油墨-科普123

油墨

生物科学2023-02-03 11:42:38百科

[拼音]：youmo

[外文]：printing ink

印刷用着色剂。由颜料、连结料和助剂等组成。用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷。由于近代社会书刊等印刷品质量的提高和数量的增加，商品包装装潢的不断美化，建筑装饰的多样化，促使油墨的品种和产量不断地增加。

油墨制造技术涉及到油脂化学、合成树脂化学、颜料及其中间体化学、色度学、流变学、分析化学等方面。

沿革

油墨的发展与印刷方式的发展相关。油墨起源于古墨(见墨)。中国华燧所印的《宋诸臣奏议》(1490)和《容斋随笔》（1495），是中国现存最早的古墨印刷的铜活字印刷本。欧洲第一个用铅活字印刷的人是德国的J.谷腾堡，他在1450~1456年间印出《四十二行圣经》。由于水质墨在金属表面不能均匀地分布，已不适合金属活字印刷。为适应金属活字印刷，创制了用干性植物油(如亚麻仁油、苏子油、梓油等)加热熬炼至一定稠粘度与灯烟混合，以石磨分散均匀制成可粘附于金属活字上的油墨。

1796年捷克人A.塞尼菲尔德发明了石版印刷术。他利用油型油墨与水相憎的原理，成功地进行平版印刷。

1839年美国橡胶工业家C.古德伊尔提倡使用天然橡胶制成柔性凸版进行印刷。为了解决天然橡胶不耐油型油墨的问题，制成以苯胺染料为着色剂，以酒精为溶剂，紫胶(又名虫胶、漆片)为成膜物质，用单宁为束缚剂的苯胺油墨。

1878年捷克人K.克利奇发明了照相凹版印刷。在照相凹版印刷油墨（又称为影印油墨或写版油墨）的组成中有颜料、树脂，并含有较多的挥发性溶剂。

油墨工业在20世纪前后产生突破性的飞跃。特别是1900年立索红颜料合成成功，1912年德国K.阿尔贝特博士与美国L.H.巴克兰德制成油溶性酚醛树脂，促进了油墨生产的发展。

中国的油墨工业始于1908年。在北京白纸坊印刷纸币等有价证券。油墨原料依靠进口，油墨自产自用，没有销售市场。中华人民共和国建立后，油墨工业得到了迅速的发展。到1986年油墨总产量约 4万吨。具有相当规模的油墨制造厂共21家，分布在全国各地。至1988年，中国已能生产适合各种用途的油墨，而且从炼油、合成树脂，一直到生产高级颜料的一条比较完整的油墨工业体系也逐渐建立起来。

美国是世界上最大的油墨生产国和消费国，1980年生产油墨的公司有800多家。油墨总产量高达 68万吨。日本油墨的产量居世界第二位。联邦德国是欧洲最大的油墨生产国，居世界第三位。

分类

现代油墨按版型分为凸版油墨、平版油墨、凹版油墨和网孔版油墨等。

凸版油墨

用以印刷书刊、报纸、画册、单据、帐簿等。凸版印刷的主要特征是印刷版面着墨部分凸出于非着墨部分。凸版油墨按印刷机种类和印制品的使用目的可分为4种。

（1）铅印油墨:多用于平台铅印印刷机(一回转或二回转，机速为1000～2000印／时）印刷书籍、期刊等，一般用凸版纸、字典纸为主要的印刷基料。铅印油墨的粘性为 5～11/32℃，流动度为25～35mm/25℃，细度≤20µm。铅印印刷的时间往往持续较长，因此要求油墨在机上不干燥，不含挥发性溶剂。

配制铅印油墨多半采用干性植物油改性醇酸树脂、钙基松香、矿物油、色素炭黑和辅助剂等。印刷时铅印油墨转印到纸上后，部分矿物油由于纸张的毛细吸收作用而渗入纸的纤维中，成膜物质留于纸面而逐渐氧化结膜干燥。

（2）铜版油墨：属网目凸版彩色油墨。多用于平压平式的小型印刷机上。此种印刷机的压力较大而平实，所印的品种多数是一些比较小而精细的图像或商标。铜版油墨颜色鲜艳，浓度高，花色齐全（达19种），固着速度快，印迹丰满，网点完整。其流动度以24～34mm/25℃为合适，细度≤20µm。配制铜版油墨通常采用较透明的颜料（如酞青蓝、联苯胺黄、桃红等）为着色剂，半透明的胶质碳酸钙为填充料，以酚醛树脂、醇酸树脂为主要的成膜物质，以馏程250～290℃的煤油(称为油墨油)为稀释剂，必要时还加一些催干剂、减粘剂等助剂。由于炭黑带有棕色相，若加入适量的射光蓝、铁蓝或青莲色原等颜料，使黑墨能吸收更多的长波光线以调整色相至蓝相，使之更能悦目显黑。炭黑有吸收催干剂的倾向，有抗干现象，在印刷时还需加一些催干剂以加速干燥。铜版油墨的连结料以渗透胶凝氧化结膜干燥型为主。

（3）凸版轮转油墨：是凸版轮转印刷机印刷报纸、书刊使用的油墨。是典型的渗透干燥型油墨，完全依赖纸张的吸收来进行干燥。凸版轮转新闻印报油墨有良好的流动性，可用管道输送，干燥快，黑度适中，墨性稳定无恶味。

（4）柔性凸版油墨：又称苯胺油墨、橡皮凸版油墨、挠曲版油墨。属挥发干燥型油墨。用以印刷玻璃纸、塑料薄膜、涂蜡包装纸等非吸收性的承印物。柔性凸版油墨中的成膜物质比较通用的有聚酸酯树脂、硝酸纤维、丙烯酸树脂、紫胶等。在中国，柔性凸版油墨分为 3类(见表)。

平版油墨

适用于平版印刷的一类油墨。平版印刷的版面各部分基本上处于一个平面，图纹处亲油，非图纹处亲水，利用油水相斥的原理进行印刷，故平版油墨必须有一定的抗水性。按平版印刷工艺，平版油墨分以下7种。

（1）胶印油墨：胶印印刷中油墨从版面印到橡皮版，再转印到纸上，印件上的墨层比其他直接印刷要薄的多。因此胶印油墨除有良好的抗水性外，还应颜色浓，颗粒细，有适当的粘性和良好的转移性。胶印机印速较快，故油墨的稠度相应减小，流动性相应增大。胶印油墨的连结料多以合成树脂与干性植物油制成，称为树脂油墨。将合成树脂与干性植物油在低温下分散，再用石油溶剂稀释，制成分散性连结料，可制造快固着油墨。这种油墨印刷到涂层纸上时，低粘度的石油溶剂等立即渗透到涂层的孔隙中去，留下树脂与高粘度植物油以及颜料等在表面上析出而凝固。凝固的墨层可经受轻压而不使其他表面粘色。如将合成树脂与干性植物油在适当高的温度下炼制，然后用石油溶剂稀释制成连结料，可制造亮光油墨，印在涂层纸上，有很好的光泽。有的油墨快固着与亮光均达到较高的水平，称为快固着亮光油墨。符合黄、品红、青三原色印刷色相要求的中黄、品红（桃红或洋红）及天蓝 3种色别的油墨，称为三原色油墨。配上黑度较好的黑墨，称为照相四色版油墨。

（2）卷筒纸胶印油墨：适合轮转胶印机印刷报刊杂志用的油墨。除具有一般胶印油墨的性质外，应较稀薄，粘性较小，流动性较好，固着性和干燥性较快，以适应高达每小时15000～30000次的印速，并用卷筒纸印刷而联动裁切折叠的要求。

（3）干胶印油墨：干胶印实为凸版印到橡皮版再转印到纸上的一种印刷，不必用水，印刷品精细程度较差。干胶印油墨较一般版印油墨粘度大而粘性不大，以适应凸版转印的要求。

（4）无水胶印油墨：无水胶印的版子系在铝板上涂布感光层和具有疏油性的硅橡胶而成，用原稿阳图曝光，非图纹部分感光固化保持疏油性；图纹部分未曝光，可用溶剂除去硅橡胶而具亲油性，因此不必用水润湿版面即可进行印刷。无水胶印油墨具有较小的界面张力、较高的内聚力和较小的附着力，使微凹的图纹处上墨，平面的非图纹处不上墨。

（5）印铁油墨：适用于胶印机印刷金属薄板的油墨。薄铁皮或铝皮印上油墨后须经加热处理才能干燥，一般在150℃以下加热 30分钟。因此印铁油墨须具有一般胶印油墨的性质，还应有良好的耐热性，能经受上述条件的热处理而不变色或不退色。印刷金属罐头盒的油墨，因食品装罐后需经过121℃、30 分钟的蒸煮消毒，所以应耐蒸煮而不渗色、不变色和不退色，这种油墨称为印铁耐蒸油墨。

（6）石印油墨：适用于石印机的油墨。石印机以人造大理石为版材，在其表面制成亲油的图纹和亲水的空白来进行印刷。油墨传到版面后，直接压印到纸上，所以墨层比胶印的厚。印速较慢，清洁水用量较大，因此石印油墨的颜色强度可略差于胶印油墨，但抗水性应更强。墨身较稠，粘性较大，流动性较小，以适应石印的要求。

（7）珂版油墨：珂版印刷是以玻璃板上涂感光明胶为版子，照相制版后，图纹处亲油，非图纹处亲水，以感光胶固化后所产生的树枝状裂纹来表现层次，印速较慢，有的以手工打样方式生产，速度更慢。因此珂版油墨十分稠厚，有相当的硬度与弹性，流动性很小，粘性也小，但颗粒要细，颜色强度要高，还应有一定的抗水性，能很好上版，也能很好地被清水辊或湿揩布将非图纹处所沾墨擦净，这样才能适用于珂版印刷，获得层次丰富并且十分逼真的艺术复制品。

凹版油墨

适用于凹版印刷的一类油墨。印版的图纹部分凹入于版面非图纹部分称为凹版。印刷时凹入部分上墨，擦净或刮净非图纹部分的墨，然后进行印刷。凹版有雕刻凹版与照相凹版之分。

（1）雕刻凹版油墨：油墨的印迹是凸出于印刷品表面的，以手抚摸即能感觉出来。雕刻凹版油墨属氧化结膜干燥型。氧化油、聚合油、树脂是这类油墨的主要连结料，所用的颜料要具有好的耐光性、耐水性、耐热性和耐油性(因印迹比较厚，耐油性差的颜料会导致印迹边缘渗色)等。近来随着有机颜料的发展，由过去采用稳定性好的金属无机颜料，如银朱、铬黄、铁蓝、钴蓝、铁棕等逐渐改用稳定性好、浓度高、比重小、分散性好、易为连结料所润湿的有机颜料，如立索尔红、永久红、喹叮酮红、汉沙黄、酞青蓝和酞青绿等。黑色颜料则用易于擦版、粒径较大的炭黑和铁黑等。用于这类油墨的助剂有催干剂(例如硼酸锰、硼酸铅和环烷酸钴等)和防止印品蹭脏的蜡膏等。

雕刻凹版油墨在中国主要是用于印刷有价证券，如货币、邮票和少量重要的文件等。由于这些印件需要有防伪性和印量的限制，油墨是由政府指定集中制造和管理。

（2）照相凹版油墨：用于高速轮转凹版印刷的一类油墨。由于轮转凹印机转速快，一般都在65～70转／分(平台) 或80～90转／分（轮转）；凹版印刷的墨层厚，凹版的凹入深度一般为25～35µm，最深可达40µm，因此照相凹版油墨要作成挥发干燥型。据研究模拟测定，凹版上的油墨转移率，一般均在35～45％，这样，承印物上油墨层的厚度一般为 9～20µm。这样厚的墨层，单靠氧化结膜干燥是无法达到快干的，只有利用沸点不甚高的溶剂，具有瞬时挥发的特性，才能使油墨迅速干燥。

照相凹版油墨在印刷时要靠本身的流动性能和粘附性能来填充、涂布凹版的网纹，所以要求配制得有较低粘稠度和比较稀薄，且具有良好的复溶性，很小的触变性和屈服值的流体，才能适应凹版印刷。否则油墨难在短时间内填满充实凹纹，非图纹部分上的油墨亦难刮净。

网孔版油墨

通过印版的网孔漏印到承印物表面进行印刷的一类油墨。这类油墨较松软，稠厚而不粘，能顺利地漏过网孔并清晰地印在承印物面上。网孔版印刷可以允许干燥性和附着力相差很大的不同油墨印在性质不同的承印物上，故有不少品种。

（1）誊写油墨：适用于用蜡纸经手刻、打字或电火花扫描而成为网孔版进行印刷的油墨。因为蜡纸不能承受较大的压力和拉力，所以誊写油墨以钙基油墨脂、机械油、少量植物油和颜料制成，呈松软、细腻、不粘并有相当的润滑性的膏状体。承印物常为新闻纸或凸版纸，吸收性较好，故以渗透干燥为主。

（2）丝网版油墨：以绢丝、尼龙丝或金属丝网的网孔版进行印刷所用的油墨。丝网版比较坚牢，可以耐受一定的压力和拉力，因此油墨可以较为稠、粘、软。由于承印物不同，油墨的性质也不同。

制造工艺和设备

油墨的制造工艺可分为搅拌预分散和研磨细分散两个阶段。

搅拌预分散

将配好的颜料和连结料等在容器内加以搅拌，使相互润湿和分散成为浆状物，以便进一步研磨。由于搅拌机不同，其工艺和分散程度亦不同。

（1）低速钉齿式搅拌机：又称混合机（图1 ）。主要靠搅拌棒起混合作用，转速约为60转／分。有的桶身亦能作反方向转动。多用于较稠厚的凸版和胶版油墨，仅能使颜料等固体与连结料初步分散和润湿，使物料进入研磨机时不致发生粉尘飞扬。

（2）蝶形搅拌机：靠与水平面成一定角度的蝶翅形搅拌桨起混合作用，转速可在50～200转／分范围内调节。搅拌桨可升降。用于各类油墨配料后的调和，也用于基墨与后加料的调和。

（3）高速叶轮搅拌机：主要靠插入桶内高速转动的叶轮起搅拌作用。多用于较稀薄的凹版油墨、柔性凸版油墨和印报油墨配料后的调和。由于叶轮边缘呈锯齿状上下翻起，转速可达960～1440r/min，所以能使物料在桶中转动和上下翻腾，造成湍流，颜料团块被剪切和相互撞击，在连结料中被润湿和较好的分散，成为流动性较好的浆料。

（4）双轴搅拌机:具有蝶形桨和叶轮桨（图2），可以单独开动也可同时开动。对较稠厚的凸版和平版油墨配料后，可先开动蝶形桨使颜料等固体逐渐被连结料所润湿，然后开动叶轮桨，使进一步润湿和分散，成为有较好流动性的浆体，以适宜于三辊机的自动加料，并能压缩三辊机的研磨。

研磨细分散

在经过搅拌分散后的浆料中，颜料仍然是小团块的聚集体。还要经过研磨细分散工艺，以较大的机械压力和剪切力克服颜料聚集体的凝聚力，使成为高度分散的小颗粒，并同时被连结料所润湿而均匀分布其中，最终成为悬浮胶体状态的油墨。由于油墨的组成和结构不同，所用机械亦不同。

（1）三辊机：用于基本上不挥发和比较粘稠的油墨，如凸版和胶版等类油墨的研磨。主件是 3只坚硬平滑的研磨辊（图3），以两两相对和不同速度转动，后辊最慢，前辊最快，一般速比为1:3:9。墨浆加在后辊和中辊之间，再经过中辊和前辊间，经过挤压和剪切，最后在前辊上被刮刀刮下而流入料桶。由于颜料团块的聚集程度和预分散程度的不同，有的油墨研磨两次即达到要求，有的需要4次。研磨过程中需注意温度和压力，有的可设定温度和压力进行自动控制，有的需人工调节。

（2）砂磨机和珠磨机：适用于研磨粘稠度较小，流动性较好，可用泵输送的油墨，如凹版油墨、柔性凸版油墨等。以混在油墨浆料中的珠体为研磨介质。石英砂、玻璃珠、钢珠和硬质陶瓷珠均可作为珠体使用，珠体直径在0.7～4mm。机体有直式、卧式、开放式和封闭式之分，搅拌桨有盘式和桨式之分。直式珠磨机由底部进料，从上口经筛网溢流出料。卧式珠磨机（图4 ）由一端进料，从另一端的分离隙缝挤压出料，器壁应能承受一定压力。溶剂易挥发和有毒的油墨应采用封闭式，溶剂挥发慢和毒性小的油墨可用开放式。机内已事先加好一定量的玻璃珠，由于转子的转动，使油墨和混在墨中的玻璃珠在搅拌桨的带动下作复杂的运动并向前推进，同时由于玻璃珠在墨浆中的相互撞击，使颜料等固体的聚集体被研磨变细并均匀分散，最后经过分离隙缝挤出已磨细的油墨而将玻璃珠阻留在内。从出料管流出的油墨的细度如已合格，可泵入贮料桶或成品罐；如细度还未达到标准，则可回流反复研磨。

（3）捏和机：主要用于挤水法工艺生产油墨。主件为一对Z形搅拌桨(图5)，相对方向转动，转速比为 1:1.14～1:1.4。机身底部中间突起呈两个半圆，有夹套，可通蒸汽加热或通水冷却。盖由液压启闭，可密闭后抽真空。机身底部有热电偶测温计。将颜料滤饼和适量连结料投入机内，开动搅拌，由于Z形桨转动时强大的剪切力再加上表面活性剂的作用，使滤饼与连结料乳化，继而转相破乳，分离出水分。开动倾侧电机使机身倾侧而倒去水，再加适量连结料，继续搅拌脱水。如此数次，颜料滤饼中的大部分水已被除去，即加盖密闭抽真空并加热，使残留的水蒸发而除去，可获得含水量在1％左右的油墨浆。这样生产的油墨，由于颜料未经加热干燥，未曾凝聚成团即被分散在连结料中，所以分散极为良好，所得油墨的细度、透明度、着色力等性质均比用干粉颜料在三辊机上研磨制成的为优。