油墨助劑基本知識介紹（一）

    助劑（輔助劑）是指圍繞著油墨制造，以及在印刷使用中為改善油墨本身的性能而附加的一些材料，又稱附（添）加劑。也就是說，按基本組成配制的油墨，在某些特性方面仍不能滿足要求，或者由于條件的變化（如油墨經*存放后變質、氣溫條件，印刷條件、紙張條件等的變化）而不能滿足印刷使用上的要求時，必須加入少量輔助材料來解決，這種材料就叫助劑。

    它們的內容相當廣泛，幾乎每一類油墨都有它自己*的助劑，當然，也有不少是相互通用的。助劑有時也叫調整劑。

    助劑的名目繁多，下面大致地列出一些：

    1．干燥劑（Drier）。

    2．反（防）干燥劑——反氧化劑，防結皮劑（Anti－Oxidant，Anti－SkinningAgents）。

    3．反膠化劑（Anti－GellingAgents）。

    4．撤（沖）淡劑（Diluents，ExtendingVarnishMedium）。

    5．撤粘劑（Reducer，TackReducingCompound）。

    6．稀釋劑（Thinner）。

    7．防（粘）臟劑（Anti－Off－SetAgents，Non－offsetCompound）。

    8．消（防）泡劑（AntifoamAgents）。

    9．增塑劑（Plasticizers）。

    10．香料（Perfume）。

    11．防腐劑（Preservatives）。

    12．穩定劑（Stabilizers）。

    13．表面活性劑——分散劑，潤濕劑（SurfaceActiveAgents，Surfactant，rsionAgents，WettngAgents）。

    14．增稠劑——防沉劑，懸浮劑（ThickeningAgents，SusPensionAgents）。

    15．光滑助劑（SlipComPound）。

    16．防滑劑（Non－SkidCompound）。

    17．防針孔劑（Anti－Pinho1eComPound）。

    18．防臟劑（Non—scumCompound）。

    19．紫外線吸收劑——光穩定劑（UVAbsorber）。

    過去，由于西方文化的影響，油墨行業中有一些助劑，被直譯成康胖（ComPound），實為欠妥。

 

    一、干燥劑

    干燥劑又名催千劑，或簡稱干油，燥油等，是一種正催化劑。加在不飽和的油脂等能自氧化的物質中，可加速這些不飽和物質的結膜干燥。干性油具有不飽和雙鍵的特性，是能夠使它在吸氧后，從液態變成固態，由小分子變成大分子而干燥的關鍵。干燥劑是起縮短這個變化過程的作用的。

    干燥劑在不飽和油脂及其連結料中的作用機理目前雖然尚不十分清楚，但近年來已有一些比較一致的說法。

    例如，將鉆鹽加在*甲酯中，它可與不飽和的酯類形成一種不同組分的不穩定的絡合物，從而加速了吸氧比例，加鈷后的活化能可提高約八倍。隨著氧的不斷吸收，羥基數和（或）氫過氧化物基團數也相應增加，從而增加了共軛作用，并由順式轉向反式，在后期就發生聚合作用。

    也有人考慮金屬皂對不飽和碳氫化合物的接觸氧化作用，是通過金屬鹽產生游離羧基而進行的，這些α－亞甲基碳原子上的（一般）氫原子就引發鏈反應。從常用油類的“自氧化作用”可知，多價金屬可加速氫過氧化物的分解，這也就是干燥劑的功用所在。

    唯物辨證法認為，外因是變化的條件，內因是變化的依據，外因通過內因起作用；油脂（或連結料）的干燥性能，主要取決于它自己本身的性能，干燥劑只是個條件。在飽和的油脂中，即使加入干燥劑也不會起作用，就是此理。

    油脂（或連結料）中加入干燥劑后，可達到如下幾個目的：

    1．在開始吸氧前，克服或縮短誘導期。

    2．增加氧化速率。

    3．改變揮發性氧化產物的類型和數量。

    4．改變膜中分子定向作用的性質。

    （一）、干燥劑的組成

    干燥劑一般可以分成兩大類：（1）溶解型（金屬）干燥劑；（2）分散型干燥劑。

    在*類中，主要是有機酸的重金屬皂，它的組成是有機酸和金屬。

    有機酸中，亞麻酸、樹脂（松香）酸、木漿浮油酸等是可氧化的酸類，在存放中會發生變化。而萘酸和八碳酸等因是飽和的有機酸，故比較穩定。

    金屬與有機酸所形成的化合物，其體系（或溶液）能否保持良好的溶解性和穩定性是非常重要的，而這與有機酸的關系甚大。現在趨向于采用飽和的有機酸而不用易氧化的酸類，即是從這個角度出發的。

    另一方面，由于在平印印刷中干燥劑容易從油墨中瀝滲出去與平印藥水發生化學反應，從而降低油墨的干性，固此干燥劑中有機酸的選用是非常重要的。一般地說，新的合成酸比較理想，它們容易形成有機金屬鍵而不使金屬瀝滲出去，而木漿浮油酸、萘酸等因其有機團比較大，它們不大可能形成有機金屬鏈。石油酸（萘酸、環烷酸）存在于粗石油內，工業上以堿處理粗石油后再分離、酸化，然后進行分餾而得，其組成因油源而異。

 

    萘酸的主要組成為：

    1．飽和革環羧酸，其通式為：CnH2n-1COOH。

    2．飽和雙環羧酸，其通式為；CnH2n-3COOH。

    3．脂族羧酸，其通式為：CnH2n+1COOH。

    飽和單環羧酸中的碳環為五節環。由萘酸形成的金屬皂比較穩定，溶解性良好。缺點是顏色深，有氣味，金屬含量比較低。精制的萘酸顏色就比較淺。

    除了萘酸以外，含有8～13個碳原子的合成酸類，也以被廣用于干燥劑的制造。這類酸的酸值比較高，質量一致，顏色淺，無不快之氣味。例如八碳酸Oetoate），即2－乙基己酸（2－EthylHexoicAcid），簡稱辛酸。此外，還有新癸酸eodecanoate）等。用這類酸制造的干燥劑其金屬含量比較高。它的溶解性、拼混性等也非常良好，它比萘酸鉆和八碳酸鉆的效果要高。

    用于制造干燥劑的金屬則大致有如下幾種：鉆、錳、鉛、鈰，釩、鑭、鐵、鋰（以上屬于氧化下聚合型催化劑）；鋁、鋯（以上屬于配價干燥型）；鈣、鋅、二氮雜菲類（以上屬于輔助干燥型）。

    金屬中具有普遍意義的是鈷、錳、鉛三種。

    活性zui大的金屬是鈷、釩，錳。而鎳和銅的活性為零。延緩干性的金屬幾乎是沒有的。每種金屬都有它*的效果，除了它們的活度不同外，性質亦各異。

    鈷呈紫色，其主要功用是增進表面氧化，即表面能很快形成一層皮膜，故用多后會出現嚴重干皮，起皺紋。所以鉆干油號稱“表面干油”，是種zui強力的干燥劑。

    錳為棕色物質，其性能有些象鉆，但效果較小，它能使油加速干燥（氧化）而起皮效果不明顯。在低溫時干性比較差，常與大量鉛拼用。

    鉛的氧化作用較差，它的特性是使層膜上下一起變厚。所以鉛干油號稱“貫穿”（Through）干油。用鉛干燥的層膜表面不起皮。它對溫度的敏感比較小，即升溫不會促進鉛發揮更大的功用。常與錳拼用。

    鈣的效果是較差的，與鈷共用時效果尚可。在有些連結料中使用鉛干油時有不穩定現象，但拼用鈣干油時，情況就好多了。

    鐵的顏色比較深。

 

    （二）、干燥劑的制造

    制造干燥劑的方法大致有三種，即熔化法、沉淀法（屬于*類干油），分散法（屬于第二類干油）。

    1、熔化法。

    以熔化法生產干油的情況是很多的，如有在松香中熔人金屬氧化物的做法，也有在亞麻油中熔入金屬氧化物的做法。金屬氧化物有以鹽替代的，亞麻油有以亞麻油酸替代的，也有二者混用的等。

    下面舉三個例子作參考：

    （1）萘酸鉛。先計算配方比例，

　　A．V．代表一元酸的酸值（mgKOH/g）。此處設萘酸的酸值為230，則X=243．9。

    通過計算，可以了解223克氧化鉛約488克萘酸反應后，約可得693克萘酸鉛，含鉛量約達30％。

    工業上生產時，先將萘酸裝于鍋中，鍋上裝有能刮鍋底的攪拌設備，以防物料沉底炭化，慢慢加入氧化鉛（加入量可比計算的理論量稍多一些），混合物攪拌15分鐘后，因放熱反應而溫度升至60℃，然后開始加熱升溫，用三小時升溫至100℃，保溫八小時，再升溫至150℃，保持三小時后，反應*。即可過濾出鍋。根據需要，也可摻入溶劑等其它物質。

    （2）．松脂酸鉛。松脂酸鉛可按下述工藝進行制造：將松香300公斤裝于不銹鍋鍋內，升溫至220℃，在攪拌下漸漸加入40公斤氧化鉛，30分鐘后升溫至250℃，當反應物冷卻后透明時即告完成。過濾出鍋，冷卻后即成塊狀松脂酸鉛，根據需要可將其溶于溶劑或其它介質中。

    （3）．亞麻油酸鉛。亞麻油酸鉛的制法：將亞麻油酸250公斤加熱至110℃，在攪拌下慢慢加入100公斤氧化鉛，再升溫至180—200℃，反應*后出鍋。

    2、沉淀法。

    沉淀法是應用比較廣的一種方法，但不大容易控制，故質量常有出入，這里舉一個例子供參考：

    這種計算式既適于萘酸，也適用于亞麻油酸等。

    萘酸鈷的工業生產法：將萘酸按計算量加入裝有攪拌的鍋中，然后再加入氫氧化鈉液，反應幾乎是立即進行的，加熱至90℃，反應*后，過濾，以除去萘酸鈣（硬水中帶有鈣），再升溫至100℃，在攪拌下慢慢加入6％的硫酸鉆溶液，至反應物凝聚，萘酸鈷浮于水面時，停止攪拌，傾去水，再以熱水洗滌三次，以除去水溶鹽，再加熱歪100℃，在不斷攪拌下保持四，五個小時，然后用三個小時升溫至1150℃，使皂內水分脫盡。將反應物用石油溶劑稀釋即可。

 

    3、分散法。

    *類干油常稱液狀（體）燥油，大多由專業的化工單位（廠）制造。第二類干油俗稱漿狀燥油，幾乎都由油墨行業生產。

    液狀的鈷干油亦稱紅燥油，分散型的這類干油則俗稱白燥油。

    分散型干油就是將硼酸鉛（甚至是醋酸鉛），硼酸錳（或其它錳鹽、錳皂等），脂肪酸鈷（甚至是醋酸鈷）以及無機過氧化物等與連接料一起分散成漿狀體的干油。

    除了鈷、錳、鉛金屬外，這類干油中有時還加入一些碳酸鈣、氧化鋅等物質，以調整顏色、稀稠等流變性能。

    配方舉例：

    樹脂型連結料（樹脂含量40％）38％

    油墨油（沸點250～270℃）6％

    硼酸鉛46％

    硼酸錳5％

    萘酸鈷（鈷含量4％）5％

    分散型干燥劑的缺點是因其大量使用易氧化型連結料，故在存放中有嚴重起皮現象，給儲存及使用帶來許多困難。如果儲存時不起皮，而加到油墨中后又能充分發揮其金屬的干燥性能，且對油墨的顏色影響極小，這就是個比較理想的干燥劑了。

    （三）、干燥劑的應用

    干燥劑的應用也是個比較復雜的問題，在油墨廠的應用中，有一個比較大的弊病就是它會被顏料吸附而出現干性衰退現象。

    顏料吸附干油zui典型的例子是炭黑，其它像一些色淀，特別是一些單寧，*色淀等，都有比較嚴重的吸附干油的情況。但有的顏料（如甲苯胺紅，苯胺金光紅等）制造的油墨干性慢，并不是因為它們吸附干油所造成的。

    顏料吸附干油是屬于物理方面的作用，但是使干油失效，干性衰退也有化學方面的因素，如鐵藍即是。鐵藍本身是含鐵的顏料，是種陽性觸媒，是個干性比較快的顏料，它會促進干燥（但如含有不純物時也會使干油出現衰退的現象），這是由于鐵藍能起離子交換作用而引起的。

    一般說氧化型顏料會加速干燥，還原型顏料會延緩干燥。但這不是的，例如鉻酸鋅黃顏料就有延緩干燥出現象（生產時用醋酸鋅比硝酸鋅更嚴重）。其它如顏料中的水溶鹽（或其表面吸附物－如各種助劑）等，也能使干油失去干性效果，例如鋁顏料中的磷酸鹽、鐵藍中的鐵鹽、鉻酸鉛中的醋酸鹽等等，都有使干油中的金屬失效的情況。 

   除了顏料因素外，連結料也是有一定影響的，如前已提及的干油連結料中如采用蘋果酸樹脂，則就有吸附干油的特性，連結料的酸值不合適時，也可能與金屬成皂而降低干油的干燥性能，等等。

    印刷工業中應用干油時，就會發生更多的問題，組成干油的體系（例如連結料等）如果親水，則其干性會大大降低，紙張的酸堿性以及印刷藥水中的酸類等都會使干油降低干性。所以干油本身應首先具有良好的抗水性，印刷用紙張的酸性也不宜太大。

    假設印刷藥水在印刷機上是靜止（不是循環）的，則當印刷一個短時間后，藥水的酸性就會向中性變化，這是因為油墨中的金屬（即干油中的金屬）與藥水中的酸發生化學反應生成了鹽的緣故。這就意味著油墨中的干燥劑——金屬（尤其是鈷）瀝滲到了藥水中。顯然，油墨的干性也就相應下降。故在印刷藥水中加些可溶性的金屬鹽類（如醋酸鈷等），對油墨的干性及保持藥水的平衡是有助的。

    印刷室的相對濕度不宜太高，一般以65％±5％為理想，因為濕度太高意味著紙張的濕度就高（這就降低了它的吸收性，由此也可知，印刷時的給（藥）水量也不可太大，一般以不臟版為原則。

    印刷中使用干油時，還有量的因素，品種的因素等等。例如在某種印刷條件（印刷室的溫、濕度，藥水，紙張，油墨，印品要求等）下，加多少干油zui合適?加什么樣的干油zui適宜（如黑墨中要加以鈷為主的干油，雕刻凹版油墨中應采用以錳等為主體的干油）等等。

    總之，由于干油的組成（如金屬的類型，有機酸的類型，連接料的類型等）以及其它條件（如溫度、濕度等）的不同，因此對于油的應用要求是比較復雜的。