一体机油墨技术阔谈之油墨基本组成

    一体机有很多型号，不同的机型配用相对应的油墨的包装容器，但所有的油墨在组成结构上均为油包水型乳液。一体机的使用基于快速和低成本，使用的油墨具有价廉、环保、稳定、快干等特点。一体机油墨与其它油墨的基本组成一样，但又有自身的特点：油墨由油相和水相组成，属于渗透挥发干燥型油墨。针对一体机的特点，油墨要满足以下条件：配方中各种组成部分的整体结构的内在合理性；印刷的适用性（不同机型使用不同性质的油墨）；印刷图文的实用性（黑度、快干等）。

　1、油相

　　油相由连接料、颜料、助剂、乳化剂等组成。

　　（1）矿物油、植物油

　　矿物油，主要是石油馏程在270℃～310℃的馏出物（约是15烷烃至18烷烃），用这种矿物油作为溶剂对树脂的溶解能力相当强，溶剂释放性也快速，对颜料粒子的润湿也是极好。矿物油要具有无异味、纸张渗透性强，树脂溶解性和释放性好，粘温变性小等特点。其主要技术指标有：颜色（color）、气味、密度(density)、闪点(flash point)、运动粘度(viscosity)、倾点(pour point)、酸值(acid value)、苯胺点(aniline point)、炭环分析(ring analysis)、粘度指数(viscosity index)等。颜色一般是浅黄色、白色，有味的是炼制深度不够；密度一般在0.88～0.93g/cm3；闪点在170℃以上；运动粘度在25～30mm2/s和425～435mm2/s；倾点一般在-15℃以下；苯胺点，应该在芳香烃和链烷烃之间，若过高，该油含链烷烃偏高，过低，则该油含芳香烃偏高，运动粘度在25～30mm2/s的苯胺点约是76℃，运动粘度在425～435mm2/s的苯胺点约是96℃；炭环分析，环烷碳（CN%）要大于40%以上，芳香碳（CA%）要小于15%，链烷烃碳（CP%）一般在40%～55%；粘度指数（VI）的含义是油品随温度变化粘度的变化幅度，粘度指数越大，油品随温度变化粘度的变化幅度就越小，运动粘度在25～30mm2/s的粘度指数约是2.5，运动粘度在425～435mm2/s的粘度指数约是35。市面上的矿物油可选270#、280#、32#。植物油可选大豆油、亚麻仁油、芝麻油、桐油等。油墨中一般要几种油的混用，这样可以取长补短，达到最佳的效果。

　　（2）树脂

　　树脂是提供墨膜的组成部分，以立体网状结构附着在纸张上，形成坚硬的墨膜，同时给予油墨系统适当的粘度。针对一体机油墨的承印基材是纸张，树脂可选长油度的醇酸树脂、钙化松香树脂、松香改性酚醛树脂、低萜烯酚树脂、石油树脂、C9树脂等。最好是两种以上的树脂混用，比例上要注意油墨的整体墨性。还要注意油和树脂的相容性，树脂对颜料的润湿能力和光泽度。树脂容易析出，在空气中易氧化结膜，市面上的树脂难以达到一体机油墨的要求，一般一体机油墨生产厂家都是自己对树脂进行化学改性，以满足油墨的整体要求，提高其综合性能。

　　（3）乳化剂

　　一般油水不互溶，要得到比较稳定的乳状液，必须加入乳化剂，降低其界面表面张力。乳化剂一般用非离子型表面活性剂，表面活性剂分子结构上由亲水的极性基团和亲油的非极性基团所构成，选择HLB值（亲水亲油平衡值）=2.5～5的表面活性剂，形成水分散在油中即油包水（W/O）型的分散系统。乳化剂的选择是整个油墨系统中最关键的组份，它是油墨各方面性质稳定的决定因素。它是水相和油相的联接体，起到桥梁的作用，是至关重要的。用量为3～4%。

　　（4）抗氧剂

　　矿物油、植物油和树脂的结构里，有很多不饱合的不稳定的双键，易被空气中的氧气氧化而交联干燥，加入某种强还原剂后，对氧、热和日光照射引起的老化、结皮有防护作用，可优先接触氧气从而迟缓干燥进程。可选用：2246、DNP、4010NA、ANP等。

　　（5）颜料

　　一体机油墨，主要是黑墨和红墨，黑色主要是碳黑，红色主要是。油墨所用碳黑主要是槽法（CHANNEL）碳黑和炉法碳黑，其中炉法是主要的生产方法，黑度高，价廉，级数多。不过其表面活性低，要进行表面处理（表面氧化）以提高表面活性。槽法碳黑，用在油墨中是最好的，因其表面活性高，亮度也高。但又因其产能低，价格相对较高。在所有的颜料当中，碳黑是最难磨的，因些选择上也是有相当难度的。碳黑的主要技术指标：比表面积，比表面积越大黑度越高，易浸润、易分散但易聚集，；粒径，粒径小，比表面积大，越黑但易显红相，粒径大则易分散显兰相；吸收值（DBP吸收值），其值高则碳黑结构高，粘度高，着色力低，光泽度低；着色力，是表示碳黑染色白体的能力；挥发分，是碳黑表面吸附含氧官能团（羟基、酯基、羧基等）的含量，它是碳黑表面化学性质的表现，和PH值有相关性，表面处理程度高的其憎水性增强，吸潮性降低；PH值，一般炉法碳黑呈碱性，只有经过表面处理后其值才在3～5之间且挥发分较高。筛选碳黑，要从整个油墨系统着手，即哪几个指标是起决定作用的，综合考虑，以达到最佳效果。国外碳黑厂商有美国卡博特（cabot）、德国德固塞(dugussu)，日本的三菱，日本的DIC等；国内有上海焦化、辽宁抚顺和丹东、河南奇昌、天津大港、福建南平等。一体机油墨要求细度很小，10um以下的细度，色相显红棕色相，需加入兰颜料以补色，达到从肉眼看更黑更柔和的感觉。一般加入碳黑量7%左右的酞菁蓝。红色颜料主要是选金光红、大红等。红色颜料的吸潮性很高，在使用中要注意这点，吸潮饱和的油墨光泽度很低，表面暗淡。

　　（6）分散剂

　　在所有的颜料当中，碳黑是最难磨、最难分散的，并且分散后又容易聚集返粗。碳黑专用超分散剂有：烷基胺类、聚酯类、多元羧酸类，磷酸酯类，醇胺盐类和醇酸树脂类。加入小量的分散剂可以成倍提高碳黑的分散效果。

　　2、水相

　　水相组成有：纯水、吸水剂、保水剂（防干剂、保湿剂、抗冻剂）、和防腐防霉剂。水相的PH值被视为控制生产过程中的一个最关键的因素。PH值偏低，会导致水性油墨粘度增大，PH值偏高，粘度小，干燥变慢，抗水性变差，油墨易出现油水分离。

　　（1）纯水

　　要求水质是中性去离子水，电导率达到15us/cm2以下。

　　（2）吸水剂

　　有阿拉伯胶、纤维素类、粘土类、丙烯酸水性树脂等。它的作用很大，具有增稠、乳化、稳定、防沉降和成膜等等作用。其机理：具有很强的吸水能力，促使自身体积大幅度膨胀，并使乳液粘度增大。

　　（3）保水剂（防干剂、保湿剂）

　　水易蒸发，要加入高沸点的溶剂。一般是乙二醇、丙三醇（沸点较高，冰点较低和水互溶），在油墨系统里作为湿润增强剂、保湿剂和乳化剂。又由于水、油相的界面张力相对较大，这种高沸点溶剂能有效地降低相界面的表面张力，增大油墨对纸张的接触角，从而达到铺展效果；能有效地防止油墨在低温环境下发生冻结，起到保湿趋势作用。

　　（4）防腐防霉剂

　　防腐防霉剂防止水相中细菌霉菌的生长，防止油墨变味、变质。

信息来源：汕头印刷网