印刷油墨生產(chǎn)的基本目的是使顏料顆粒均勻分散到連結(jié)料中,它使用的設(shè)備原理相對來說較簡單,但其生產(chǎn)卻不太容易。因為油墨的品種很多,為適應(yīng)不同的印刷方法、不同的承印材料,就必須選擇各種各樣的方式進行生產(chǎn)。印刷油墨可以連續(xù)性生產(chǎn),也可以間歇生產(chǎn),但多數(shù)是間歇生產(chǎn)的,只有像新聞油墨這種用量極大的油墨才采用連續(xù)生產(chǎn)的方式。
由于顏料顆粒是由許多細小的微粒粘在一起,形成一團團的顏料,分散顏料是用的能量將團塊分散到印刷所允許的程度。一般先用連結(jié)料初步潤濕顏料團塊,再將顏料團打開,使微粒粒度達允許程度,排出顏料團粒表面的空氣,使連結(jié)料包圍每一個顏料顆粒周圍,這時連結(jié)料和顏料混合物成為穩(wěn)定的懸浮物。
油墨生產(chǎn)大致可分為準備、配料、攪拌、軋研、檢驗及包裝等工序o
(1)準備
準備階段指的是油墨所需各種原材料的制取和加工,包括將顏料和連結(jié)料加工到符合制墨所需要求,清除掉干性植物油所含的游離脂肪酸、色素及磷脂等。
植物油的精制法主要有3種:堿漂精制法、硫酸燒堿精制法及堿液漂土法。其目的是使用氫氧化鈉除去粗油中的游離脂肪酸和雜質(zhì)及部分色素,再用天然漂土進一步脫除剩余的雜質(zhì)和色素。經(jīng)過精制的植物油還需加熱煉制,以增進油的干燥速度、光澤、結(jié)膜的硬度、耐水性和耐久性。將植物油升溫至要求溫度(如亞麻油為280℃土3℃,梓油為275℃土3℃)后開始保溫,當干性植物油部分聚合作用而使黏度升高到所需溫度時,退火降溫。這樣制得的干性樹脂就可用來制墨了o
(2)配料
油墨的配方是個復(fù)雜的問題,主要是因為原材料可以在一個很廣的范圍中進行選擇,而且油墨還有許多不同的因素需要加以考慮,所挑選的材料必須可以共存,并且能均勻地混合在一起。所制成的油墨還需適應(yīng)特殊的印刷工藝的需要,在印到承印物表面之后還需在一定的期限內(nèi)保證印刷圖文達到耐摩擦、耐熱、耐堿、耐曬等各種要求。要得到一個成功的配方,需要經(jīng)過大量反復(fù)的實驗o
(3)攪拌
配方確定之后,將顏料、連結(jié)料以及助劑按量稱好;放人特制的調(diào)和桶中,用液壓升降攪拌機進行攪拌。攪拌的速度開始較低,以防色粉飛揚,然后再高速攪拌。
油墨料調(diào)和成糊狀后即可停機,取下油墨料容器,然后用軋墨機軋研o
(4)軋研
軋研的目的是使連結(jié)料中的顏料分散,達到印刷時在其所用機型上取得令人滿意的效果。因此,不同的油墨種類,根據(jù)軋研不同,其研磨程度也不同。研磨機的種類很多,但其原理都靠剪切和擠壓作用來完成。在三輥軋墨機上軋研時,墨料不能過稀,否則將嚴重影響生產(chǎn)效率。有一些輔助劑(如催干劑等)也不可過早加人。所以,在軋墨以后,還需要將部分溶劑、調(diào)墨油和催干劑等與已軋細的墨料混合均勻,達到要求的黏度即可o
(5)檢驗及包裝
油墨軋制完畢后要檢查其色相、細度是否符合設(shè)計的要求,然后就可裝桶。裝桶時要注意不要有空隙和氣泡,以減少氧化結(jié)皮而造成的損失,新式的自動裝桶機可保證質(zhì)量精確,包裝時表面常蓋有涂油的紙蓋,也是為防止表面結(jié)皮。
常見的膠印油墨屬于漿狀油墨。它們由色料、填充料、連結(jié)料、溶劑、輔助劑制成。在制造過程中,完成濕潤、粉碎和分散3項加工。使用的設(shè)備并不復(fù)雜,主要有各種攪拌機、研磨機、捏合機和裝桶機等。
制造油墨的一步工作是在配方確定后,將顏料、連結(jié)料及助劑等定量稱好,放人攪拌機中進行攪拌,完成濕潤與初步分散加工。攪拌機又名調(diào)墨機、攪和機,依靠轉(zhuǎn)動的攪拌棒將調(diào)墨桶中的固體與液體成分攪和在一起,形成糊狀物,完成初步分散加工。操作時,一般先將轉(zhuǎn)速開到較慢的一檔,以防止固體成分過分地飛揚,攪拌一段時間后,固體成分已被連結(jié)料初步潤濕,這時可換成較快的速度,使墨料攪拌得更加均勻。
從攪拌機中取出的墨料,僅僅是固體表面初步被連結(jié)料潤濕,在分散度和顆粒細度等方面遠遠沒有達到要求,而這進一步的加工是依靠制造油墨的主要設(shè)備即三輥軋墨機來完成的。三輥軋墨機也叫三輥磨,是生產(chǎn)油墨,特別是生產(chǎn)比較黏稠的漿狀油墨的主要分散設(shè)備之一。一般的漿狀印刷油墨要經(jīng)過3~5次的反復(fù)碾軋才能將大顆粒的顏料聚集體破碎成直徑為10~15um以下的小顆粒,并且用連結(jié)料和樹脂替換掉顏料顆粒表面吸附的水分或空氣,使顏料小顆粒均勻地分散在連結(jié)料中o
在進行軋墨操作時,將調(diào)墨桶中已初步潤濕的墨料放在后輥與中輥之間左右兩塊擋板內(nèi),由于兩個輥速度不同,墨料背帶形如夾縫,較粗的顆粒通不過狹窄的夾縫,從中間回到墨料頂部,流向兩邊,再次進入夾縫區(qū)域,這種周而復(fù)始的循環(huán)產(chǎn)生了較強的混合與剪切作用,強烈的剪切在通過夾縫時發(fā)生,一部分較細的墨移到前輥,被刮刀刮下,流人收集器。一次軋墨不可能達到要求的細度和分散度,所以一般的膠印墨要反復(fù)軋研3-5次,才能達到小于15um的細度要求。
捏合機主要由一個料槽和兩把可旋轉(zhuǎn)的攪刀構(gòu)成。捏合機也是油墨行業(yè)比較常用的分散設(shè)備之一,主要用途有干粉捏合和捏合擠水制墨。過去顏料在混合前先要烘干粉碎,耗費不少能量,而且顏料到處飛揚?,F(xiàn)在對于親油性較好的有機顏料常采用比較先進的擠水法。操作方法是將未烘干的顏料濾餅(濕漿)與含油的連結(jié)料一起放人捏合機,這是與和面機相近的機械設(shè)備,但外殼密閉,連接在真空泵上,分批捏合擠水,水汽被抽出后冷凝除去。
擠水法不僅節(jié)省能源、改善操作條件,而且制成的油墨透明度、細度與著色》入少量表面活性劑。另外,顏料濾餅的pH值對顏料擠水的難易具有一定的作用。大部分的膠印墨和鉛印墨都可以采用擠水這種工藝來加工,其中射光藍漿是在我國取得成功的例子。
捏合機除了用于擠水法外,膠印墨中使用的膠質(zhì)油也可以在捏合機中生產(chǎn),但外面的夾層要通人熱油,以提高捏合機溫度。白色顏料和炭黑如果采用捏合機代替行星式攪拌機,能夠達到較好的分散效果,油墨廠稱之為干粉捏合。