1、第一节第一节 概述概述一、决定油墨品质的因素一、决定油墨品质的因素（1 1）原材料的选择。原材料是油墨的基本构成单元。）原材料的选择。原材料是油墨的基本构成单元。原材料的选取、配合（油墨配方）及原材料质量原材料的选取、配合（油墨配方）及原材料质量 是决定油墨品质的根本因素。是决定油墨品质的根本因素。（2 2）原材料的结合。即油墨的结构。对于具有适印性）原材料的结合。即油墨的结构。对于具有适印性 的油墨，特别是高品质的油墨，绝对不是由油墨的油墨，特别是高品质的油墨，绝对不是由油墨 原材料简单混合或堆积的物质，而是由其结构按原材料简单混合或堆积的物质，而是由其结构按 照某种规则组合的有序系统。照某
2、种规则组合的有序系统。第十一章 油墨的结构及油墨制造12/6/20231接上页接上页在在这个有序的系统里，最佳的油量配方构成的油墨其各组分这个有序的系统里，最佳的油量配方构成的油墨其各组分的优势得以发挥并且被放大。否则，各组分的优势将被埋没，的优势得以发挥并且被放大。否则，各组分的优势将被埋没，油墨品质无法保证。油墨品质无法保证。获得良好结构的基本手段是油墨的制造工艺。制取高质量获得良好结构的基本手段是油墨的制造工艺。制取高质量油墨必须保证两点：油墨必须保证两点：1.1.最佳的原材料配置最佳的原材料配置2.2.最佳的油墨结构最佳的油墨结构12/6/20232二、油墨的结构二、油墨的结构油墨是一
3、个多相分散体系。在该体系中，颜料颗粒（固相）油墨是一个多相分散体系。在该体系中，颜料颗粒（固相）分散于连结料（液相）是其基本结构。另外，液相有时是分散于连结料（液相）是其基本结构。另外，液相有时是一种介质材料分散于另一种介质材料中，构成一个新的分散一种介质材料分散于另一种介质材料中，构成一个新的分散体；颜料粒子间也存在着互相作用。因此，在油墨系统中，体；颜料粒子间也存在着互相作用。因此，在油墨系统中，存在着以下几种关系及相应的平衡：存在着以下几种关系及相应的平衡：（1 1）介质材料间的互相作用，即液）介质材料间的互相作用，即液-液关系液关系（2 2）颜料颗粒间的相互作用，即固）颜料颗粒间的相互
4、作用，即固-固关系固关系（3 3）介质材料与颜料颗粒间的相互作用，既固）介质材料与颜料颗粒间的相互作用，既固-液关系液关系其中液其中液-液关系决定了油墨连结料的品质，进而决定了油墨液关系决定了油墨连结料的品质，进而决定了油墨的品质和品种；固的品质和品种；固-固关系、固固关系、固-液关系则决定了油墨液关系则决定了油墨分散分散体系的稳定性，进而对油墨的品质产生重要影响。体系的稳定性，进而对油墨的品质产生重要影响。12/6/20233第二节第二节 油墨的固油墨的固-液结构及稳定性液结构及稳定性一、颜料颗粒的表面特性一、颜料颗粒的表面特性 1.1.油墨中使用的颜料颗粒细小，体系具有极高的比表油墨中使用
5、的颜料颗粒细小，体系具有极高的比表 面。这样的体系存在着可观的表面自由能，从热力学面。这样的体系存在着可观的表面自由能，从热力学 的角度的角度,系统是不稳定的，颗粒具有彼此聚集的趋势。系统是不稳定的，颗粒具有彼此聚集的趋势。形成所谓形成所谓“二次颗粒二次颗粒”。2.2.与液体相同与液体相同,固体表面的分子与固体内部的分子受力固体表面的分子与固体内部的分子受力 状态不同，使固体表面产生不饱和剩余力，表现为固状态不同，使固体表面产生不饱和剩余力，表现为固 体表面的吸引力。体表面的吸引力。3.3.固体表面分子与介质间的范德华力和氢键力固体表面分子与介质间的范德华力和氢键力,这两种这两种 力的大小与颗
6、粒表面极性相关，表面极性越大，表面力的大小与颗粒表面极性相关，表面极性越大，表面 力越强。力越强。12/6/20234二二.颜料与连接料的结合颜料与连接料的结合 颜料的浸湿过程是气颜料的浸湿过程是气-固界面被固固界面被固-液界面取代的过程液界面取代的过程.W Wi i 为为浸湿功，反映液体在固体表面取代气体的能力。浸湿功，反映液体在固体表面取代气体的能力。*在已定的分散系统中，要改善分散状态，必须设在已定的分散系统中，要改善分散状态，必须设法降低固法降低固-液界面的界面能。液界面的界面能。自由能变化为自由能变化为:-G=-G=GSGS-SL SL=W Wi i 结论：结论：*高能表面（高能表面
7、（GSGS 大）的固体颗粒有利于在大）的固体颗粒有利于在 介质中的分散。介质中的分散。12/6/20235三三.分散体系的稳定性分散体系的稳定性不同颜料与不同连接料之间相互作用不同不同颜料与不同连接料之间相互作用不同,亲和状态不同亲和状态不同.1.1.亲油性颜料与亲油性连接料亲油性颜料与亲油性连接料:特点特点:都具有比较低的表面能都具有比较低的表面能,极性力很弱极性力很弱.相互结合形成界面后相互结合形成界面后,能量虽然没有大幅度降低能量虽然没有大幅度降低,但固液双方都无过剩表面极性力存在但固液双方都无过剩表面极性力存在,因此因此,界面界面 处于比较低的能量状态处于比较低的能量状态,颜料与连接料
8、处于亲和颜料与连接料处于亲和 状态状态,系统稳定系统稳定.12/6/202362.2.亲水性颜料与亲水性连接料亲水性颜料与亲水性连接料特点特点:二者之间具有很强的极性力二者之间具有很强的极性力.这种作用的结果使连接料分子定向排列而紧密地与这种作用的结果使连接料分子定向排列而紧密地与颜料结合颜料结合,附着在颜料的表面附着在颜料的表面.这种排列使界面能量大幅度降低这种排列使界面能量大幅度降低,系统处于低能状态系统处于低能状态.颜料、连接料处于亲和状态，系统稳定。颜料、连接料处于亲和状态，系统稳定。12/6/202373.3.亲油性连接料与亲水性颜料或亲油性连接料与亲水性颜料或 亲油性颜料与亲水性连
9、接料亲油性颜料与亲水性连接料特点特点:不会释放能量不会释放能量,在界面处连接料或颜料存在比较大在界面处连接料或颜料存在比较大的过剩极性力的过剩极性力,使界面处于比较高的能量状态使界面处于比较高的能量状态.解决方法解决方法:应用表面活性剂应用表面活性剂,改善润湿性质改善润湿性质,提高油墨中颜料提高油墨中颜料和连接料的亲和性和连接料的亲和性.12/6/20238四四.表面活性剂的润湿作用表面活性剂的润湿作用 表面活性剂的结构表面活性剂的结构:在分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团在分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团.亲油基团亲油基团(非极性基非极性基)是以长链烃基为代表的原子团是以长链烃基为代表
10、的原子团.亲水基团亲水基团(极性基极性基)以羟基、羧基、磺酸基、醚基为以羟基、羧基、磺酸基、醚基为 代表的原子团。代表的原子团。12/6/20239表面活性剂的种类：表面活性剂的种类：12/6/202310表面活性剂的作用：表面活性剂的作用：1.1.表面活性剂在颗粒表面的吸附表面活性剂在颗粒表面的吸附*油型连结料中表面活性剂的定位吸附油型连结料中表面活性剂的定位吸附12/6/202311*水型连结料中表面活性剂的定位吸附水型连结料中表面活性剂的定位吸附:12/6/2023122.2.提高连结料的润湿能力提高连结料的润湿能力 亲水性连结料不能与亲油性颜料亲和是由于连结料亲水性连结料不能与亲油性颜
11、料亲和是由于连结料分子极性高分子极性高,其表面张力比颗粒的临界表面张力高其表面张力比颗粒的临界表面张力高.在在连结料中加入表面活性剂连结料中加入表面活性剂,形成单分子层吸附形成单分子层吸附,降低表面降低表面张力张力,使其小于固体的临界表面张力使其小于固体的临界表面张力,同时同时,也降低系统也降低系统的界面能。的界面能。12/6/202313第第三节三节 油墨的制造工艺油墨的制造工艺准备配料混合研磨调整检验分装油墨的制造过程即把颜料颗粒均匀分散到连结料之中。同时加入（填料、助剂、溶剂，经搅拌成为均匀稳定的混合物）所用制墨设备：填料机、捏合机、三辊轧墨机、球磨机、砂磨机等设备。印刷是针对不同承印物
12、，要用不同设备、不同的油墨。如胶印平台凸印机、丝网印刷机所用的油墨是粘度较高的浆状油墨；照相凹版印刷、柔版印刷、报纸印刷所用的是粘度很小的液状油墨。油墨12/6/202314浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺浆状油墨12/6/202315浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺调墨油调墨油炼制炼制混合混合研磨研磨调整调整装桶装桶工艺阶段工艺阶段原料原料三三 辊辊轧墨机轧墨机炼油用炼油用不锈钢锅不锈钢锅行星式行星式搅拌机搅拌机行星式行星式搅拌机搅拌机捏合机捏合机装装桶桶机机辅助剂辅助剂树树 脂脂干性油干性油溶溶 剂剂粉状颜料粉状颜料颜料滤饼颜料滤饼浆状浆状油油墨成品墨成品挤水法挤水
13、法12/6/202316浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺1.配料这环节很重要，配方直接影响油墨的性质、品质。2.混合 按确定好的配方及加料顺序依次将连结料、颜料等材料加入料桶中用搅拌机搅拌。搅拌机以一定转数，使连结料和颜料在叶片剪切力和挤压力下初步浸润及分散，形成糊状物。为了搅拌均匀，搅拌叶可上升下降，也可调转数。不同粘度的墨所用叶片数不同。搅拌机12/6/202317浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺 另一种捏合机是类似食品工业中的和面机，多用于分散亲油性的有机颜料的挤水法生产油墨是一种比较好的方法。原理：（利用真空除水）将含水量多的颜料湿浆与连结料一起加入捏合机中，密
14、闭体系，开动真空泵，捏合挤水，用此种方法使水汽被抽出除去，待含水量很低的墨料。捏合机12/6/202318浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺3.研磨 油墨的研磨采用轧墨机，常用的是三辊轧墨机。它是将从搅拌机或捏合机中放出的墨料进一步分散和研磨，使被初步浸润的物料细度进一步变细和浸润，达到15m以下的细度。三辊轧墨机12/6/202319浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺三辊轧墨机的辊子排列方式 三辊轧墨机结构简单，三个辊以内转数不同，从而产生剪切力。辊的转数是从机器后部到前部逐步增加，转速比常用的为1：3：9，辊工作是因不同转速产生剪切力使油墨和辊子发热。（辊内有冷却水来降
15、温）后辊、中辊上方有送料斗，将糊状墨料送入辊子中，经中辊旋转带到前辊。前辊上有一与前辊成一定角度的刮刀将油墨刮下，调中、后辊间距，可改变墨的研轧粘度，墨通常要轧35次，才能达小于15m的细度。12/6/202320浆状印刷油墨的分散工艺浆状印刷油墨的分散工艺4.调整 将从三辊轧墨机放下的墨料加入辅助剂、溶剂、调墨油、催干剂等物料放入搅拌机中，使之混合均匀，调到适应粘度后检验。5.检验与分装 将调好的墨检验合格后，用分装机分装。12/6/202321液体油墨的制造工艺液体油墨的制造工艺调墨油调墨油炼制炼制混合混合研磨研磨调整调整装桶装桶工艺阶段工艺阶段原料原料卧式球磨机卧式球磨机炼油用炼油用不锈
16、钢锅不锈钢锅槽式搅槽式搅拌机拌机高速分高速分散散 机机装装桶桶机机辅助剂辅助剂树树 脂脂溶溶 剂剂颜料颜料液状油液状油墨成品墨成品沙沙磨磨机机槽式搅槽式搅拌机拌机立式球磨机立式球磨机12/6/202322液体油墨的制造工艺液体油墨的制造工艺1.配料 配料与高粘度浆状印刷油墨相同2.混合 一般用槽式搅拌，粘度小时可以不混合直接将色料、连结料、调墨油等一同投入到球磨机中研磨。12/6/202323液体油墨的制造工艺液体油墨的制造工艺3.研磨 球磨机分卧式、立式两种 球磨机主要部分是一个钢滚筒，筒内有瓷球式钢球。经电机带动使筒沿中轴旋转，内部装的球与油墨原料不断撞出使墨料受剪切、挤压等，直到墨料得到充分的分散为止。球磨机可连续生产，砂磨机也是能实现连续生产的高效率机器。12/6/202324液体油墨的制造工艺液体油墨的制造工艺卧式球磨机示意图卧式砂磨机12/6/202325液体油墨的制造工艺液体油墨的制造工艺立式球磨机示意图立式砂磨机12/6/202326液体油墨的制造工艺液体油墨的制造工艺4.调整 调整可用槽式搅拌机或高速分散机。5.检验与分装 将调整好的油墨进行检验，检验合格后即可分装，黏度较小的油墨分装一般由全自动分装机分装。12/6/202327
