印刷油墨的生产制造工艺

印刷油墨的生产制造工艺

印刷油墨生产的目的是使颜料颗粒均匀地分散到连结料中，并根据不同种类的油墨及性能要求适当加入辅助剂形成一稳定悬浮胶黏体。印刷油墨的制造工艺分为准备、配料、搅拌、轧研、检验和装桶等工序。油墨生产所需的主要设备有：树脂炼制设备、搅拌机、捏合机、三辊轧墨机、球磨机、砂磨机等。

    1．准备

    准备是指油墨厂对生产油墨所需的主要原材料进行加工与制取，主要包括颜料、连结料和填充料的制取。油墨厂购进的原料如颜料等，往往不符合制造油墨的要求，需要进行加工，直到可供制墨为止。

    准备阶段最常见的是连结料的炼制和颜料的制取。连结料的炼制是准备阶段极为重要的一个环节。它是从上百种连结料的原料中，根据配方选取几种适合的原料炼制成具有某种特性的连结料的生产工艺。连结料的炼制包括植物油的炼制、树脂型连结料和溶剂型连结料的制备。植物油的炼制，就是以去除干性植物油中的杂质和色素为目的的精制和将其加温炼制成具有一定黏稠度的调墨油的过程。制取树脂型连结料和溶剂型连结料，是将固体或高黏度的树脂溶解于干性植物油和油墨油中，或溶于有机溶剂中，形成溶胶状物质。

    颜料的制取主要是合成某些特定的有机颜料，目的是使其颜色稳定。

    2．配料

    配料是把配方中规定的颜料和连结料及辅助剂放入专用的容器中的过程。不同类型的印刷油墨，所用的原材料、生产工艺等往往完全不同，所以要生产某一种油墨，必须根据该油墨的配方配料。配料是决定油墨各项性能的关键因素，直接影响到油墨的质量及印刷适性，在油墨制造中这一环节比较重要，各种油墨的配料都按照规定的配方严格执行。

    3．搅拌

    搅拌是利用机械的作用使颜料固体粉末与连结料混合，促进连结料从某一方向进入颜料的间隙和毛细孔间隙，润湿而排除颜料周围的空气和水分，达到粗分散的目的。搅拌是在搅拌机中完成的，一般有星式搅拌机、蝶形桨搅拌机、高速叶轮搅拌机和双轴向搅拌机等。不管是何种搅拌机，开始搅拌时的速度应较低，以防止未润湿的颜料颗粒飞扬或逸出，搅拌一定时间后再进行高速搅拌，以加强对墨料的剪切力，将颜料团打开。当墨料呈糊状后可停机，取出墨料桶，待轧研。

    另外，油墨厂还采用捏合机进行墨料的搅拌，它比较适合于带水的颜料滤饼和连结料的混合，与搅拌机相比，捏合机不仅效率高，而且分散效果好。因为捏合机是由一个槽和两把可旋转的搅拌刀组成的，当捏合机运转时，由于搅拌刀的挤压作用，墨料被反复地压至槽鞍上而辗细、揉和、捏合直至均匀。

    4．研磨

    研磨，俗称轧墨，是利用机械的方法将颜料加工成原始粒子分散于连结料中，使油墨形成稳定悬浮分散体的一大关键。但研磨只能把颜料的聚集体打散并被连结料润湿，而不能把颜料粉碎到小于颜料的原始粒子。另外，研磨虽能使颜料充分分散，但一经存放又可能重新出现聚集，影响油墨的细度和流动性。所以，要使颜料均匀而稳定地分散在连结料中，仅靠加强研磨还不行，必须注意改善颜料和连结料的润湿性能，表面活性剂的加入可改善颜料和连结料的润湿性能。

    不同性质的油墨采用不同类型的研磨机进行研磨，但它们的原理都是依靠剪切、挤压和摩擦作用来完成颗粒的分散的。通常，生产较黏稠的浆状油墨采用三辊轧墨机；生产较稀薄的或挥发型油墨则采用球磨机和砂磨机研磨。

    三辊轧墨机如图6-1所示，是由三个直径相同的滚筒组成的。三个滚筒的转速不同，速比为1：3:9，因存在速差而产生剪切作用使颗粒被辗碎。三个滚筒间的压力可进行调节，压力的大小将影响油墨轧研后的细度。

    球磨机和砂磨机都是在封闭的容器中放人一定量的球体或砂珠，通过相对运动而产生撞击、摩擦，对液状的墨料进行粉碎，从而达到分散的目的。这类分散设备有卧式球磨机、立式球磨机、卧式砂磨机、立式砂磨机等。最普通的是卧式球磨机，结构简单，操作方便，但效率较低；砂磨机的分散效果好，颜色被污染的程度低，并可连续生产，且效率高。

    卧式球磨机由钢质圆筒、一定量的小球、减速齿轮和电动机组成，如图6-2所示。当电动机转动时通过减速齿轮使筒体转动，由于筒体转动，使球体群在筒中产生类似奔流式的运动，或者倾流式的运动，或者离心式的运动，球体的周而复始的倾泻或往下滚动对墨料产生撞击、摩擦，使墨粉分散。

    砂磨机是由圆罐搅拌器和硬质砂等组成的，如图6-3所示。使用砂磨机研磨时墨料由罐的底部用压力泵打入，随着搅拌器的高速旋转带动砂珠运动，墨料由下至上被研磨后，通过上部的筛网过滤后流出罐体。由于利用小砂珠代替了小钢球，与墨料的接触面积增大，所以，油墨分散的速率加快，缩短了油墨的研磨时间，提高了生产效率。

    图6-1    三辊轧墨机

    图6-2    卧式球磨机

    为了保证油墨达到相应的质量标准，墨料一般都要反复进行多次研磨，普通油墨在3~5次左右，而特殊油墨要在8～10次左右。

    5．检验调整与装桶

    图6-3    砂磨机

    墨料经研磨后还不能作为成品出厂，因为它在流变性、干燥性、颜色和其他特性上并未完全达到预定的印刷适性要求，还需要进行适性的调整和性能的检测工作。

    调整是根据适性要求在研磨料中加入一定量的溶剂或低黏度的调墨油、适量的辅助剂和基墨进行搅拌调和，使其流变性、黏性、干燥性、颜色和其他特性符合印刷要求。

    油墨的质量检验是用一定的仪器或检测工具，在一定的条件下对油墨的流动度、细度、黏性、干燥性、着色力等指标进行检验和鉴定。

    经过调整和检验，符合质量标准的油墨即可装桶、包装出厂。