表面张力
液体表面最基本的特性是倾向收缩,其表现是小液滴取球形,如荷叶上的水珠和小水银珠那样,以及液膜自动收缩等现象。这是表面张力和表面自由能作用的结果。表面张力是凹印油墨的内在性质之一,在凹印油墨的制备及印刷中,油墨流平及对基材的润湿、附着等都与表面张力相关。利用表面润湿原理可对油墨的润湿性进行调节,如凹印油墨表面张力较大,可以添加表面张力小的溶剂进行调节,反之,可添加表面张力较大的溶剂。
粘度
在流动的液体中,如果由于某些外界因素使得流体各层流速不同时,则在两层接触面流动速度不同的液层之间,有作用力和反作用力存在,这一对力被称为液体的内摩擦力。一般液体都具有这种性质,称为液体的粘性,而度量流体粘性的物理量称为粘度。粘度是阻止流体流动的一种性质,是流体分子相互作用而产生阻碍其分子间相对运动能力的量度,即流体流动的阻力。印刷油墨的粘度是油墨物性的主要参数之一。
挥发干燥型油墨的连结料主要由树脂和溶剂互溶构成。油墨被转移到承印物表面以后,有机溶剂脱离树脂的束缚而游离出来,依靠其自身的挥发能力而脱离油墨成膜进入气相。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先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,此过程即为树脂的溶胀和溶解。当溶剂脱离树脂后,树脂分子又会重新靠近,直至产生物理交联。此时树脂失去流动能力而变为固态,完成挥发过程。
附着力
附着力是在两种不同物质接触处所发生的相互吸引力。这种相互吸引力是两种物质分子之间存在分子力的表现。只有在这两种物质的分子十分接近时才会显示出来。从微观角度来看固体表面总是“粗糙”的,所以两固体接触时很难显示附着力的作用。液体与固体则能密切接触,它们之间就容易显示附着力的作用。液体浸润固体的现象就是附着力发生作用的结果。
附着力对印品质量有重大影响。在塑料薄膜印刷过程中,油墨的附着性差,将导致一系列印刷质量问题。例如在薄膜收卷时墨膜会被剥落,造成背面蹭脏或在叠印过程中发生咬色。这些问题会严重影响印刷品质量,造成废品。因此增强油墨附着力,和印品质量有非常重要的关系。油墨与承印物之间产生的附着力主要包括化学键力即原子之间的作用力、界面静电引力、分子间的作用力氢键力和范德华力和机械作用力。
(1)化学键力。化学键力即原子间的作用力,包括离子键、共价键。这些力与油墨同承印物之间的附着力关系不大。油墨同承印物之间的附着力主要是分子间作用力,油墨同承印物之间形成化学键的情况属于少数。
(2)分子间作用力。分子间的作用力主要包括氢键力和范德华力。
①氢键力。氢键是界于范德华力与化学键之间的一种分子间作用形式。氢键的键能远大于范德华力的作用能,如果在油墨与承印物界面处能形成足够数量的氢键,无疑比范德华力更有利。能够形成氢键的化合物很多,它们都含有原子半径小而电负性大的原子与氢原子组成的基团,如水、醇、纤维素、聚酞胺、聚丙烯氰等高分子物质都能产生氢键作用。氢键的性能取决于键原子的原子半径和电负性。原子半径越小,电负性越大,键能就越大。
②范德华力。范德华力也是分子间作用力,包括色散力、诱导力和取向力。两个极性分子间只有色散力一个极性分子与一个非极性分子间的作用力不仅有诱导力,还有色散力两个非极性分子间就包括色散力、诱导力和取向力三种了。
(3)界面静电引力。当油墨与金属承印物密切接触时,由于金属失电子,而非金属容易得到电子,所以电子可从金属转移到非金属,使界面两处产生电势差,从而产生静电引力。
(4)机械作用力。油墨在印压作用下,充满承印物表面的缝隙或凹面,经固化后在界面区产生了啮合力,这在塑料印刷中不起作用。
色密度
对于凹版印刷而言,当油墨中颜料固定后,油墨的色密度可以用来衡量印刷过程中转移到承印物上的油墨量的多少。因此可以通过对色密度值的测量来衡量油墨的转移特性。油墨的色密度越高,说明转移到印刷品上的墨量较多,油墨传递和转移的性能较好。印刷过程中,油墨要经传递、输送而转移到承面。始终保持油墨传输和转移的稳定均匀和适量,可以使印刷品获得更均匀的墨层,是获得高质量印刷品的重要保证。影响油墨传输和转移性很多,在油墨组成方面,当油墨其它成分固定后,树脂的种类对油墨有着很大的影响。这是因为树脂和油墨的流变性能有很大关系,而油墨在印刷过程中的流变特性与油墨的传输和转移性能密切相关。树脂影响油墨的流变特性,因而对油墨的色密度造成间接影响。
叠印率
在多色印刷中,后一色油墨在前一色油墨上附着,称之为油墨的承载转移。油墨叠印的先后和油墨叠印的多少直接影响印刷品的再现性。叠印率也叫油墨的受墨力,是指一种油墨在另一种油墨表面印刷物上印刷时的性能的比较,是度量油墨叠印程度的重要物理量,也可反映油墨叠印色彩的再现效果,因此,叠印率的数值越高,叠印效果越好。
色度与色域
油墨颜色可以用色度来表示,色度是描述颜色的物理量。
油墨的色域是油墨色彩的展示范围,它决定了油墨能否更好的再现印刷物的色彩。一般印刷物的色彩是通过几种单色叠印组合而成的,所以油墨的色域是由单色油墨的色度所决定的。有时,油墨厂或印刷厂也可按照客户的要求用现有油墨调制专色,而不是用叠印的方式实现颜色复制。油墨的色相和色浓度直接决定油墨的色域。油墨中的颜料必须有很高的色彩鲜艳、着色力、耐光性和化学稳定性,同时要求颜料粉能很好的分散在树脂中,这样油墨才会具有高的色浓度、很好的透明性、鲜艳的色相。同时,在设计配方时也要考虑油墨的成本,因为耐光性和化学稳定性好的红、黄、橙颜料价格很高。
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