油墨基础知识
油墨是用于印刷的重要材料，是印刷过程中用于形成图文信息的物质，它直接决定印刷品上图像的阶调、色彩、清晰度等。随着印刷技术的发展，油墨的品种不断增加，分类的方法也很多。
LD PACK 是一家30多年的企业、我们一直都是使用凹版印刷，柔版印刷与数码印刷。每个产品都符合中国标准以及FAD标准，从源头开始监管、原材料薄膜，油墨，溶剂等。
如果按照印刷方式来分类通常分为几类:胶印油墨、凹印油墨、柔印油墨、丝印油墨、数码油墨、特种油等。
如果安装干燥方式分类通常分为几类:化结膜干燥型、渗透干燥型、挥发干燥型、辐射干燥型、其他干燥型等，由于油墨中连接料种类和配比的不同，油墨在干燥过程中多以某种干燥方式为主，在大多数情况下油墨的干燥是结合两种或两种以上的形式完成的。
其中用于复合膜制品的油墨大多是挥发干燥型油墨，其连接料是由固体树脂和大量挥发性溶剂构成粘度低。固体树脂溶解于溶剂，将颜料均匀分散在连接料中，油墨被印至承印物后，溶剂迅速挥发干燥结膜。在具有加热干燥装置的印刷机中，溶剂能迅速挥发干燥，所以可以对非吸收性承印物进行印刷(如塑料薄膜等)。
目前塑料薄膜一般使用凹印方式印刷，近几年有部分塑料薄膜印刷开始使用柔印方式。凹印油墨和柔印油墨通常分为溶剂性油墨和水性油墨，本文主要讲述凹印油墨和柔印油墨。
油墨的性状
凹印油墨是一种液体油墨，凹印印刷时，凹印油墨要靠本身的流动性、粘附性，填充、涂布于凹版网纹中，只有较低粘度即较稀薄的体系，才能赋予这样的性质。在短时间内，油墨要填满凹纹，如果黏度太大，则难以填入凹纹，刮刀难以刮去非图文部分上的油墨:如果黏度太小，由压印所造成油墨网点的恋形就会使图案再现性欠佳。同时由于凹印印刷时，使用刮刀除去非图纹部分油墨，并使剩余油墨回复到原墨槽中，即使是网纹中的墨，也要反复与原墨接触，只有较低粘度的流体，才能容易除去，并且具有很好的再溶性、很小的触变性和屈服值，才能适应凹版印刷。
油墨的组成
凹版油墨一般由树脂、颜料、溶剂、助剂 四部分组成
树脂
一般主要根据油墨的用途来选用合适的树脂。油墨的很多性能，例如耐摩擦性、光泽、在基材上的牢度等，都是由油墨的树脂决定的。从一定意义上来说，油墨的树脂决定了油墨的主要性能。常用的代表性树脂如下表:
树脂种类 | 应用状况 | 特征、用途等 | |||
凹印 | 柔印 | 溶剂墨 | 水墨 | ||
| 松香及衍生物 | * | * | * | * | 多元醇改性的松香酯广泛用于各种溶剂油墨的辅助树脂，松香的金属盐广泛用于出版油墨的主树脂。当对羟基进行中和时，可进一步用于水性油墨 |
| 虫胶 | * | * | * | * | 天然树脂，可少量使用于附着力助剂 |
| 酪素树脂 | * | * | - | * | 树脂膜层透水透气，通常见于装饰纸用途 |
| 硝化棉和纤维素衍生物 | * | * | * | - | 耐热性优良。应用广泛的硬树脂。具有优异的额料分散性 |
| 聚酰胺树脂 | * | * | * | - | PE，PP膜用。通常来源于诸如妥尔油、棉籽油、豆油等植物油。优异的光泽和柔韧性 |
| 氯化橡胶 | * | - | * | - | 耐热性优良，高光泽。多见于早期油墨配方，由于气味、高解性等问题，已很少使用 |
| 氯化聚丙烯树脂 | * | - | * | - | 聚丙烯材质上具有卓越的附着力 |
| 氯乙烯-醋酸乙烯树脂 | * | - | * | - | 卓越的耐药品性。颜料亲和性优良 |
乙烯-醋酸 乙烯树脂 | * | - | * | - | 通常油墨用的牌号为 40% 醋酸乙烯含量，非常柔软。有时会进一步进行氯化以促进溶解性和颜料润湿性 |
| 醇酸(聚酯) | * | * | * | * | 具有柔软性。一般作为辅助树脂调节韧性 |
| 热塑性聚氨酯树脂 | * | * | * | - | 分子可设计性高，软包装通用复合油墨的主树脂。也有用于表印油墨，此时一般与硝化棉组合使用 |
| 热塑性丙烯酸树脂 | * | * | * | - | 通常用于收缩标签和上光油 |
| 阴离子聚氨酯分散体 | * | * | - | * | 对 PET、尼龙附着力优异，柔韧性(特别是低温柔韧性)佳一般见于食品软包装油墨，或一些建材领域。 |
阴离子聚丙烯酸树脂 (乳液) | * | * | - | * | 水性油墨最主要的树脂，分子具有高度可设计性，但一般都有热粘冷脆的缺点。常见的是苯乙烯一丙烯酸共聚结构,通常低分子量的苯丙树脂用于颜料分散，高分子量的苯丙乳用于粘结固定 |
颜料
油墨的色相、包浓度，耐晒性、耐酸碱性等性能都是由颜料决定的。颜料还对流展的流动性、光泽性有一定的影响。代表性的颜料品种如下表：
分类 | 典型颜料举例 | ||
有机颜料 | 偶氮类 | 色淀颜料 （难溶性盐） | PR48:1,PR48:2,PR48:3,PR49:1,PR53:1,PR57:1 等偶氮红 |
单偶氮 | PY74黄,以及蔡酚系PR146红,PR112红,PR170红 | ||
双偶氮 | PY12黄,PY13黄,PY14黄,PY83黄,PO13桔黄,PO34橙 | ||
缩合偶氮 | PR144 红,PR166红 | ||
酞箐 | 酞箐兰15:3,15 :4,欧管绿 G-7,G-36 | ||
喹丫啶酮 | 喹丫啶酮红PR122,PV19紫 | ||
吡咯并吡咯二酮 | PR254 DPP红 | ||
二恶嗪 | 二恶嗪紫 | ||
其他 | 苯并咪唑酮 PY180,异吲哚啉酮PY110,呫吨 PY81桃红,PV3等 | ||
无机颜料 | 二氧化钛 | 锐钛型,金红石型 | |
炭黑 | 炉法炭黑、灯黑、乙快黑、槽法炭黑等 | ||
其他 | 硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅 | ||
特殊效果颜料 | 银(铝)粉，金(铜锌)粉，珠光粉，变色 | ||
对于最终的印刷品，与颜料密切关联的还有耐性问题，譬如针对不同包装材料和内容物的迁移，耐热耐化学性以及耐晒牢度。这其中最为普遍碰到的就是耐晒牢度。
溶剂
凹版油墨中成分最多的就是溶剂，一般是根据油墨所选用的树脂选用合适的溶剂类型，然后再根报油墨在使用中可能出现的问题进行必要的调节。
理想的溶剂应该具备高效、廉价、无害的特征，而水显然是最优选，水作为溶剂，能明显减少 VOC排放量，防止大气污染，不影响人体健康，不易燃烧等优点，但同时也存在若干的缺点，限制了水作为溶剂的使用范围，近些年使用水作为溶剂的油墨也有了一定的发展。
现在的工业体系中，因为强力的效能和充分的可获得性，有机溶剂仍是高质量油墨不可或缺的溶剂这些溶剂经过长期的使用筛选，主要有苯类、酮类、醇类、醚类和酷类，苯类和酮类近年来因为安全卫生问题被限制使用。因为挥发的需要，柔版和凹版油墨的沸点会低一些，通常在 70~150C，喷墨会高-些，多在150~260℃。
项目 | 溶剂名 | 沸点*1 760mmHg | 引火点*1 | 表面张力*1 Dyn/cm | 溶解性参数*2 | 挥发发速度*3 |
水 | 100.0 | - | 72.0 | 23.2 | 40 | |
炭化氢 | 正已烷 环已烷 甲基环已烷 甲苯 二甲苯 | 68.7 80.719 100.934 110.625 139 ~ 142 | <-23.℃ -17.℃ -1.℃ 4.4.℃ 17~25.℃ | 17.9 24.38(25℃) 23.17(25℃) 27.92(25℃) 28~30 | 7.3 8.2 7.8 8.9 8.8 | - - - 205 70 |
酯 | 醋酸乙酯 醋酸异丙酯醋酸丁酯 醋酸丁酯 | 77.114 89 101.55 118.0 126.114 | -4℃ 4.44℃ 14.4℃ 17.8℃ 27.℃ | 23.75 22.1（22℃） 24.28（20℃） 23.7（20℃） 25.09（20℃） | 9.1 8.4 8.8 8.3 8.5 | 615 500 276 145 100 |
酮 | 丙酮 甲乙酮 甲基异丁基酮 | 56.12 79.64 115.9 | -17.8℃ -7.2℃ 15.6℃ | 23.7 23.97（24.8℃） 25.4（25℃） | 10.0 9.3 8.4 | 1160 572 160 |
醇 | 甲醇 乙醇 异丙醇 正丙醇 异丁醇 正丁醇 | 64.6 78.3 82.4 97.2 107.9 117.5 | 12.℃ 14.℃ 11.7℃ (27.℃ ) (27.5℃) 35.℃ | 22.55（20℃） 22.1（25℃） 21.7（20℃） 23.8（20℃） 23.0（20℃） 24.6（20℃） | 14.5 12.7 11.5 11.9 11.1 11.4 | 200 190 150 100 70 50 |
多甲醇衍生物 | 丙二醇甲醚 二甘醇甲醚 二甘醇乙醚 二甘醇丁醚 | 120.0 194.1 202.0 230.4 | (39.℃) (93.℃) (96.℃ ) (93.℃) | 27.1(20℃) 34.8(25℃ ) 31.8(25℃) 33.6(25℃ ) | 9.5 10.2 9.6 8.9 | 71 <1 <1 <1 |
蒸发逮度: 以醋酸丁醋为 100 燃点:(℃) 开放体系下的测定值
溶剂手册第6版，浅原照三著 (1985)
Shell BLENDOPRO 4.0 User Manual，单位: [cal/cm;]1/2
涂料便览 4版 涂料便览编辑委员会编 (1971)
这里，水的性质与其他溶剂相比显得差异巨大，从分子式上来说，水的 (H20)分子量只有 18，且极性很高，本来应该是非常活泼的物质。然而水分子之间存在着强大的氢键，这种氢键力好比磁石，它让液体状态的水被非常紧密地聚集在一起,事实上，水的分子从 H,0 变成了 ( H,0)，换话说，水分子变大变拙了，这正是水的性质如此特殊的根本原因。具体的，其表现出:
蒸发需要吸收很大的热量:水的蒸发潜热: 539(cal/g)，而典型的乙醇为: 204(cal/g)，乙酸丁酯为74(cal/g)，蒸发潜热是其他常用溶剂的数倍。
干燥很慢: 蒸发速度差不多是乙醇的 1/5，乙酸丁的 2/5
润湿能力很差:低极性承印物上的应用会碰到很大的困难，解决这一问题的助剂多少都有副作用还有 VOC 的限制。
另外，水的润滑性也很差，这会影响刮刀适性，进而影响版辊或网纹辊的寿命。
从上述的各个方面综合，使用水作为溶剂必定是一个困难的课题。
助剂
虽然颜料粉、树脂、溶剂已构成了油墨的基本结构，但还是还必须根据油墨的用途、客户的要求等
分类 | 使用目的 | 主成分 |
颜料分散剂 | 提高颜料分散性 防止沉降 提高贮藏稳定性 | 特定结构的低分子量或高分子活性剂，颜料衍生物 |
消泡剂 | 抑制油墨气泡 防止印刷物的皮膜缺陷 | 硅，矿物油，高级醇 |
润湿流平剂 | 促进油墨在底材上流动铺展 | 表面活性剂，低表面张力的溶剂臀如醇醚 |
增滑剂 | 提高耐摩擦性、耐划性、耐粘连性 | 合成蜡，天然蜡，硅，脂肪酸 |
固化剂 | 提高耐水性、耐热性、耐药品性，提高复合强度，提高附着力 | 异氰酸盐 环氧硬化剂 金属鳌和物 |
增塑剂 | 提高涂膜的柔软性、附着力，提高树脂的成膜性，防止白化 | 柠檬酸、( 聚)醇、环氧大豆油等 |
油墨的制造工艺
油墨的各个组分必须以适当的方式进行混合。当颜料为非团聚性的特殊颜料时，通常只需要高速搅拌混合即可。当颜料为团聚性的颜料时，必须采用高能量的研磨设备予以微细化。典型的油墨制作工艺包括如下步骤:
1.根据配方配料、预分散，通常利用搅拌机进行
2.研磨: 利用剪切力和撞击力粉碎物料，最常见的是珠磨机
3.调整: 调整油墨的性能、保证油墨的物性
4.过滤、充填、包装、检测、入库
其中最核心的是研磨，液体油墨中最为广泛使用的是利用高密度的错珠带来撞击和剪切的珠磨机溶剂型油墨由于高挥发性，通常会使用密闭的珠磨机。笼统地来说，先进的设备和操作工艺对最终效果来说是同样重要的。
搅拌机: 物料混合和预分散
珠磨机: 中低粘度物料的分撒(高密度介质的碰撞和剪切，密闭式作业，通用性广)
珠磨是将颜料粉磨细后并达到树脂完全包裹的过程，细度要合适，温度也要合适，一般油墨出厂时的细度指标实际上是最大粒度。
油墨性质和指标
油墨在生产完成后，会进行多项出厂指标检验，然而作为油墨设计本身，必定会包含各项设计指标这些指标需要在配方设计时就予以考虑，并进行标定验证。下表是一些举例:
试验 | 品质项目 |
油墨的形状 | 砂磨度(分散性)、黏度、流动性、色调、光泽、比重、固成份、pH 值、贮藏稳定性等 |
印刷适性 | 刮刀适性、堵版性能、网点再现性、干燥性、再溶解性、消泡性、机上稳定性、洗净性等 |
涂抹物性 | 耐摩擦性、耐热性、附着力、耐擦伤性、抗粘连性、耐药品性、耐光性、不沾水性、残留溶剂、滑爽性等 |
后加工性 | 耐摩擦性、耐热粘连性、热封适性、复合适性等 |
这些指标都需要专门的设备，大多是公知的
进一步,我们需要结合最终用途适用的法律法规来进行非常规指标约束,譬如重金属、芳香胺、增塑剂、特定 VOC 等等，这些约束项需要在配方设计阶段就要解决，最终检验只是验证性质的。优良的品质更多依靠设计，而不是检验。这句话在油墨行业尤其适用。
