【集萃网观察】五、  油墨的氧化结膜干燥

    以干性植物油为连结料的油墨，吸收空气中的氧以后，发生氧化聚合反应，使呈三度空间分布的干性植物油分子变成立体网状结构的巨大分子，干固在承印物表面。这种利用氧化聚合反应使油墨由液态转变为固态，形成有光泽、耐摩擦、牢固的油墨皮膜的过程，称为油墨的氧化聚合干燥或油墨的氧化结膜干燥。

    胶印油墨、凸版印刷油墨、雕刻凹版油墨的连结料里都含有一定量的干性植物油，主要是依靠氧化结膜来完成油墨的固着干燥。印铁油墨、丝网印刷油墨、也属于氧化结膜干燥型的油墨。

    干性植物油主要有亚麻仁油、桐油、梓油、苏子油等，不饱和脂肪酸是它们的主要组成成分。常见的不饱和脂肪酸有亚麻仁油酸、桐油酸、油酸、亚油酸等。不饱和脂肪酸的分子中含有两个或多个双键。双键越多，不饱和程度越高，油料干结得越快。如果其分子结构中含有化学性质很活泼的共轭双键(-CH=CH-CH=CH-)时，油料的干结就更快。桐油里含有70—80％的有共轭双键的桐油酸，是典型的共轭双键干性油。

    干性植物油的成膜反应很复杂，可以用过氧化物理论和共轭双键加成理论来解释。   

    过氧化物理论认为：干性植物油通过过氧桥聚合成高分子的皮膜，是经过下述过程来完成氧化结膜干燥的：氧化结膜干燥的初期，干性植物油因含有微量磷酯类有机抗氧剂，吸收的氧较少，氧化聚合反应很缓慢，是干燥过程的诱导期。当抗氧剂被破坏以后，干性植物油吸氧，邻近双键的亚甲基与氧发生反应，生成氢的过氧化物。这是干燥过程的氢过氧化物的生成期。

    实验证明，位于两个隔开的双键间的亚甲基，对于氧分子的活泼性很大。例如，亚油酸的吸氧速度是油酸的10—20倍，就是因为亚油酸中存在着这样的亚甲基。

    氢的过氧化物很不稳定，在光的照射下会分离成两个游离基，其中一个是羟基．OH，这是干燥过程的分解期。

    游离基的化学性质很活泼，当它去攻击另一个油分子时，产生一个新的游离基，原来的游离基将生成稳定的化合物。油的小分子便聚合成大分子，直到参加反应的物质分子结构里无双键存在时，反应停止，油墨变成高分子网状结构的干固皮膜，这是干燥过程的聚合期。

    如果与过氧化物反应的物质有两个或多个双键，反应将继续下去，分子量越来越大，油墨的粘度逐渐上升，直到没有双键时，油墨的氧化聚合反应停止。

    另外，含有共轭双键的干性植物油(如桐油)和氧可以直接生成过氧化物，然后通过分子重排产生氧桥相连的脂肪酸高分子。

    油墨的氧化结膜干燥，无论是通过过氧桥聚合，还是通过共轭双键加成聚合，反应均发生在不饱和酸的双键上，所以，干性植物油的双键越多，氧化结膜干燥越快。

    干性植物油的氧化结膜速度一般很慢，需要加入一定量的干燥剂来调节。干燥剂是氧化聚合反应的催化剂，它缩短氧化聚合反应的诱导期，并加速过氧化物的生成。

    氧化结膜干燥除了受到干燥剂的影响外，还和油墨的颜料、承印物、作业环境、工艺条件有关。

    无机颜料，除炭黑为无定形的碳元素以外，绝大部分都是金属的盐类，如铬黄、铁蓝等，本身对油墨就有催干作用，用它们配制的油墨干燥起来比较快。大多数的有机颜料对油墨无催干作用，尤其是分子结构中有酚、苯酚、胺、苯胺、萘酚等基团时，能抑制连结料的氧化聚合反应，用它们配制的油墨干燥速度都比较慢。

    作业环境的温度升高时，油墨干燥加快，一般是每升10℃，干燥时间缩短一半。环境的湿度增大时，干燥速度要减慢。

    纸张的PH值对油墨的氧化结膜干燥的影响很大，pH值越小，干燥越慢。

    胶印润版液的PH值对氧化结膜干燥速度的影响也很大，pH值低于3．8时，油墨中的干燥剂因酸度过大而失效，干燥时间因而增长。

    六、  油墨干燥的测定

    油墨干燥的测定，即是测定油墨干燥的速度，或者在一定的条件下测定油墨的干燥时间。由于油墨的干燥方式比较复杂，油墨干燥的测定方法也各不相同。常用的有下面几种方法。

    压力摩擦法一般用来测定渗透干燥型油墨的干燥速度。这种方法是将油墨的刮样覆盖在新闻纸上，然后每隔一定的时间，在固定的压力下进行摩擦，从开始刮样到新闻纸不再因摩擦而染色的时间，即是油墨的干燥时间，用以表征油墨的干燥速度。

    压痕法一般用来测定氧化结膜干燥型油墨的干燥速度。这种方法要在油墨干固仪上测定。干固仪的种类很多，原理基本相同，这种方法还先要在印刷适性仪上印出油墨试验条，然后在试验条上覆纸，一起固定在干固仪上，干固仪开始工作。干固仪的托纸板自左而右做间歇的运动，时间间隔可以在开机前选定；压痕机构即可上下移动又可做前后的运动，下移时便压在覆盖膜上，前后运动便可在覆纸上留下墨痕。随着油墨的干燥，经过一定的时间，覆纸上便不再有墨痕出现了，这个时间就用来表示油墨的干燥速度。油墨的干燥时间T可按下式计算：

      T = T0 + nT1

    式中：T0是从印刷试验条到干固仪开机时所经历的时间，T1是压痕的时间间隔，n是覆纸上墨痕的条数。

    挥发性油墨的干燥速度要用初干性和彻干性来表示。初干性即油墨的固着速度；彻干性即油墨彻底干燥的速度。初干性和彻干性要用刮板细度计来测定。方法是先将凹印油墨放入刮板细度计的凹槽内，用刮刀沿凹槽刮平，再迅速地覆盖上空白纸张并转压。30秒时纸张上不出现墨痕所对应的刮板细度计上的刻度值，即表示油墨的初干性，以mm／30秒计；在刮板细度计的100μm处纸张上不出现墨痕的时间，即表示油墨的彻干性，以s／100μm计。

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