【集萃网观察】油墨的成分和分类

    印刷的实质，从工艺的角度看，是油墨向承印物上的转移。要使油墨顺利地转移要求它必须具备适宜印刷的作业适性，即印刷适性。这些主要在印刷过程中才表现出来的油墨特性，诸如粘滞性、触变性、粘着性、拉丝性、干燥性等，是这里要讲述的主要内容。另方面，从印品质量评定的角度看，还要求油墨本身必须具备某些固有的性能。这些油墨本身固有的性能，诸如着色力、遮盖力、光泽性、耐晒性、耐酸碱性等，又都与油墨的结构、成分和制造过程等有关。而且，油墨的结构、成分还在一定的程度上影响到油墨的印刷适性。

    一、概述

    油墨是一种稳定的胶体分散体系，它的主要成分，即油墨的主剂，是由作为分散相的颜料和作为连续相的连结料所组成。主剂中的颜料赋于油墨以颜色；主剂中的连结料供油墨具有必要的转移性能。颜料粒子是上千万个分子聚集起来的颗粒，呈球、棒、片等不规则的形态，但在宏观上却是十分微小的，一般颜料粒子的大小在几十到几百nm的范围之内。连结料是各类树脂、干性植物油和溶剂配制成的粘稠状的液态物质，本身是一种溶胶，具有展布和携载分散相粒子的作用。由这样的分散相粒子分散在这样的连结料溶胶中，得到的胶体分散体系具有较好的稳定性，凭借的就是两相界面的某些特殊性质。

    胶体化学中把固体分散相的总表面积相总体积之比叫作固体分散相的比表面积。由于颜料粒子非常细小，它的比表面积之相当大的，例如，炭黑粒子的直径约为0．1nm，每立方厘米油墨中若含有1015个炭黑粒子，则作为油墨中分散相的炭黑粒子的比表面积，可以达到6×105cm-1。这样大的分散相的比表面积，在通常情况下的胶体分散体系中，分散相粒子会具有很大的比表面自由能，体系在热力平衡上也将是不稳定的，宏观的表现就是分散相粒子的凝聚和沉降。然而油墨在正常的情况下并没有这样的现象发生，原因是油墨中的颜料粒子有个保护性的外壳。油墨中总是存在部分高级游离脂肪酸，醇类等表面活性剂，这些表面活性剂定向地排列在颜料粒子的周围，形成一个牢固的外壳；这个外壳使颜料粒子表面由高能状态转为低能状态，从而使体系趋于稳定，油墨通常就不会有颜料粒子凝聚而沉降的现象发生。

    微细而坚硬的固态颜料粒子，外面包裹着一层由表面活性剂构成的牢固而较软的外壳，稳定地悬浮在粘稠液态的连结料中，形成一个稳定的胶体分散体系，这就是油墨的理想化的结构模型。由于液态的连接料充塞在固态的颜料粒子之间，在印刷过程中，油墨中液体介质的内摩擦便代替了固体粒子间的碰撞，这是  油墨具有良好的流动和转移性能的原因。

    连结料是颜料的载体，在印刷过程中，它携带着颜料粒子从印刷机的墨斗经墨辊辗转转移到承印物表面而形成墨膜，固着、干燥并粘结在承印物上。而承印物上墨膜的颜色则取决于颜料的颜色。

    在颜料粒子的结构中，含有一定的发色团。有机颜料的发色团通常是不饱和原子和双键，如：羰基 〉C＝O、偶氮基—N＝N—、亚硝基—N＝O、硝基—NO2等；无机颜料的发色团通常是一些离子，如：铬酸根离子CrO42-、硫离子S-2、铁离子Fe3+、铜离子Cu2+等。这些发色团使得颜料粒子对光波的吸收具有选择性，  即只能吸收可见光中一定波长的光波，因而也就使颜料粒子呈现出不同的颜色。油墨中的颜料粒子是稳定地悬浮在连结料中的，照射到墨膜上的可见光，一部分被墨膜表面所反射，一部分经折射进入墨膜。进入墨膜的光波，一部分被颜料颗粒所吸收，其余郊分则被反射到墨膜外。这部分被反射的光波，就是人眼看墨膜时色觉的来源。因此，光波在墨膜内穿透越深，遇到的颜料粒子越多，从墨膜内反射出来的光波量便越大。   

    颜料和连绪料是油墨的主剂，但是单单由颜料和连结料所配制成的油墨，并不能满足印刷工艺对油墨提出的多样而严格的要求。所以油墨的成分里总少不了这样那样的添加剂，用以改善油墨的性能，调节油墨的印刷适性。添加剂作为助剂，是油墨的辅助成分，但它的作用还是十分重要的。助剂的理化性质自然不能与主剂的相悖，而且要能与主剂溶和成一体。

    油墨的配制工艺较复杂。一般是将颜料，连结料以及各种添加料，按一定的比例在调墨机中混合成均匀的油状膏剂，再在辊式研磨机或球磨机中反复碾磨制成的。

    二、  颜    料

    颜料在油墨中主要是起到显色的作用。颜料的许多性质：如分散度、着色力、遮盖力、吸油性、视比容等，对油墨的性能都有直接的影响。

    颜料的分散度是指颜料颗粒的大小。油墨中的颜料颗粒，必须完全浸没在墨膜内的连结料中，颜料颗粒的大小不能超过墨膜的厚度，不然会影响到印品的光泽。颜料的颗粒越小，即颜料的分散度越高，油墨的色调饱和度也就越大。

    颜料的着色力，是指某种颜料在与其它颜料混合后，对混合颜料颜色的影响能力。凡是与白色物质调合而很容易变淡的颜料，其着色力弱。配制油墨时，应选择着色力强的颜料，用来印刷可以达到用墨量少，干燥快的效果。

    颜料的遮盖力，是指颜料遮盖底色的能力。油墨是否具有遮盖能力取决于颜料的折射率与连结料的折射率之比。当这个比值为1时，颜料是透明的，这个比值若大于1，则颜料是不透明的，即具有遮盖力。颜料的折射率又取决于颜料的分散度以及颜料与连结料折射率的差值。颜料的分散度越高，上述差值越小，则颜料的透明度越好。不同的印品对颜料的遮盖力有不同的要求，印铁油墨要求颜料有较强的遮盖力，防止底色外露；四色叠印油墨要求颜料有较高的透明度，使叠合在一起的油墨达到较好的减色效果。

    颜料的吸油性是指颜料吸收油的能力，用吸油量来表示。颜料的吸油量等于将颜料制成浆状体所需加入的油重量与颜料重量之比，吸油性差的颜料，配制油墨时用量就多，致使油墨的遮盖力强、稳定性差，印刷时容易堆版，也容易被乳化。所以，胶印油墨通常是选用吸油性强的颜料来配制。

    颜料的视比容是指每克重颜料所占的体积，用立方厘米来表示。颜料是细小的颗粒，每克重颜料所占的体积，并非颜料的比容，称为视比容。颗粒不同的相同颜料视比容是不同的。颜料的视比容越大，其比重越小，在连结料中不易沉淀，油墨的稳定性好。所以，用来配制油墨的颜料，视比容越大越好。

    颜料还有许多性质对于配制油墨也很重要，诸如耐光、耐水、耐酸、耐碱、耐醇等。颜料的品类繁多不胜枚举，伹能用于油墨配制的并不多。下面介绍的是印刷油墨中常用的一些颜料。

    有机颜料鲜艳，着色力强，分散度较高，视比容较大，因而在油墨的配制中用量也较多。用来配制油墨的有机颜料，几乎都是人工合成的，结构比较复杂。其中使用最多的是偶氮颜料和酞菁颜料。

    偶氮颜料的分子结构中，含有偶氮基发色团，有红色、橙色、黄色等。

    颜料坚牢橙和颜料猩红H是廉价的耐光颜料。

    耐晒黄又叫汉沙黄，是一种极耐光，视比容较大，着色力很强的优质黄色颜料。

    金光红呈鲜艳的金光红色，用来配制胶印和凸印油墨。

    联苯黄胺是双偶氮系颜料，分子中含有两个偶氮基，着色力极强，透明性很好，常用来配制透明的三原色黄墨。

    酞菁颜料有蓝色和绿色两种。

    酞菁蓝是一种含铜金属的络合物，它的结构中有整环，环内空间半径和铜原子的半径接近，化学性质很稳定。酞菁蓝色彩鲜艳，着色力强，透明度高，是一种优质的蓝色颜料，被广泛地用于各种蓝墨及透明性好的四色印刷油墨的配制中。

    酞菁绿是将酞菁蓝氯化，用15个氯原子取代苯环上的氢原子而制成的绿色颜料，用来配制各种绿墨。

    偶氮颜料和酞菁颜料，均不溶于其它有机溶剂，是色原颜料。

    色淀性颜料，是利用化学方法使有机染料的可溶性基团转换成不溶性的金属盐，或者经色淀化将它们附着在载体铝白或铝钡白上得到的不溶性颜料。色淀性颜料具有有机颜料的许多性质。

常用的色淀性颜料有酸性染料的二、三价金属不溶性盐及某些碱性染料的复合盐。

    金光红C和洋红6B是偶氮染料制成的色淀性颜料，色彩饱和鲜艳，透明性好，适于配制耐光性好、耐水性不高的红油墨。

    三苯甲烷蓝，又名射光蓝，是碱性天蓝酸碱三苯甲烷染料的呐盐，有很强的着色力，常用来制备印铁油墨或者作为提色剂加入黑墨中制造高级油墨。

    用于油墨配制的色淀性颜料还有孔雀蓝，碱性玫瑰红色淀等。

    无机颜料是指单质元素、金属氧化物、无机盐、络合物等。只有黑色、白色和少量的蓝色、黄色的无机颜料用于油墨的配制。

    炭黑是无定形的炭粒子，以天然气制得的品质最好，着色力，遮盖力都很强，与酸碱不发生反应，化学性能极为稳定，是配制油墨的优质无机颜料。

    钛白TiO2是白色的结晶粉末，是所有白色颜料中最不透明的，常用以配制遮盖性钛白，封面烫印箔或封面用油墨。

    铝白A1(OH)3是纯白色的绒毛状的粉末，可用来制造透明白，在油墨中又可做透明的填充料，改进油墨的印刷适性。

    钡白BaSO4化学性质不活泼，为白色粉末，价格低廉，一般作为油墨的填充料。

    白炭黑是人造的胶态二氧化硅SiO2，是极细极白的绒毛状粉末，常与连结料掺合，制成透明的糊剂，加入油墨中，可减小其粘性防止墨辊飞墨。   

    普鲁士蓝是结构复杂的络合物，其中腾氏蓝和柏林蓝的组成是亚铁氰化铁Fe4〔Fe(CN)6〕3，普蓝和米蓝的组成是亚铁氰化铁、亚铁氰化钾K4Fe(CN)6和水的混合络合物。普鲁士蓝不耐酸碱，但颗粒细小，着色力强，色彩鲜艳，目前仍有较广泛的应用。

    铬黄是铬酸铅PbCrO4和硫酸铅PbSO4的混合物，遮盖力强，配制的黄墨不透明，价格低廉，目前仍用于凸版印刷的黄墨配制。

    油墨颜料除上述有机颜料，色淀颜料和无机颜料外，还有用于特殊印刷的银粉、金粉、磷光颜料、荧光颜料、油溶性颜料等特种颜料。所有的颜料都是先制备成干粉或挤水油浆，再供配制油墨使用。干粉是将颜料先制成滤饼，再放入烘箱除去水分制成的。挤水油浆的制备稍复杂，先将滤饼放入混合器中与调墨油掺合，这时颜料因受挤捏而被调墨油所润湿，水被置换出来，再用真空泵将水脱掉。挤水油浆因具有分散性好，容易研磨、着色力强等特点，在油墨配制中，性能远较干粉优越。

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