油墨

中國很早就生產油墨。油墨的前身是松油墨。中國利用松煙、膠質（主要是牛皮膠，起粘合煙灰的作用）與水製成黑墨。開始作書寫用，以後用於木板印刷業。油墨在中國的早期發展較快，中世紀後，一直固步自封，滿足於傳統秘方，不甚創見。當時歐洲的木板印刷也是以水性為主，但應用不佳，遂改為油類。以後演變為現代印刷油墨。印刷技術的發展刺激着油墨工業的發展，出現了適應各種印刷要求，功能多，質量高的油墨 ^[3]  。

國際間公認中國為古代文明中最先使用墨的國家，早在西漢時期（公元前200年）中國就開始使用墨了，這種墨可以在竹帛上寫字傳遞信息，其某些功能可以與當代油墨相類比 ^[2]  。

油墨的發展與印版的發展是相伴相隨的，因為兩者不匹配，印跡就不清，墨膜會脱落，影響印刷質量。例如印版處於雕刻木版時期，油墨就是用木材燒後的炭與樹膠均勻地混合乾燥而製成，屬水溶性。印刷時將墨塗於版上，再將紙置於其上，然後用布或刷輕輕拭之，即可將雕版上的圖文通過墨轉印到紙上。發展到金屬版時期，由於水性墨不能均勻的塗於版上，於是發明了油性油墨，它是將顏料均勻分散在油脂中而製成。最初的油墨顏料是天然無機礦物質，連結料是植物或動物油脂。這類油墨，乾燥速度慢，印品光澤度差，對承印物附着能力差。隨着化學工業的發展，給油墨行業帶來了生機，油墨製造中廣泛地採用了新型的合成樹脂和高級有機顏料，使油墨的品種更加豐富，性能更加優良。油墨的發展進入了新的階段，最終傳統的平版、凸版、凹版、網版印刷都有了完善成熟的油墨體系 ^[2]  。

隨着人類文明的推進與印刷業的發展，承印物材料在不斷地開發與拓展，印刷方式也不斷地推陳出新。油墨的生產工藝更加精良，油墨產品的類型和花色品種不斷增加。如無水膠印工藝的推廣使無水膠印油墨需求增大，靈活的數字印刷的興起也讓數字印刷油墨站上了歷史的舞台。還有綠色環保的強大呼聲又掀起了油墨原材料重新選擇和製造工藝的改革，如水性油墨、大豆型膠印油墨、UV油墨、FB油墨等。油墨，這個印刷業中最大的污染源，正在努力地減少其有機物的揮發和有害金屬的應用。我們有理由相信，未來油墨工業的發展會朝着關懷生命、擁抱自然、和諧社會的大方向前行 ^[2]  。

色料包括顏料和染料。色料能給油墨以不同的顏色和色濃度，並使油墨具有一定的黏稠度和乾燥性，常用的是偶氮系、酞菁系顏料 ^[4]  。

聯結料由少量天然樹脂、合成樹脂、纖維素、橡膠衍生物等溶於乾性油或溶劑中製得，它有一定的流動性，使油墨在印刷後形成均勻的薄層，乾燥後形成有一定強度的膜層，並對顏料起保護作用，使其難以脱落 ^[4]  。

輔助材料包括製造連結料時所必須應用的和油墨製成後應用的兩個方面，目的在於調整油墨的印刷適性、乾燥性，提高印刷效果 ^[5]  。

填充劑是白色透明或不透明的物質，主要作為顏料的填充劑，既可減少顏料用量，降低油墨成本，又可調節油墨的流動性等，還能增加油墨膜層的厚度，改善其耐磨性，但它不具着色力和遮蓋力。依着色劑選擇填充劑，主要有硫酸鋇、滑石粉、高嶺土、碳酸鈣、氫氧化鋁等，使用時將其研碎成白色粉末 ^[5]  。

稀釋劑的作用在於降低油墨的黏稠度，防止發生剝膜現象，使油墨具有作業適性。常用的稀釋劑有低聚合亞脒油、礦物油等。前者易與油墨混合，作用柔和；後者稀釋效果明顯，但切忌過量使用，否則印刷效果不好 ^[5]  。

沖淡劑的作用是沖淡油墨的顏色。淡色墨配製時是以沖淡劑為主，深色墨為輔進行的，應注意沖淡劑性能的影響，要根據色樣透明狀況的要求及產品用途選用合適的沖淡劑。沖淡劑常用種類有白墨、透明油、亮光漿三種。白墨透明度差，遮蓋性較強，調配出的淡色墨有粉質感，常用於實地印刷用淡色墨調配。透明油又名維利油，是膠印油墨最早使用的沖淡劑。透明油為淡黃色透明油劑，與某些油墨如金光紅、射光藍等混合會使顏色發暗，還具有抑制乾燥的作用，故只用於一般要求的淡色墨配製。精細產品淡色墨的調配一般使用亮光漿。亮光漿是近於無色透明的樹脂型沖淡劑，有良好的相容性，對彩色墨的顏色影響小，還具有抗水性較強、乾燥較快、結膜亮光好的特點，是目前最理想的沖淡劑 ^[5]  。

防結皮劑的作用是抑制油墨的乾燥速度，防止油墨在機械上乾燥結膜。防結皮劑主要成分是有機還原劑和抗氧劑，可以添加於油墨中，也可以撒佈於接觸油墨的機械上 ^[5]  。

防反印劑的作用是防止印刷油墨層反印到紙張背面，以保證印刷質量。最常用的防反印劑是玉米澱粉 ^[5]  。

增滑劑的作用是改善油墨的耐摩擦性和流動性，降低黏度，提高膜層的光潔度，減少紙張拉毛現象。油墨中常用的增滑劑有高熔點的微晶蠟、合成蠟等 ^[5]  。

其他助劑還有很多，諸如分散劑、濕潤劑、乾燥劑、穩定劑等 ^[5]  。

油墨的理化性質主要是指其密度、細度、透明度、光澤度、耐光性、耐熱性以及耐酸、鹼、水、溶劑（醇）性 ^[5]  。

密度是指20℃時，單位體積油墨的重量。用g/cm³表示。油墨的密度決定於油墨中應用的原料的種類及其比例，並受外界温度的影響。油墨的密度與印刷工藝有着一定的關係。油墨的密度關係到印刷過程中油墨的用量。在相同的印刷條件下，密度大的油墨用量大於密度小的油墨 ^[5]  。

油墨的密度過大，主要是因為油墨中顏料的密度大所致。在印刷過程中，由於連結料無法帶動密度過大的顏料顆粒一起轉移，使顏料等固體顆粒堆積在墨輥、印版、或橡皮布表面，形成堵版現象。特別是在高速印刷或油墨稀度較大時，使用密度大的油墨更容易出現這種現象。同時，密度大的油墨與密度小的油墨混合使用時，若二者差距過大，容易產生墨色分層現象。密度小的油墨上浮，密度大的下沉，使油墨表面的顏色偏向於密度小的油墨，底部油墨的顏色則偏向於密度大的油墨。一般情況下，印刷油墨的密度在1g/cm³到2.25g/cm³之間 ^[5]  。

細度是指油墨中顏料、填充料等固體粉末在連結料中的分散的程度，又稱分散度。它表明了油墨中固體顆粒的大小及顆粒在連結料中分佈的均與程度。油墨的細度好表明固體粒子的細微，油墨中固體粒子的分佈均勻。油墨的細度決定於連結料對顏料等固體的潤濕程度及油墨攪拌、軋研後油墨的細度好 ^[5]  。

油墨的細度關係到油墨的流變性、流動度及穩定性等印刷適性，是一項很重要的質量指標。油墨的細度差，顆粒粗，印刷中會引起堵版現象。在平版膠印和凹印中會引起毀壞印版和刮刀的現象。而且由於顏料的分散不均勻，油墨顏色的強度不能得到充分發揮，影響油墨的着色力及乾燥後墨膜的光亮程度 ^[5]  。

透明度是指油墨對入射光線產生折射（透射）的程度。印刷中透明度是指油墨均勻塗布成薄膜狀時，能使承受物體的底色顯現的程度。油墨的透明度低，不能使底色完全顯現時，便會在一定程度上將底色遮蓋，所以油墨的這種性能又稱為遮蓋力。油墨的透明度與遮蓋力成反比關係，透明度用油墨完全遮蓋某種底色時油墨層的厚度來表示，厚度越大，表明油墨的透明度越好、遮蓋力越低 ^[5]  。

透明度取決於油墨中顏料與連結料折射率的差值，並與顏料的分散度有關。顏料與連結料的折射率差值越小，顏料在連結料中的分散度越好，則油墨的透明度越高 ^[5]  。

光澤度指印刷品表面的油墨乾燥後，在光線照射下，向同一個方向集中反射光線的能力。光澤度高的油墨在印刷品上表現為亮度大。光澤度主要決定於油墨中連結料的種類及性質，油墨製造中煉製工藝的處理以及墨膜乾燥後的平整程度。此外油墨的光澤度還受到油墨組成中顏料的性質，粒子的大小形狀及分散度的影響；油墨的透性、流平性、乾燥性等性能的影響；承印基材的影響等等 ^[5]  。

耐光性是指油墨在日光燈照射下，顏色不發生變化的能力。油墨的耐光性表明了印刷品在光線照射下褪色或變色的程度。耐光性強的油墨印刷後雖經日光長期照射，但印刷品褪變色程度小；耐光性差的油墨其印刷品容易褪變色，甚至顏色會完全褪掉。在油墨的分級中，8級最不容易褪變色，耐光性最佳。油墨的耐光性主要取決於顏料。油墨的耐光性對印刷過程無影響，主要是關係到印刷品的使用過程 ^[5]  。

耐熱性是指油墨受熱時顏色不發生變化的能力。耐熱性強表明了印刷品被加熱到較高的温度時，油墨不會產生變色現象。油墨的耐熱性主要取決於顏料和連結料的種類及性能。有些顏料在加熱時不但產生變色，甚至發生變化 ^[5]  。

這項性能是指油墨在酸、鹼、水、醇或其他溶劑的作用下，顏色及性能不發生變化的能力，又稱為油墨的耐化學性或耐抗性。油墨的耐化學性強，在酸、鹼等物質的作用下，顏色和油墨的性質不會發生變化。油墨的耐化學性是由顏料和連結料的種類及性能決定的，並與顏料和連結料結合的狀態有關，與油墨的穩定性有關 ^[5]  。

承印物、印刷油墨以及其他材料與印刷條件相匹配、適合於印刷作業的性能，叫作印刷適性。油墨的印刷適性指油墨與印刷條件相匹配，適合於印刷作業的性能，主要有黏度、黏着性、觸變性、乾燥性等 ^[5]  。

油墨在流動中表現出來的內摩擦特性，叫作油墨的黏滯性，量度油墨黏滯性的物理量，叫作油墨的黏度。印刷機的速度越快，要求油墨的流動性越大，黏度越小。油墨的黏度，可以用調墨油或油墨稀釋劑進行調整 ^[5]  。

油墨從墨斗向墨輥、印版、承印物（或橡皮布）表面轉移時，油墨薄膜先是分裂，而後轉移，墨膜在這一動態過程中表現出來的阻止墨膜破裂的能力，叫作油墨的黏着性。印刷過程中，如果油墨的黏着性和承印物的性能、印刷條件不匹配，則會發生紙張的掉粉掉毛、油墨疊印不良、印刷版髒污等。油墨的黏着性，可以用撤黏劑或ZY油墨添加劑進行調整 ^[5]  。

觸變性

在一定的温度下，油墨經攪拌或施加機械外力後，流動性得到改善，黏度下降；靜置後，流動性又變得不好，黏度上升，這種性質叫作油墨的觸變性。印刷過程中，如果油墨的觸變性不良，則會發生下墨不暢，傳墨不均勻，網點嚴重擴大等印刷故障。為了防止上述故障的發生，需用墨鏟經常攪拌墨斗中的油墨或在墨斗中安裝油墨攪拌器不時攪拌油墨 ^[5]  。

油墨的乾燥主要有以下三種形式 ^[5]  。

滲透乾燥：油墨中的連結料，有一部分滲透到承印物裏，另一部分與顏料一起固着在承印物表面而乾燥。高速捲筒紙印刷機使用的非熱固性輪轉油墨，一般以滲透乾燥為主，主要印刷報紙、期刊 ^[5]  。

氧化聚合乾燥：油墨中的連結料在空氣中的氧氣作用下發生聚合反應，在承印物表面成膜而乾燥。膠印亮光樹脂油墨，顏色鮮豔，光澤性好，主要以氧化聚合乾燥為主，用於印刷高檔精細的膠印產品 ^[5]  。

揮發乾燥：油墨中的部分連結料揮發到空氣中，剩餘的連結料連同顏料固着在承印物表面而乾燥。凹版印刷油墨是用揮發型溶劑為連結料的，所用的連結料是對人體有危害的苯、二甲苯。揮發燥的油墨特別適合印刷沒有吸收性的薄膜材料，如塑料薄膜、金屬箔等 ^[5]  。

除此之外，油墨的乾燥還有紫外線、紅外線、熱固化等多種形式。許多油墨的乾燥，常常是兩種乾燥形式相結合來完成墨膜乾燥的 ^[5]  。

印刷過程中，如果油墨的乾燥不良，將會引起紙張背面蹭髒、粘頁、墨膜無光澤、油墨晶化等印刷故障。為了加快油墨的乾燥速度，可以在油墨中加入催幹劑。常用的催幹劑有鈷燥油、錳燥油、鉛燥油等。為了降低油墨的乾燥速度，可以在油墨中加入乾燥抑制劑 ^[5]  。

現代油墨按版型主要分為四大類 ^[5]  。

凸版油墨：以凸版印刷方式印刷書刊、報紙、畫冊、單據、賬簿等的一類油墨。凸版印刷的主要特徵是印刷版面着墨部分凸出於非着墨部分。凸版油墨按印刷機種類和印製品的用途又分鉛印油墨、銅版油墨、凸版輪轉油墨、柔性凸版油墨 ^[5]  。

平版油墨：適用於平版印刷的一類油墨。平版印刷的版面各部分基本上處於一個平面，圖紋處親油，非圖紋處親水，利用油水相斥的原理進行印刷，故平版油墨必須具備抗水性能。按工藝分為膠印油墨、捲筒紙膠印油墨、平膠印油墨、無水膠印油墨、印鐵油墨、石印油墨、珂羅版油墨。 ^[5] 

凹版油墨：適用凹版印刷的一類油墨。印刷時凹入於版面的圖紋部分上墨，將非圖紋部分的墨擦去或刮淨，然後進行印刷。有雕刻凹版油墨和照相凹版油墨之分 ^[5]  。

網孔版油墨：通過印版的網孔漏印到承印表面進行印刷的一類油墨。網孔版油墨又分為謄寫油墨和絲網油墨。 ^[5] 

油墨根據所使用的連結料的不同具有不同的性質。主要有樹脂型油墨、溶劑型油墨、水性油墨和UV固化油墨。採用有機溶劑作為油墨連結料的，對環境會產生負面的影響。為使油墨符合環保要求，要採用環保型材料作為油墨的連結料。環保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨 ^[5]  。

水性油墨：水性油墨與溶劑型油墨的最大區別，在於其使用的溶劑是水而不是有機溶劑，明顯減少VOC排放量，能防止大氣污染，不影響人體健康，不易燃燒，墨性穩定，色彩鮮豔，不腐蝕版材，操作簡單，價格便宜，印後附著力好，抗水性強，乾燥迅速，故特別適用於食品、飲料、藥品等包裝印刷品，是世界公認的環保型印刷材料，也是所有印刷油墨中唯一經美國食品藥品協會認可的油墨 ^[5]  。

紫外光固化油墨：紫外光固化（UV）油墨是指在紫外線照射下，利用不同波長和能量的紫外光使油墨成膜和乾燥的油墨。利用不同紫外光譜，可產生不同能量，將不同油墨連結料中的單體聚合成聚合物，所以UV油墨的色膜具有良好的機械和化學性能。UV油墨的主要優點有：（1）不用溶劑；（2）乾燥速度快，耗能少；（3）光澤好，色彩鮮豔；（4）耐水、耐溶劑，耐磨性能好。UV油墨中光引發劑是一種易受光激發的化合物，在吸收光照後激發成自由基，能量轉移給感光性分子或光交聯劑，使UV墨髮生光固化反應。UV墨已成為一種較成熟的油墨技術，其污染物排放幾乎為零。除了不含溶劑，UV墨還有如不易糊版，網點清晰，墨色鮮豔光亮，耐化學性能優異，用量省等優點 ^[5]  。

水性UV油墨：水性UV油墨是UV墨領域研究的新方向。普通UV墨中的預聚物黏度一般都很大，需加入活性稀釋劑稀釋。而使用的稀釋劑丙烯酸酯類化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性，因此在研製低黏度預聚物和低毒性活性稀釋劑的同時，另一個發展方向是研究水性UV油墨，即以水和乙醇等作為稀釋劑。水性UV墨已研製成功，並在一些印刷中獲得應用 ^[5]  。

醇溶性油墨：主要在柔印中發揮作用的醇溶性油墨也是一種公害甚小的油墨，主要應用於食品、藥品、飲料、煙酒及與人體接觸的日用品包裝印刷等方面 ^[5]  。

標準色墨：印刷油墨大體上都是各油墨廠生產的類型相同的標準色墨。除了顏色之外，油墨色調的主要差別就是油墨皮膜呈現的不同光澤，有發亮的光澤型和無光型，介於兩者之間的是半光亮型油墨 ^[5]  。

專色墨：專色墨是按原稿設計的顏色標準，使用現有的彩色墨及輔助劑調配出專用顏色的油墨。彩色連續調圖像原稿都是採用黃、品、青、黑四色網點印版套印複製的，不需要專色墨。但是在包裝品、廣告、書刊封面等彩色印刷品中，所採用的顏色多數以專色實地平塗 ^[5]  。

製造油墨首先應根據油墨的種類，使用的目的，印刷的對象，色彩及油墨的各項要求和標準進行反覆多次的試驗，調整各組分的配比，最後確定最佳的配製表。批量生產中按此配製表進行嚴格的控制操作。印墨的製造工藝流程如圖1 ^[6]  。

油墨顏色可分為基礎色、專色。我們通常把黑色、天藍色、原色紅、原色黃、白色油墨稱為基礎色油墨。青色、品紅色、黃色稱之為三原色油墨，三原色油墨互相疊加可以呈現各種顏色效果。專色油墨是指一些不通過三原色疊加，通過配墨調出的油墨 ^[7]  。

調配油墨要選擇有通風設備保證能排出溶劑和油墨氣味的場地；要配備防爆燈和標準光源；要配備黏度杯、秒錶、天平（枱秤）、刮墨棒（展色棒）、刮墨刀、刮墨紙 ^[7]  。

不同顏色的調配：

黃色和品紅色調配可以調出：中黃色、橙色、橘色、大紅色等 ^[7]  。

黃色和青色調配可以調出：淺綠色、綠色、深綠色等 ^[7]  。

品紅色和青色調配可以調出：淺紫色、紫色、深紫色 ^[7]  。

青色、品紅色、黃色不同比例調配可以調出不同色相：

①近似黑=青色33.3%品紅色33.3%+黃色33.3%

②橄欖色=青色50%+品紅色25%+黃色25%

③赤紫色=青色25%品紅色50%+黃色25%

④古銅色=青色25%+品紅色25%+黃色50%

③墨綠色=青色40%品紅色20%黃色40%

⑥棕色=青色30%+品紅色20%黃色70% ^[7] 

有些顏色用三原色調不出特有的專色效果，需用專色顏料進行生產 ^[7]  。

金紅色：金紅色由內體現出的厚重鮮亮的色彩。用紅墨和黃墨調配不出金紅的光澤 ^[7]  。

桃紅色：帶有粉色且鮮亮的色彩，偏藍光。用藍、紅墨調不出來 ^[7]  。

玫瑰紅色：帶有粉色且厚重鮮亮的色彩，偏黃光，用藍、紅墨調不出來 ^[7]  。

青蓮色：帶有紫色厚重鮮亮的色彩，用藍、紅墨調不出來 ^[7]  。

羣青色：帶有紫色厚重明亮的色彩，用青蓮70%藍色30%可調出。用藍、紅墨調不出來 ^[7]  。

金色、銀色：只有用金粉、銀粉調墨 ^[7]  。

白色：用鈦白粉生產，起到鋪墊的作用。 ^[7] 

調配油墨是首先選用同體系、同廠家的油墨進行調配，嚴禁使用不同體系油墨調配。不同體系油墨會出現不容反應，會導致油墨和印品報廢 ^[7]  。

調配油墨必須遵循先分析油墨色相，再做小樣進行色相匹配，然後進行刮樣並確定配墨比例 ^[7]  。

堅持按比例過秤原則，確保比例準確。使用稀釋劑，要少量添加，充分攪拌，確保黏度控制準確 ^[7]  。

油墨中含有大量的鉛、汞等重金屬，主要來源於油墨中的顏料和助劑。印刷油墨中常使用一些芳香烴類溶劑，如甲苯、二甲苯等，它們會伴隨油墨的乾燥揮發到空氣中去污染空氣，而且毒性很大，會致癌，對印刷工人的健康會造成損害。油墨中還含有一種叫多氯聯苯的有毒物質，它的化學結構跟DDT差不多。如果用報紙包食品，這種物質便會滲到食品上，然後隨食物進入人體。多氯聯苯的化學性質相當穩定，進入人體後易被吸收，並積存起來，很難排出體外。如果人體內多氯聯苯的儲存量達到0.5~2g就會引起中毒。輕者眼皮發腫，手掌出汗，全身起紅疙瘩；重者噁心嘔吐，肝功能異常，全身肌肉痠痛，咳嗽不止，甚至可導致死亡。所以，千萬不能用報紙、雜誌、書頁等印刷品來包裝食物 ^[4]  。