連結(jié)料是油墨中的流體組成部分。它起連結(jié)作用,使色料、填料等固體物質(zhì)分散在其中,印刷時(shí)利于油墨的均勻轉(zhuǎn)移。它的另一個(gè)重要作用,是使油墨能在承印物面上干燥、固著并成膜。連結(jié)料是決定油墨性能的關(guān)鍵因素,不同類(lèi)型的油墨,常要用不同性質(zhì)的連結(jié)料。連結(jié)料包括油脂、樹(shù)脂及溶劑等。
油脂
油脂分動(dòng)物油、植物油及礦物油三大類(lèi)。以油膜在空氣中的干燥狀況又可分為干性油、半干性油和不干性油。
干性油:其脂肪酸中含有不飽和雙鍵(-CH=CH-),易與氧結(jié)合而固化或高溫活化雙鍵而交聯(lián),常為加熱干燥的絲印油墨所用。
不干性油:多為礦物油,系石油的高沸點(diǎn)餾分。高于320℃的餾分稱(chēng)機(jī)械油,與松香一類(lèi)廉價(jià)樹(shù)脂制成的連結(jié)料,制作快干性、滲透干燥型油墨,用以印刷疏松的紙類(lèi);250~300℃的餾分為煤油,為快固及熱固型紙張油墨所用。
油型連結(jié)料中都含有微量的游離脂肪酸,它起著表面活性劑的作用,有利于顏料和連結(jié)料的混合。但游離脂肪酸過(guò)量又容易使油墨膠化結(jié)塊變質(zhì)。游離脂肪酸的多少用酸值的大小來(lái)衡量。酸值是二克植物油皂化脂肪酸所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)。油型連結(jié)料的不飽和程度、雙鍵數(shù)目,用碘值的大小來(lái)表示。碘值是1克油所能吸收的碘的毫克數(shù)。碘值越高,所含雙鍵越多,氧化結(jié)膜干燥越快。油型連結(jié)料有良好的附著力和一定的抗水性,能形成較光澤的墨膜,但固著速度緩慢,干燥時(shí)間長(zhǎng)。
油型連結(jié)料是將干性植物油加熱至某一溫度,并在此溫度下保溫而制成的。干性植物油是不飽和脂肪酸的甘油脂。干性植物油的脂肪酸有亞麻仁油酸、桐油酸、油酸、亞油酸。
常用的干性植物油如亞麻仁油、桐油等的分子呈均勻分布的三度空間結(jié)構(gòu),含有可以發(fā)生聚合反應(yīng)的共軛雙鍵和在加熱的條件下可以異構(gòu)成共軛雙鍵的基團(tuán)。平性植物油在加熱時(shí)發(fā)生聚合反應(yīng),生成二聚體和三聚體;加熱和保溫時(shí)間越長(zhǎng),粘度越大。
連結(jié)料也叫調(diào)墨油。用亞麻仁煉制的調(diào)墨油,就是將精漂過(guò)的亞麻仁油加熱到300~310℃,然后在295℃保溫,得到6號(hào)油、5號(hào)油、4號(hào)油、3號(hào)油、2號(hào)油、1號(hào)外油。它們的保溫時(shí)間分別是0.5小時(shí)、5小時(shí)、8.5小時(shí)、11小時(shí)、13小時(shí)、17小時(shí)。
樹(shù)脂
樹(shù)脂是有機(jī)化合物,具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和大的分子量。從物理性能上看,是一種“固態(tài)液體”,即非結(jié)晶態(tài),只有軟化點(diǎn)而無(wú)熔點(diǎn),能溶解在有機(jī)溶劑中,其溶液在溶劑揮發(fā)后即成薄膜。
用于油墨連結(jié)料的樹(shù)脂有以下兩類(lèi):
天然樹(shù)脂 :
包括松香、蟲(chóng)膠、生漆等;通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以對(duì)天然樹(shù)脂進(jìn)行改性,使其更適宜制作連結(jié)料,改性天然樹(shù)脂有改性松香等。
合成樹(shù)脂 :
是油墨連結(jié)料中使用最多的樹(shù)脂,大致可分為熱可塑性樹(shù)脂和熱硬化性樹(shù)脂。熱可塑性樹(shù)脂是遇熱變軟的樹(shù)脂,是使用最廣泛的。
主要有塑料樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、聚合樹(shù)脂、聚酸膠樹(shù)脂等。
熱硬化性樹(shù)脂是困化學(xué)反應(yīng)而硬化的樹(shù)脂,有常溫硬化型、加熱硬化型、光硬化型等。
主要種類(lèi)有醇酸樹(shù)脂、肢化樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基甲酸樹(shù)脂、光硬化型樹(shù)脂等。合成樹(shù)脂還包括一些半合成樹(shù)脂,如纖維素樹(shù)脂、環(huán)化橡膠等。
溶劑
溶劑的作用是溶解樹(shù)脂,制成連結(jié)料。印刷后,通過(guò)揮發(fā)逸出墨膜。
溶劑按沸點(diǎn)分類(lèi)有:
低沸點(diǎn)溶劑 100℃以下;
中沸點(diǎn)溶劑 100~150℃;
高沸點(diǎn)溶劑 150~200℃。
溶劑的溶解力(溶劑力),常用溶解性參數(shù)和氫鍵指數(shù)的差值來(lái)分析。溶解性參數(shù)是對(duì)一個(gè)體系(溶劑、樹(shù)脂)的溶解性作特性表示的,它是這個(gè)體系粘附能密度的平方根。氫鍵指數(shù)即氫鍵強(qiáng)度指數(shù),是用來(lái)描述氫鍵強(qiáng)度的。
當(dāng)兩者的差值很小或兩值近似時(shí),其溶解性良好,反之則差;差值相當(dāng)大時(shí),則不溶解;介于兩者之間時(shí),則發(fā)生部分溶解或泡脹。這種分析方法,對(duì)絲印者正確使用稀釋劑,以及分析油墨與承印面的粘附牢度是很有用處的。
一般情況下,極性較強(qiáng)的體系(如氫鍵生成體系),若兩種物質(zhì)的溶解性參數(shù)相近且氫健屬同一等級(jí)強(qiáng)度時(shí),可望相溶;非(或弱)極性體系,只要兩種物質(zhì)的溶解性差小于1.5,即可相溶。
從溶劑對(duì)樹(shù)脂的溶解性能看,溶劑可分為活性溶劑、惰性溶劑及稀釋劑三種。活性溶劑的溶解力最強(qiáng);惰性溶劑次之;稀釋劑對(duì)樹(shù)脂則無(wú)溶解力,但能與其他兩種溶劑混拼,起到稀釋作用。
就油墨體系而言,除用活性溶劑使樹(shù)脂獲得最好的溶解外,考慮到油墨的粘度、揮發(fā)速度、除低成本和改善其他一些特性的需要,尚須加入惰性溶劑及稀釋劑,使配方中溶劑組分配合得當(dāng),求得各種性能的平衡。
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