过滤纸在印刷机输墨中应用分析

        印刷机输墨系统中的油墨，转移到承印物上后迅速凝固，形成耐机械摩擦的墨膜。这种由流体到固体的变化，叫做油墨的干燥。完成这一变化过程所需要的时间叫做干燥时间。干燥时间短，油墨干燥速度快；干燥时间长，油墨干燥速度慢。

　　油墨的干燥一般分两个阶段进行。第一阶段是油墨中的连结料向纸层内渗透(或油墨中的溶剂挥发)，油墨膜层的粘着性增大，失去流动性的阶段，叫做油墨的固着。第二阶段是油墨发生物理、化学变化，牢固的粘结在承印物表面的阶段，叫做油墨的固化。油墨的固着和固化在油墨干燥整个过程中是很难严格区分开来的。

　　印迹的干燥速度对印刷品的印刷质量有很大的影响。干燥过慢，轻则使印品背面蹭脏，重则造成印张粘页；干燥过快，油墨在版面结皮，堵塞版纹，不仅使图像清晰度下降，而且使油墨堆积，印品出现"墨斑"。因此，分析研究印迹干燥的规律，在生产中控制印迹干燥的速度，使印迹适时干燥，才能获得墨色饱满、色彩鲜艳、层次丰富、光泽度高的优质印刷品。

　　油墨的干燥过程，是个极其复杂的物理、化学过程。油墨干燥的速度和油墨干燥的形式、承印材料的性能、印刷工艺条件、环境的温湿度等因素有关。

一、影响印迹干燥速度的因素

　　油墨的干燥速度，系指印刷品上油墨完全固化所需要的时间，时间愈短，印迹干燥的速度愈快。

　　1.油墨干燥的形式。在不同的承印物表面，采用不同的印刷方法印刷，油墨的干燥形式也不相同。平版、凸版、凹版以及孔版等普通印刷，印品上的墨迹一般依靠渗透、氧化聚合、挥发和UV(紫外线)等形式干燥。

　　①渗透型干燥。油墨转移到多孔性的承印物表面以后，在毛细管作用下，油墨中一部分连结渗入纸张内部，另一部分连结料同颜料一起固着在承印物表面，油墨的干燥主要依靠承印物的毛管吸收作用来完成，这样的油墨干燥叫做渗透干燥。渗透干燥的过程，即是承印物吸收油墨中连结料的过程。由于油墨颜料粒子间也存在着细微的空隙，这些空隙构成的毛细管作用则是阻止油墨渗透的。当承印物的毛细管作用和油墨颜料粒子间的毛细管作用相平衡时，油墨中的连结料便停止了向承印物内部的渗透，印刷品上的油墨干燥。

　　在实际的印刷过程中，油墨向承印物的渗透经历了两个不同的阶段，在印版上的油墨和纸张接触的短暂时间内，油墨在印刷压力的作用下，渗入承印物的表层，为加压渗透；当承印物离开压印区以后，转移到承印物上的油墨依靠毛细管的作用力渗入到承印物的内层，为自由渗透，加压渗透和自由渗透的时间，可以用下面的公式表示：

　　加压渗透时间：

t加压=4ηh2加压/P-2r　　　　　　　　(7-9)

　　自由渗透时间：

t自由=4ηh2自由/rγ　　　　　　　　(7-10)

　　以上两式的推导参见(7-3)和(7-4)式。式中η为油墨的粘度，h加压为在压力作用下油墨向承印物内部渗透的深度，h自由为自由渗透深度，r为多孔性承印物的毛细管平均半径，γ为油墨的表面张力。(7-9)和(7-10)式表明，使用低粘度油墨，在质地疏松多孔吸收性强的承印物上印刷，油墨干燥速度快。高速凸版轮转油墨，连结料由矿物油和沥青树脂组成，用这种油墨在吸收性良好的新闻纸上印刷，印迹的干燥完全依靠渗透干燥来完成。但是，如果印刷压力过大，连结料的粘度过小，往往发生"透印"故障。

　　②氧化聚合型干燥。以干性植物油为连结料的油墨，与空气中的氧发生氧化聚合反应，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，使油墨由液态转变成固态，在承印物表面形成牢固的印迹，叫做氧化聚合干燥。

　　油墨中的干性植物油，由液态转变成固态的反应很复杂，一般需要通过过氧桥聚合或通共共轭双键加成聚合，反应均发生在不饱和酸的双键上。随着反应的进行，分子链逐渐增大，油墨的粘度也逐步上升，直到不饱和酸的双键全部反应完时，油墨也完全干燥。因此，干性植物油墨的双键愈多，氧化聚合干燥的速度愈快。

干性植物油的氧化聚合反应速度比较慢，这是因为干性植物油含有微量磷酯类有机抗氧剂，加上其它阻滞干燥作用的影响，吸收的氧较少，是干燥过程的诱导期，此阶段内干性植物油基本上不起变化。因此，干性植物油的氧化聚合干燥时间，一般需要几小时，甚至长达几天之久。要加快氧化聚合的反应速度，必须破坏抗氧化剂，使干性植物油吸收空气中的氧，形成过氧化物，以过氧化物为媒介，引发双键的聚合反应。

　　在以干性植物油为连料的油墨中，加入催干剂(即干燥油)，可以加速油墨的干燥。催干剂的加入，一方面可将油墨中的抗氧剂氧化或与抗氧物质相结合生成沉淀，去除抗氧剂对氧化聚合反应的干扰，缩短诱导期；另一方面催干剂还可以促进聚合作用。

　　平版印刷，大多采用质地比较紧密、吸收性小的涂料纸印刷，印刷品上的墨迹主要依靠氧化聚合干燥。

　　③挥发型干燥。转移到承印物表面的油墨，连结料中具有较大能量的有机溶剂分子，克服了油墨中分子间的相互引力逸向空气，剩余的树脂、颜料等其它成分迅速增稠、固结。这种依靠溶剂挥发完成油墨干燥的形式，叫做挥发干燥。

　　挥发干燥的油墨，连结料中均含有挥发性较强的溶剂，例如：水、苯、二甲苯、酯、低碳链的醇等。挥发干燥的速度，主要取决于溶剂的挥发速度和溶剂的蒸发潜热。

溶剂名称 沸点范围(℃) 蒸发潜热(kcal25/kg) 挥发速度(s)

乙酸乙酯 72～80 401 85

甲苯 109～112 400 180

乙醇 75～80 810 240

水 100 2291 1120

    溶剂的挥发速度，可以用1ml溶剂在过滤纸上完全挥发所用的时间秒(s)数来表示。蒸发潜热是指一定量的溶剂，全部变成气体时所需要的热能。同一类溶剂，沸点愈低，挥发速度愈高；但不同类型的溶剂，沸点低，挥发速度却不一定就快。表7-16列出几种油墨中常用的溶剂的沸点、蒸发潜热和挥发速度。表中的乙醇和乙酸乙酯，沸点相近，但乙酸乙酯的挥发速度却是乙醇的二倍以上，这是因为乙醇的蒸发潜热比乙酸乙酯的蒸发潜热高。溶剂的蒸发潜热愈小，挥发干燥速度愈高。

　　挥发干燥型油墨，主要成分是溶剂、树脂和颜料，由于树脂分子和颜料分子存在于油墨表层，溶剂分子和树脂分子、颜料分子之间有强的牵引力，使溶剂分子难以向空气中逸出，故油墨的挥发速度比溶剂的挥发速度低。

　　不同的树脂对溶剂挥发速度的减缓程度不同。溶解度愈大的树脂，溶剂越难从中脱出。使用沸点不同的溶剂，调整油墨的挥发干燥速度时，油墨中的树脂必须对选用的溶剂有一定的释放性。否则，印刷过程中，溶剂脱出困难，印刷品上的墨迹干燥不良，易出现"背面蹭脏"的故障。

　　此外，溶剂的挥发速度还与外界的温度及蒸气压有关，外界的蒸气压愈大，温度愈高，溶剂的挥发速度愈快。

　　在非吸收性承印物表面印刷，印刷品上的墨迹，主要依靠溶剂的挥发来完成干燥。

　　随着高速、多色、多品种印刷的发展，印刷中大多使用混合干燥型油墨印刷。例如凸版树脂书刊油墨，主要依靠渗透干燥，但同时也包含着氧化聚合干燥；快固着树脂油墨，利用渗透干燥加速油墨的固着，利用氧化聚合干燥来完成油墨的固化；热固性油墨则是利用挥发干燥来加速油墨的初期干燥的。混合型的油墨干燥形式，使印迹的干燥变得更为复杂。

信息来源：中国印刷港