第十二章油墨的干燥性质.课件.ppt

1、1l第一节 概述l第二节 油墨的附着l第三节 油墨的渗透干燥(重点)l第四节 油墨的挥发干燥l第五节 油墨的氧化结膜干燥(重点)l第六节 紫外线干燥(重点)l第七节 油墨干燥的测定第十二章第十二章 油墨的干燥性质油墨的干燥性质2概述概述: :油墨附着:油墨对承印物的润湿性能VS油墨与承印物分子间的结合力l油墨转移到承印表面形成液态的膜层，膜层经一系列物理或化学变化而成为固态或准固态膜层的过程称为干燥过程。 不同类型油墨干燥过程及机理是不同的,通常可以分为物理干燥、化学干燥、光化学干燥。干燥过程可分为两个阶段： 第一阶段，油墨由液态变为半固态，不再流动转移，即油墨的“固着”阶段，是油墨的初期干燥

2、，用“初干性”表示 第二阶段，半固态油墨中的连结料发生物理、化学反应，完全干固结膜，是油墨的彻底干燥阶段，用“彻干性”表示。l油墨的干燥速度与油墨的干燥方式有关，油墨的干燥方式又取决于油墨连结料的组分。 3l油墨与承印物的附着，要从油墨与承印物的润湿和油墨皮膜与承印物间的“二次结合”两方面来讨论。1）润湿。润湿是指固体表面的气体被液体所取代，衡量润湿程度的参数是接触角。接触角是指在固、液、气三相交界处，从固液界面经过液体内部到气液界面的夹角。第二节第二节 油墨的附着油墨的附着45l2）二次结合力。油墨与承印物的两相分子间，若具有较强的异性极性时，会产生牵引力，叫二次结合力；油墨与承印物因二次结

3、合力而附着，叫二次结合。一般地说，二次结合力是由分子间的配向效应、分散效应和诱发效应引起的。l油墨和纸张间的二次结合力越大，二次结合就越牢，油墨的附着性能也越好。6l油墨的渗透干燥油墨的渗透干燥 油墨的干燥是依靠油墨的渗透作用和纸张的吸收作用来完成的干燥方式称为渗透干燥(Penetrating Drying)。渗透干燥属于物理干燥，其墨膜无法承受强力摩擦。l1）渗透干燥型油墨的干燥过程和机理 渗透干燥型油墨的干燥，是一个从不平衡到平衡的过程。 过程:加压渗透到自由渗透; 关于自由渗透:表现为纸张表面墨层中的连结料继续渗透,油墨颜料粒子之间细微的空隙构成的无数毛细管是阻止油墨渗透的，使连结料包围

4、在颜料颗粒表面。 经过一定时间纸张毛细管力逐渐减小而颜料粒子间毛细管力逐渐加强，当这些力作用达到平衡时，油墨的渗透过程趋于完成。 第三节第三节 油墨的渗透干燥油墨的渗透干燥7l2）影响油墨渗透干燥的因素 a渗透深度。在油墨的渗透干燥过程中，加压渗透是短暂时间内的急剧变化过程，而自由渗透是较长时间内的缓慢变化过程。在实际印刷过程中，加压渗透是占主导地位的。而且，油墨粘度越小，纸张越疏松多孔，毛细作用越显著，油墨渗透得越快。 8l综合考虑纸张毛细管吸力作用与印刷压力后综合考虑纸张毛细管吸力作用与印刷压力后油墨被压入纸张的油墨被压入纸张的加压渗透深度加压渗透深度d的计算的计算（olsson奥尔森公式

5、）奥尔森公式）tPRd.2292cosLGRth t自由渗透时间自由渗透时间自由渗透深度公式（自由渗透深度公式（Washburn渥斯宾公式）渥斯宾公式）10lb纸张毛细管孔径大小、分布和颜料粒子大小、分布的关系。 根据纸张毛细管孔径与颜料粒径的大小分布状况可以有三种状态:11第四节第四节 油墨的挥发干燥油墨的挥发干燥l基本概念基本概念 油墨的干燥是依靠溶剂脱离膜层的挥发作用来完成的，此油墨干燥形式称为挥发干燥(Evapirating Drying)。挥发干燥属于物理干燥。照相凹版油墨、柔性版油墨、塑料印刷油墨等溶剂型油墨属于挥发干燥油墨。l1 1）挥发干燥型油墨的干燥过程和机理）挥发干燥型油墨

6、的干燥过程和机理 挥发干燥型油墨的连结料主要由树脂与有机溶剂互溶。油墨被印于承印物表面后，有机溶剂脱离树脂束缚而游离出来，依靠其自身的挥发能力脱离墨膜进入气相。此时，承印物表面膜层中只留有树脂等组分，而树脂原本是固态的.在油墨制造过程中溶剂浸入树脂分子的间隙，继而扩张间隙直至完全隔离树脂分子，从外部看，即为树脂的溶胀和溶解。122 2）影响油墨挥发干燥的因素）影响油墨挥发干燥的因素a溶剂的挥发干燥。 溶剂的挥发速率，可以用每分钟内每平方厘米面积上溶剂挥发的毫克数来表示，即用mgcm2min来表示， 实际油墨中的挥发物质，一般不是单一组分的溶剂，如石油烃溶剂，一般是由在一定馏分内的同系物组成。一

7、般地，要求油墨溶剂沸点应尽量窄些，否则一些高沸点馏分将残留在墨膜中，容易引起沾脏。13lb树脂对溶剂挥发的影响。 一般的来讲，树脂在溶剂中越容易溶解，则溶剂的逸出越慢；熔点高的树脂，溶解度较小，溶剂比较容易挥发。14lc颜料对溶剂挥发的影响。 颜料的表面特性、比表面及浓度都将对溶剂的挥发产生明显的影响。颜料密度小，溶剂挥发速率低；颜料颗粒小，溶剂挥发速率低。15第五节第五节 油墨的氧化结膜干燥油墨的氧化结膜干燥l以干性植物油为连结料的油墨，吸收空气中的氧之后发生氧化聚合反应，使干性植物曲分子变成立体网状结构大分子，干固在承印物表面。这种利用氧化聚合反应使油墨从液态转变为固态，形成有光泽、耐摩擦

8、、牢固的油墨皮膜的过程，称为油墨的氧化结膜干燥(Air Drying)。l氧化结膜干燥属于化学干燥。胶印油墨，部分丝印油墨、印铁油墨、雕刻凹版油墨等属于氧化结膜干燥。16l1）氧化结膜干燥的过程及机理 氧化结膜干燥的主要特征是连结料组分发生聚合或缩合反应而形成固体。干性植物油暴露于空气中时，其分子在氧作用下发生不饱和脂肪酸的氧化和聚合。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。17l2）影响氧化结膜干燥的因素。 a干燥剂的影响。 油墨中常用的催干剂是钴、锰；铅的有机酸，一般以离子形态存在。 单独的钴催干剂，可加剧膜层表面分子的氧化，却使膜层内部分子的氧化发生困难。

9、铅和锰的混合催干剂，由于两种催干作用并存，可以使膜层整体硬化，但硬化速度较慢。因此，催干剂混合使用时，对膜层的干燥效果最好。 b颜料的影响。 不同颜料会对墨膜干燥带来不同影响。从影响干燥的角度来分，颜料可以分为：促进干燥、延缓干燥、不影响干燥颜料。18c温、湿度的影响。 由于氧化结膜是化学干燥，在较高温度下，反应速度加快，通常情况下温度每升高10cC，干燥速度提高1倍。大部分颜料，其墨膜干燥一般都受湿度的影响，但影响程度不像炭黑那样强烈。d纸张的影响。 纸张表面的酸碱性对油墨的氧化结膜影响很大，pH值越小，干燥越慢。e润版液的影响。 酸性润版液形成的油包水乳化油墨会对墨膜的干燥产生阻滞作用。19第六节第六节 紫外线干燥紫外线干燥l紫外线干燥(UltravioltDrying)油墨，简称W油墨，其主要组成有光聚合活性预聚物、活性助剂、光敏溶剂及光聚合引发剂。lUV油墨干燥属光化学干燥，其特征是油墨经紫外线辐射后引发游离基迅速发生光聚合反应，导致油墨瞬间固化. 在紫外线的作用下，光聚合引发剂被激发，产生游离基或离子，这些游离基或离子与预聚物等单体中的不饱和双键起反应，形成单体基团开始进行连锁反应，由于预聚物是多官能团结构，所以分子交联是三维的，因此连结料由液态变成固态。这个反应速度很快，不到ls就完成，即在印张到达输纸装置时就已完成。20第七节第七节 油墨干燥的测定油墨干燥的测定