100~140之间。属于这一类的 有豆油、菜籽油等。
不干性油
在空气中氧化极慢,通常表面不能 成膜干燥,碘值在100以下,属于这一类 的有蓖麻油、椰子油、花生油等。
4 油墨中常用的植物油
一 油型连接料
主要由干性植物油炼制而成,可分为 氧化油和聚合油。
植物油是从植物种子压榨得到的液体 物质。
植物油的结构
H2C HC H2C
O
O
C
O
R1
O
C
R2
O
OC
R3
高级脂肪酸的甘油酯 硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻油酸、桐油酸等
1 氧化油
氧化油是用干性植物油在加热下吹入空 气氧化聚合炼制而成。
主要配制雕刻凹版印刷油墨。氧化油与 聚合油对比,黏度小而稠度大,用于雕刻凹 版印刷,易打版,图文清晰,具有一定的干 性,结膜坚牢并耐摩擦。
连结料是油墨的关键组成,决定油墨流 变性质、干燥性质、抗水性和光泽等。
连结料是颜料粒子的载体,连结料赋予 了油墨流动能力、印刷能力;
是一种成膜物质,颜料要依靠连结料的 干燥成膜性牢固地附着于承印物表面并使墨 膜耐摩擦、有光泽,连结料决定着油墨干燥 性和膜层品质。
3. 连接料的分类
介质材料 油型 树脂型 水型 溶剂型
连接料色泽的测定
比色法(碘量比色法) 预先配制一套标准颜色溶液,分别放人
内径为10.75mm、长度为115mm、管壁厚度相 等的五色标准玻璃试管中,按颜色由浅至深 编成16个等级。
测定连结料颜色时,把它装入另一标准 试管和这套标准颜色溶液进行比较,定出色 级。
3 干燥性
连结料由液态变为固态的性能称为干燥 性,油墨的干燥性能主要由连结料所决定的。
(10)
5 矿物油
矿物油是石油分馏得到的一系列馏分的 总称。
主要组分是烷烃,不具有发生交联的能 力,在油墨中不能作为成膜组分。
油墨中常用的矿物油有:汽油、高沸点 煤油、机械油。
(1).汽油
汽油是油脂、树脂的良好溶剂,在油墨 中,常使用沸点在160~220℃的重汽油与二 甲苯混合,制造照相凹版油墨。
(3) 改性酚醛树脂
酚醛树脂是酚类物质与醛类物质经缩合 而得到的高分子物质。
酚醛树脂不能直接用于油墨连结料,一 般是用松香进行改性,再经甘油或季戊四醇 酯化,得到甘油(或季戊四醇)松香改性酚醛树 脂
油墨行业大量使用二酚基丙烷甲醛松香 改性酚醛树脂、对异辛酚甲醛松香改性酚醛 树脂。
这些树脂软化点较高,结膜硬度好,光 泽好,油溶性好,所以是胶印亮光快干油墨 连结料的理想树脂。
植物油连结料干燥性的强弱与其结构中 的不饱和双键的数量有关。
由于卤素能与油分子中不饱和双键起反 应,所以可用碘值来测定植物油的不饱和程 度,碘值的高低表明了连结料干燥性的大小。
碘值
碘值是对油脂不饱和程度的描述。 用每克油脂所消耗的碘的mg数[mgI2/g] 表示。 油脂的不饱和程度决定了它的分子活性, 表现为干性。碘值是对某种连结料干燥能力 的间接描述。
季戊四醇松香酯为白色或微黄色粉末状 结晶,结膜坚硬,光泽好,软化点较高,溶 剂释放性较好,可直接用于照相凹版油墨。
C 松香酸金属盐
松香酸值高,可以用碱金属进行中和。 它是将松香加热到220~230℃熔化后,加入6 %的氢氧化钙,搅拌升温至270℃制成的树脂, 软化点提高到138~145℃ ,酸值<90,价格低 廉,被油墨工业所采用,缺点是性质较脆。
干性油制成的油型连结料分子量小,固 着速度慢,光泽不好,容易与润版液发生乳 化。
3 种类
松香及其衍生物
天然沥青与石油沥青 改性酚醛树脂 改性醇酸树脂 聚酰胺树脂 丙烯酸树脂 聚氨酯树脂 环氧树脂
(1) 松香及其衍生物
A 松香
松香是松树分泌的树脂,呈琥珀色的透明固体, 主要组分是松香酸,分子式C19H29COOH,羧基的存 在可以与醇发生酯化反应;可与金属反应生成金属 盐;共轭双键的存在可以发生二聚反应和加成反应。
天然沥青是一种矿产品,是有光泽的黑色 硬块,几乎能溶于各种有机溶剂及植物油、矿 物油中,软化点为70~150℃ 。天然沥青溶解在 苯类溶剂中可制造照相凹版油墨。
石油沥青是石油蒸馏后残余的软膏状树脂, 溶解性能好,光泽小。沥青用于油墨前一般先 溶于有机溶剂或矿物油中制成沥青油。
石油沥青溶于矿物油中可制造胶印轮转黑 墨及黑色新闻油墨。
(2)亚麻油
干性油。亚麻油亦称胡麻油,是淡黄色 透明液体,碘值177~204,酸值≤4。
亚麻油分子结构中含有非共轭双键,干 性比桐油慢,活性比桐油小,是油墨工业最 基本的原料之一。
(3)豆油—半干性油
豆油干燥较慢,碘值120~140,酸值≤ 3。 颜色浅,加热不易泛黄,常与亚麻油或桐油 配合使用,用来制造浅色油墨,特别是制造 烘干型油墨。
(3).机械油
不挥发粘稠液体,工业上用作润滑剂, 在油墨中,通常与石灰松香、沥青等廉价树 脂配合使用,用来制造沥青油和石灰松香油 连结料,用于轮转新闻油墨。
典型的渗透干燥型连结料,无氧化结膜, 不能形成固态膜层。在渗透型油墨连结料中, 不同标号的机械油混合使用,高标号用于纸 张表面凝固,低标号用于向纸张内部浸透。
(1) 桐油-干性油 桐油为黄色或淡黄色浓稠液体,粘度较大。能 溶于苯、石油醚、三氯甲烷、酒精等有机溶剂中; 碘值160~175,酸值为4。 桐油的干燥性能和成膜性能十分优异,干燥过 快会引起晶化起皱。在油墨中,通常不单独使用, 常与树脂或其它油脂混用,可充分发挥它的长处而 弥补了它的不足。 现在使用的高光泽油墨,连结料中都或多或少 地使用了桐油。
连结料黏度偏小
与颜料一起研磨时,颜料就不能被研细,配制成的 油墨也不能在印刷机上很好传递,印刷时会发生糊 版,甚至出现粉化现象。
连结料的黏度过大
配制成的油墨在印刷时,易引起飞墨、拉毛,甚至 纸张表面剥离等弊病。连结料的黏度必须控制在一 定范围内。
2 色泽
油墨制造中,要求连结料的色泽越浅越 好,因颜色越浅对颜料鲜艳的本色影响越小。 即使配制黑色的油墨,使用浅色连结料也可 以配得更纯净的黑色。
(5) 聚酰胺树脂
聚酰胺是多胺与多酸类物质缩合而得到 的高分子物质,用于油墨的聚酰胺树脂是二 聚脂肪酸与二胺类物质的缩合产物。
主要用于溶剂型油墨,对树脂的要求主 要是与塑料薄膜的粘附性好,溶剂释放性好 (干燥快);
树脂的溶解性和低温抗凝性。大多数聚 酰胺树脂的溶解性较差,必须使用混合溶剂 才能溶解,且贮存性不好。
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