胶版印铁油墨是什么？

胶版印铁油墨是什么？

金属胶印油墨 (简称印铁油墨) 是广泛用于以马口铁和铝板等为基材的各种三片罐、两片罐、美术罐、喷雾罐、金属瓶盖、铝管和金属标牌等装饰印刷的一种烘烤固化型油墨。印铁油墨是以干性油或树脂为基料、特种颜料为主体的乳状质体。
(一) 胶版印铁油墨的组成
习惯上所指的印铁油墨，除了印铁白墨和彩色油墨外，还包括印铁底漆、白涂料和上光油三类产品。确切地说，这三类产品属于涂料的范畴，它们不能用印铁机印刷，而采用辊涂机滚涂。
【胶版印铁油墨是什么？】每一种印铁油墨，无论何种色彩，大致都由这样几种成分组成：即颜料、连接料、填充料、润湿剂、干燥剂等。印铁油墨的基本组成如表1-1所示。
表1-1印铁油墨的基本组成
原料
油墨颜料%植物油改性合成树脂连结料/%溶剂/%助剂(催干、流平)/%白油墨50～6047.5～362～30.5～1彩色油墨20～3076～633～501～2

颜料

颜料是油墨的主体。油墨的着色作用和呈色过程均决定于颜料的性质。颜料是一种既不溶于水，也不溶于油和一般溶剂的色料。它与油墨里的连结料等经过机械搅拌混合成湿料，然后经过搅拌和研细，就成了油墨成品。印铁油墨中有许多颜料是特种颜料。根据颜料的化学性能，印铁油墨的颜料可分为有机颜料和无机颜料两种。无机颜料通常又叫矿物颜料，因为这种颜料一般由矿石研成粉末，然后再经过化学处理之后提炼而成的。例如白色颜料的种类很多，印铁油墨中常见的有钛白、锌白、白空土，其中以钛白最好。钛白即二氧化钛(TiO2)，它的主要特点是：吸油量小，易粉化，折射率大，耐酸、耐碱性好，熔点为1600℃，相对密度为4的中性颜料，是目前最佳的白色颜料之一。锌白 (ZnO2，二氧化锌) 主要从锌铁矿中提炼出来，也是重要的白色颜料。在无机颜料中还有锌黄、铅黄、铂橘黄以及碳黑等均被用于印铁油墨。此外，还有两种特殊的颜料，即金粉和银粉。金粉的主要成分是铜，同时掺和少量锌及其他金属粉末。国产金粉基本上有两种色光，一种属于青光，另一种属于红光，金粉的色光主要靠锌粉来调节。金粉的粗细规格用目数来表示。金粉是由纯铜粉末经过球磨和抛光等工序制成的鳞片状粉末。银粉大多制成浆状，银浆又叫银粉浆，无机颜料的特点是耐热性、稳定性较好，但种类少，颗粒粗，着色力差，色泽不够鲜艳。
有机颜料分色淀类颜料、偶氮类颜料和钛箐类颜料三种。色淀颜料又叫基质颜料，是由染料加金属化合物如Al(OH)3(氢氧化铝)、钡白、锌白、石膏、油烟等，使各种染料发生质的变化，产生了沉淀。色淀颜料的名称就是从这里来的。这种金属化合物叫做色淀，由此而产生的颜料叫色淀颜料。印铁油墨中桃红墨就是耐晒桃红色淀颜料。偶氮颜料是由发色团偶氮基—N=N—而得名的。印铁油墨中常用的有立索尔宝红、立索尔大红。钛菁类颜料在油墨中用量最多，如钛菁红、钛菁蓝等，有机颜料中色淀最易褪色，钛菁类不易褪色。综上所述，有机颜料具有色泽鲜艳、色浓的优点，同时来源广泛。
印铁油墨和一般胶印油墨一样，也是利用油、水相斥的原理进行印刷的，所以选用的颜料首先应具备平版油墨所具有的一切性能，如颜料不溶于水和油、颜色浓度高、色彩鲜艳等。同时还必须具备能满足印铁油墨特殊要求的性能。比如，耐热、耐溶剂、耐蒸汽及耐晒牢度等。所以对颜料的选择十分重要，需经试验合格方可采用，如果颜料选用不当，不但影响产品质量，甚至可能造成印铁制品的报废。

连接料

铁皮不同于纸张，它本身没有吸收性能，因此，印铁油墨所用的连接料是氧化结膜型的，主要依靠干性植物油的氧化催干。印铁彩色油墨的连结料的选择除了和颜料一样需具平版印刷适性外，印铁油墨连招商料本身要耐热、柔韧性和抗冲击性能好，另外，连接料里面不能含有矿油之类的溶剂，因为光滑的金属表面无吸收能力，残余的矿油影响涂膜硬度。白墨和白涂料连结料则要求色泽要浅、耐热性好、抗冲击性能好，若用于罐头商标印刷还要求耐蒸汽性能好，另外就是要有适当的黏度、酸值等。印铁油墨用的树脂品种繁多，性能各不一样，如醇酸、胺基类型、环氧胺基，环氧酯、丙烯酸、乙烯类等，可以根据具体使用的要求进行选择。以下为几种主要的印铁油墨常用的合成树脂。
(1) 醇酸树脂醇酸树脂系由多元醇、多元酸与脂肪酸酯化的产物。多元酸主要是苯二甲酸酐、间苯二甲酸、己二酸等。
油或脂肪酸主要有干性油和不干性油，前者如亚麻仁油，后者如蓖麻油、椰子油; 还有半干性油如豆油。印铁油墨用的主要是不干性油和半干性油改性的醇酸树脂，豆油醇酸涂膜的附着力，柔韧性好，但有泛黄现象，制彩色墨较为适合。椰子油醇酸保光保色性好，不泛黄，但涂膜附着力和机械性能稍差，蓖麻油也属不干性油，用它制成的树脂虽然附着力、耐冲击性能好，但施工性能比豆油醇酸差，主要用于耐高温不泛黄的白墨和白涂料。脱水蓖麻油醇酸干性好，但会泛黄，涂膜性能介于蓖麻油和豆油两者之间，常用作为彩色油墨或低温白墨的连结料。
改性醇酸树脂，系指在其成分中，除脂肪酸、多元醇、苯酐 (或间苯二甲酸) 之外，另外加入其他成分的醇酸树脂，如苯乙烯和丙烯酸酯改性的醇酸树脂，其优点是快干、改善光泽、提高附着力和硬度，主要用于白涂料和上光油。

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(2) 氨基树脂氨基树脂是指由某种含有氨基官能团的原料与醛类 (主要是甲醛) 缩合，再以醇类醚化制得的能溶于有机溶剂的一类树脂。例如三聚氰胺甲醛树脂，尿素甲醛树脂，六甲氧甲基三聚氰胺树脂等。这些树脂可以和多种树脂混合使用，如醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、乙烯树脂等。氨基树脂起加速固化，提高涂膜硬度和光泽的作用。
氨基树脂在加热烘烤的情况下，本身可以进一步缩聚反应而交联固化成膜，但这样的涂膜很脆，附着力差，所以不能单独使用。一般三聚氰胺树脂的热固化速度、硬度、抗水性、抗化学药品性比脲醛树脂优良，而脲醛树脂的附着力，和环氧树脂的混溶性比三聚氰胺好; 六甲氧甲基三聚氰胺树脂主要用于水溶性醇酸树脂，高固体分醇酸树脂，凡三聚氰胺树脂应用的场合它都适用，固化所需温度较高，用量可以比三聚氰胺树脂少，涂膜柔韧性、抗水性、光泽均好。
氨基树脂和醇酸、环氧等树脂经加热烘烤形成一个复杂的网状聚合物，使涂膜有优良的机械性能。
(3) 环氧树脂环氧树脂是含有环氧基团的高分子化合物，由环氧氯丙烷和双酚A 合成的环氧树脂用途最为广泛。
环氧树脂是线型分子结构，属热塑性树脂，其结构中含有羟基和环氧基，这种活性官能团可以和其他许多合成树脂或化合物发生反应，它和脲醛树脂可按任何比例混溶，而与三聚氰胺树脂混溶性要差些，还可以和醇酸树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂等混溶。环氧树脂对金属的附着力优良，因为环氧树脂中含有大量的环氧极性基团，因此与金属的极性适应性好，所以涂膜附着力好。另外是热稳定性好、抗化学品性能优良，容易和其他树脂交链固化成膜。
环氧树脂按其分子量大小分为多种型号，各种型号具有不同的性能，可以满足不同用途的需要。
环氧树脂与其他树脂的混溶性随着相对分子质量的增加而降低，相对分子质量高，其羟基较多，官能度较大，固化快，同时高分子环氧树脂有较长的分子链，可以提高涂膜的弹性。由此可知环氧树脂品种不同，其性能也不同，要根据要求合理选用。
(4) 丙烯酸树脂丙烯酸树脂色泽浅淡，耐热性好，光泽高，耐候、保光、保色性好，表面硬度高，附着力好，所以近年来印铁白涂料和上光油采用丙烯酸树脂逐渐增多。
工业上为调整树脂的性能及降低成本，采用一些其他乙烯单体与之共聚合。所以，涂料工业的丙烯酸酯树脂经常是由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其他乙烯单体的共聚树脂。
溶剂型聚丙烯酸树脂分为热塑性和热固性两大类，后者性能好，如固体含量高，与其他树脂混溶性好，涂膜坚韧，常用以配制白涂料和上光油。
热固性丙烯酸树脂依靠其侧链上的活性官能团，经加热可自己交联或加入其他树脂 (或单体) 如胺基树脂、环氧树脂等交联成体型的网状高分子化合物，前者为 “自反应” 丙烯酸树脂，后者为 “潜反应” 丙烯酸树脂。

溶剂

溶剂能降低油墨、涂料的黏度，增加流动性，方便油墨和涂料的施工，确保获得平滑、均匀、连续的涂膜。
溶剂对涂料中的成膜物质应具有良好的溶解能力，不含任何机械杂质以及游离的酸、碱和水分等，而且溶剂本身不能和涂料的成分发生化学作用，有一定的沸点和馏程，合适的挥发速度，毒性低，无难闻的刺激性臭味; 贮存稳定，不分解、不吸潮、价格低廉，来源丰富。一般单一的有机溶剂很难满足上述要求，常用各种挥发速率快慢不同的混合溶剂。溶剂的挥发速度快慢对涂膜的形成影响极大，挥发太快，内层的溶剂来不及移到表面，于是漆的表面先形成一层硬皮，而溶剂从内层逸出时就破坏表层的完整，造成多孔而不匀的涂膜; 挥发太慢会造成针孔、流挂等缺陷。常用溶剂性能如表1-2 。
表1-2 一般常用溶剂性能
溶剂化学式沸点/℃闪点/℃相对挥发速率
(乙醚为1)二甲苯
丁醇
环己酮
醋酸丁酯C6H4(CH3)2
C4H9OH
CO(CH2)5
CH3COOC4H9135～145
117.75
156.7
126.529.5
35
47
2313.5
33
40.4
11.1乙二醇丁醚HO(CH2)2O(CH2)3CH3170.60.9188 200号溶剂油 120～203350

填充料

如铝粉、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁 (氢粉) 等都是印刷业经常用的填充料。在印刷性能不够良好，色彩不鲜艳的时候，加入适量填充料可以使油墨的性能得到一定的改善。但不宜多加，否则将影响油墨的浓度。目前印铁中常用的冲淡油就是铝粉与调墨油的混合物，在金墨及淡色中常用到它。

润湿剂

又叫展色剂，属于油墨辅助料一类。在印铁油墨中除特殊需要外，几乎是不用的。一般情况下，印铁油墨不宜用蜡质“展色剂”，否则会影响印刷性能和油墨的干燥。

干燥剂

通常称之为燥油。燥油放到油墨里，对于干性植物油或干性树脂的氧化结膜，能起到类似催化剂的作用，促使干性油膜吸氧聚合。许多金属氧化物及其他们的盐类，都可作催干剂。如铅、锰、钴、锌、钙、铝等，但采用最多的，效果较好的是铅、锰、钴三种。根据反复试验表明，如果单独使用一种金属催化剂，往往效果不够理想。例如铝、锰、钴它们各有自己的特性。铅能使油膜的底层干燥; 锰对中层干燥表现了良好的效果; 钴通常在促进表面层干燥中大显神通。三种金属的催干速度均较快。平常常接触的78#燥油，又称白燥油，这种燥油由铅、锰的盐类混合而成的干燥剂，颜色呈灰色。普通彩色印铁油墨都用此类燥油作干燥剂。另外一种红燥油，主要成分是金属钴的盐类。一般应用于膜层薄而透明的油墨中，如将此类燥油用于其他彩色油墨，即容易发生表面干，内部不干的现象，因为加了红燥油后，表面结膜的速度大大超过了内部干燥的速度，表面结膜后就阻止了内部油膜分子的吸氧聚合反应。
气候湿度高，天气寒冷经常容易发生油墨膜附着力差即产生爆漆现象。这种爆漆现象是由诸因素造成的，但其中燥油的用量是一个重要因素。一般来说，78#燥油的用量在15%以内，红燥油不能超过5%，此外，不同品种的油墨对干燥油用量也不大一样。有的油墨本身自干，一般不用另外加燥。

(二) 胶印印铁油墨的特性
胶印印铁油墨与纸张印刷油墨最大的不同，在于油墨印在铁皮上后完全不能够渗透，它的干燥主要靠加热来实现，而且，印刷后的金属板 (皮) 需经过机械加工，成为各种容器，所以，印铁油墨又应具备与普通胶版油墨不同的性质。

印铁油墨的流动性

由于承印物表面为无吸收渗透性的金属板，所以印刷时网点容易发虚尤其是亮调区网点容易丢失，还因为印铁工厂内设置的大型烘干道的原因，造成环境温度较高且温差变化较大，致使油墨的流动性也随之变化较大，印刷时常出现油墨乳化及网点变粗的弊端。所以，印铁油墨相对纸张胶印油墨来讲黏度要高，一般为10～15，有的品种黏性指标可达15～20 。流动度相对要小点。印铁油墨流动度一般为20～30mm 。

印铁油墨的附着力

金属表面为非吸收渗透性的，尽管印刷前要对金属表面进行适当处理，但若对连结料树脂与金属表面的黏附性问题考虑不足，则油墨附着力往往不能满足印刷适性的要求。具体讲，连结料树脂除部分可与纸张胶印油墨通用外，还应根据承印物特点选用氨基树脂和环氧树脂。
印铁油墨连结料中仅含少量或不含矿油之类溶剂，因为光滑的金属表面无吸收能力，残余的矿油影响墨膜硬度。

印铁油墨的抗水性

由于印铁油墨要在非吸收渗透性表面印刷，所以相对纸张承印物来讲润版液难免会较多地留于印版上，因而油墨更易被乳化，故油墨的抗水性较纸张胶印油墨要强。选择颜料和连结料时必须充分考虑这一重要因素。

印铁油墨的干燥性及耐热性

印铁油墨属热固型油墨，经印铁机印刷在金属表面，需经加热干燥，烘烤温度根据油墨的性质和烘房的热源不同，一般加热温度为150～180℃，通过加热，油墨连结料由低分子转变成大分子网状结构，形成一层坚韧的墨膜，固化干燥时间为10～15min，在这么短的时间内油墨必须彻底干燥且固着坚牢，才能适应后加工处理及加热杀菌要求。所以油墨具有良好的干燥性且其他性能不会因加热而发生变化，如退色、泛黄等。因此连结料树脂加热也不能泛黄，也就是油改性的油度应尽量减小。颜料的耐高温性要好，烘烤后，油墨的色彩保持不变。

印铁油墨的耐溶剂及耐湿涂性

为了使印刷面得到很好的光泽，一般印完油墨后都要立即在其上面涂布上光油，以保护印刷图案，提高光泽度。上光油中含有苯、酯、醇、酮类强溶剂，且涂布是在未进干燥烘道之前进行的，即所谓湿压湿涂布工艺，所以，印铁油墨应具有良好的耐溶剂性，要求上光油能均匀铺展于油墨膜上形成平滑的涂层，且油墨必须不溶解于上层涂料中，它们一起进烘道经加热干燥后也能继续保持平滑状态，不至于起皱，否则图案渗色、化色，影响产品的质量。此外为了使油墨和上光油能够很好的亲和黏附，油墨还必须具有合适的表面张力。

印铁油墨的耐加工性能

铁皮在印完后需根据不同用途要求进行弯曲、冲击、拉伸、卷边等加工成型，故油墨连结料经热固干燥后应具有相当的交联聚合度，也就是说合成树脂固化成膜后必须具备优良的机械性能，包括附着力、柔韧性、表面硬度和抗冲击强度，使油墨和底涂料及上光漆的黏附性不致因为机械加工而破坏。因而选择连结料树脂时必须考虑柔韧性这一关键指标，具体在制作连结料树脂时可适应加进长直链二元酸，如己二酸、壬二酸、癸二酸等化合物，以提高连结料的柔韧性。另外，在油墨配方中还应考虑加入适量增塑剂。