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    油墨向紙上的滲透，給油墨的轉(zhuǎn)移、凝固、干燥，印刷面的光澤、抗摩擦性等帶來(lái)重要的影響．下面把問(wèn)題限于油墨向紙上的滲透來(lái)談?wù)劊?/P>

    1、油墨向紙上的滲透

    對(duì)于滲透干燥形式的油墨來(lái)說(shuō)，油墨向紙上的滲透大大地影響著油墨的轉(zhuǎn)移、凝固、干燥，印刷面的色、光澤、反差、亮度、抗摩擦性等主要的性狀和效果．對(duì)于這類(lèi)油墨，通常希望油墨的轉(zhuǎn)移、凝固、干燥等，油墨的滲透速度愈快愈好，但另一方面，對(duì)于印刷面的色、光澤及其它效果則相反，油墨的滲透愈少愈好．對(duì)于氧化聚合型油墨，油墨的轉(zhuǎn)移，滲透速度愈快固然好，但在凝固、干燥的階段，倘若油墨的滲透過(guò)大，油墨連結(jié)料之大部分滲入紙張的內(nèi)部，容易引起粉化的故障．再說(shuō)，即便不到引起粉化的程度，印刷表面的色、光澤、抗摩擦性等的效果，一般地說(shuō)，油墨的滲透愈少就愈好．

    油墨的滲透因?yàn)樵谟∷⑦m性方面包含著比較重要的問(wèn)題，曾為許多研究者把它當(dāng)作研究對(duì)象．然而，因?yàn)榧垙垙牧�學(xué)方面講，它的內(nèi)部組織還存在不規(guī)則性，油墨從流動(dòng)學(xué)方面講，它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以至今尚未得到普遍適用的成果。

    2、實(shí)驗(yàn)性研究

    向非涂料紙的滲透

    關(guān)于油墨向紙張的滲透現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)性研究是非常多的，尤其是對(duì)于非涂料紙的滲透，已獲得許多成果．這不外是因?yàn)閷?duì)非涂料紙的內(nèi)部組織姑且看做是連續(xù)的，同時(shí)容易利用光學(xué)的測(cè)定方法．特別是Coupe-Smith的實(shí)驗(yàn)是最有成效的例子．他們使用的裝置是來(lái)自光源的光束，經(jīng)由平行光管，以45。的角度投射到試料紙上．在靠近試料紙照射面的直接下面的位置上放置光電管，收集紙張表面上的垂直的散射光，將其光電流放大后送給陰極射線(xiàn)管的示波管里．照上述配裝后，用涂布輥在紙上給墨的瞬間，可以正確地追蹤反射率的變化，試樣的照射面積約為1．50*1．25cm，取涂布輥牽引的方向?yàn)殚L(zhǎng)邊．規(guī)定涂布輥通過(guò)這個(gè)面積的時(shí)間，進(jìn)而在涂布輥通過(guò)的瞬間，使信號(hào)進(jìn)入示波管，在檢查壓力的影響時(shí)，使用帶負(fù)荷的小版�？墒沁@反射率—時(shí)間曲線(xiàn)只不過(guò)是憑經(jīng)驗(yàn)的一種大致標(biāo)準(zhǔn)，為了進(jìn)一步研究滲透現(xiàn)象，有必要測(cè)定滲透速度．為此，只要先計(jì)算好反射率和油墨的滲透容積的關(guān)系就行了．

    假定油墨的滲透在整個(gè)面積上是一樣的話(huà)，根據(jù)下式，可從滲透容積求出滲透深度：L＝〔（Vp－Vn/Vp）〕C  式中L為油墨的滲透深度，Vp為每單位白的排除體積，Vn為每單位印刷紙面積的排除體積，C為紙的厚度。

    從測(cè)定墨滲透到古典美術(shù)書(shū)籍用紙中的照片，清楚地說(shuō)明油墨的滲透分為在最初的0．05see以?xún)?nèi)看到的急驟早期滲透和繼后的緩慢地增加滲透的兩步．以下，在本節(jié)中稱(chēng)前者為加速滲透，后者為自由滲透．

    從上述測(cè)定的結(jié)果來(lái)看，印刷速度對(duì)加速滲透的影響是大的，而對(duì)自由滲透來(lái)說(shuō)，紙張的差別對(duì)它有較大的影響．對(duì)于加速滲透來(lái)說(shuō)，印壓是個(gè)重要因素，這點(diǎn)是容易理解的。

    為了觀(guān)察因油墨性狀的不同而導(dǎo)致的滲透差，以三種油墨，在美術(shù)書(shū)籍用紙上印刷的結(jié)果，在保持一定的墨膜厚度和印刷速度下測(cè)定的反射率—時(shí)間曲線(xiàn)．證明了印刷后的自由滲透依賴(lài)油墨的粘度，但加速滲透對(duì)粘度的依賴(lài)情況尚不清楚．

    用油墨在30cm／sec的印刷速度下，測(cè)定因紙質(zhì)不同而產(chǎn)生滲透變化的結(jié)果中可以看到，紙質(zhì)不論對(duì)加速滲透還是自由滲透，都有著很大的影響，將這個(gè)結(jié)果換算成滲透容積和滲透深度的變化，通過(guò)對(duì)不同紙張的油墨滲透速度、紙張表面狀態(tài)和油墨滲透、紙張的表面平滑度、吸油度和滲透速度之間的關(guān)系、油墨滲透深度的時(shí)間變化、表明表面平滑度影響著加速滲透，而吸油度影響著自由滲透。

    將油墨的自由滲透以時(shí)間平方根的函數(shù)表示則，與油的滲透非常一致．這說(shuō)明油墨的滲透是服從液體在毛細(xì)管中的滲透定律的．

    利用顯微鏡測(cè)定滲透

    反射率測(cè)定法雖能測(cè)定油墨總的滲透，但缺點(diǎn)是完全弄不清顏料和連結(jié)料究竟是怎樣滲透到紙中去的．為了解決這個(gè)問(wèn)題，利用顯微鏡進(jìn)行直接測(cè)定是便利的．首先用切片機(jī)切斷印刷晶，將切好的切片，做到用碘染色法容易識(shí)別的程度．按照所制備的試樣，可明顯地區(qū)分出顏料滲透的部分，連結(jié)料滲透的黃色部分，以及未滲透部分，只要取連結(jié)料的滲透深度和顏料深度之比，就能計(jì)算與連結(jié)料的分離程度．不過(guò)，這個(gè)方法幾乎不適用于涂料紙．其理由是因?yàn)橥縿┦艿馊旧�后，就完全不能測(cè)定連結(jié)料的滲透了．

    用油墨在活版印刷機(jī)上，印成三種非涂料紙的試樣，將它們的油墨滲透，用顯微鏡測(cè)定結(jié)果說(shuō)明，紙張的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)顏料的分離有很大的影響．

    關(guān)于使用同類(lèi)的纖維，只變動(dòng)填充劑量的七種仿銅版紙，測(cè)定其油墨的滲透狀態(tài)，結(jié)果可以看出，連結(jié)料的滲透隨填充劑的量而有所增加，但顏料的滲透與填充劑的量無(wú)關(guān)．填充劑對(duì)顏料和連結(jié)科的滲透的影響是：填充劑的量愈多，過(guò)濾現(xiàn)象愈顯著．

    這一連串的實(shí)驗(yàn)中所闡明的重點(diǎn)是，在油墨向紙內(nèi)滲透過(guò)程中，測(cè)定的方法區(qū)分為加上印壓時(shí)的急驟的加速滲透和去掉印壓后借毛細(xì)管力的緩慢的自由滲透．此外，值得一提的成果是，發(fā)現(xiàn)了與連結(jié)料滲透的同時(shí)，顏料也向紙中滲透，其滲透狀態(tài)因?yàn)椴煌�的體系而有很大差別，因此在發(fā)現(xiàn)了油墨的滲透深度的同時(shí)，還須考慮顏料的分離程度。

    支配顏料分離的主要因素是紙中毛孔的有效徑和油墨中顏料凝聚粒子的大小．這個(gè)事實(shí)也適用于連結(jié)料的滲透，在滲透的過(guò)程中，要考慮連結(jié)料的濃度梯度，有時(shí)候連結(jié)料成分離析出來(lái)．這些情況使得滲透現(xiàn)象變得更為復(fù)雜，可以說(shuō)研究油墨滲透方面的困難即在于此．

    向涂料紙的滲透

    關(guān)于油墨對(duì)涂料紙的滲透，至今尚未公布能夠與Coupe—Smith的實(shí)驗(yàn)相匹敵的研究．這如同已經(jīng)講過(guò)的那樣，原因在于與非涂料紙相比，紙張的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的，從而不能充分利用光學(xué)手段的測(cè)定方法．

    適用于涂料紙的方法是在紙的表面涂上油膜，測(cè)定其光澤變化，以對(duì)比紙張的吸收性．已經(jīng)制出供這種方法使用的測(cè)定器．但是，用這種方法測(cè)定的結(jié)果，在油的單純滲透這點(diǎn)上存在問(wèn)題，并且紙張的表面光澤若不在30％以下，就不能作出正確的測(cè)定，對(duì)于70％以上光澤的涂料紙類(lèi)，則無(wú)能為力。

    K&N油墨的吸收試驗(yàn)，被認(rèn)作可迅速判斷涂料紙的油墨吸收性的實(shí)際方法．這從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，是為驗(yàn)看臟污的試驗(yàn)，用的是含可溶性染料的非干性試驗(yàn)油墨．將試驗(yàn)油墨涂在涂料紙上，放置一定時(shí)間后去除油墨，用肉眼判斷殘留著色的強(qiáng)度，或者用光密度計(jì)測(cè)定后確定涂料紙的油墨吸收性。用目梵達(dá)柯克打樣機(jī)，使用實(shí)地版，用較低粘度的黑墨印刷，測(cè)定印刷面的光澤消失為止的時(shí)間，以作為測(cè)定涂料紙的吸油性的方法，并加以推廣應(yīng)用．

    三、 凝固和干燥

    油墨在印刷品上的干燥，系指油墨膜完全固化后的狀態(tài)．這是極其復(fù)雜的一種現(xiàn)象．

    干燥方式中最重要的是氧化聚合，使連結(jié)料分子的聚合度逐漸提高，從而達(dá)到固化的所謂化學(xué)手段的干燥方式，但有如印報(bào)油墨那種以吸收為主而干燥的方式，象凹印油墨、熱凝油墨那種利用揮發(fā)的方式，以及其它還有利用冷凝、沉淀、膠凝化、過(guò)濾等等方式，所以不能一概而論．

    關(guān)于上述干燥的機(jī)理，讓給其它著作去作詳盡的介紹，這里只想詳細(xì)談?wù)勗趹?yīng)用上最成問(wèn)題的油墨干燥和凝固、反面粘臟的關(guān)系．

    油墨的反面粘臟是指承印面上未干的墨膜轉(zhuǎn)移到疊加在其上面的紙張背面，在印刷上是一種很討厭的現(xiàn)象．關(guān)于反面粘臟，大聲疾呼的人不多，這是由于為防止反面粘臟，已經(jīng)廣泛地采用了靠噴粉槍的噴粉法，使在實(shí)際工作當(dāng)中，反面粘臟已不算什么了不起的問(wèn)題，以致誤認(rèn)為算是解決了．但是，使用噴粉法，既不是徹底解決了反面粘臟的問(wèn)題，又不是那么容易解決的問(wèn)題．這是因?yàn)樵谟∷⑦M(jìn)程中，印刷速度，紙張大小、油墨的流動(dòng)性、油墨調(diào)制本身與這個(gè)問(wèn)題有著密切的關(guān)系．

    首先就遇到油墨的凝固或者反面粘臟這樣的定義，究竟適用于什么樣的范圍．在擋規(guī)上闖齊，或者油墨在未干之前經(jīng)由折頁(yè)機(jī)產(chǎn)生的臟污，雖然有關(guān)系，暫不作為反面粘臟的現(xiàn)象去考慮．所說(shuō)油墨的反面粘臟，與凸印、膠印、凹印、橡皮凸版等印刷方式無(wú)關(guān)，可以定義為在印刷進(jìn)程中，進(jìn)行普通的操作時(shí)，油墨轉(zhuǎn)移到迭加在其上面的紙張背面．當(dāng)然說(shuō)的是單張進(jìn)紙的情形，跟卷筒紙?jiān)谟∷⒑笾匦戮砣∨c否無(wú)關(guān)，或者，承印面用紙張、金屬箔、塑料薄膜等什么都可以．

    1、先看一下使用干性油調(diào)墨油或醇酸調(diào)墨油的油墨的情況．油墨是先凝固，然后干燥．從反面粘臟的角度看來(lái)，凝固和干燥都是重要的問(wèn)題．在經(jīng)過(guò)大約4—12hr這樣比較長(zhǎng)的氧化聚合誘導(dǎo)期之后，才形成墨膜，在此期間，雖說(shuō)油墨凝固了，但事實(shí)上還濕著，可以說(shuō)對(duì)反面粘臟正是最適宜的時(shí)期．

    在印刷車(chē)間內(nèi)，紙張接連不斷地堆積起來(lái)，吸附在紙張周?chē)�的空氣膜�?nèi)的氧和干性油分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，過(guò)程中所放出的熱積蓄在堆積起來(lái)的紙堆內(nèi)部．溫度上升，則干燥速度加快，如果其它條件都相等，溫度每上升10℃，干燥速度大約加快2倍．但是相反，可以認(rèn)為它又是促進(jìn)反面粘臟的主要原因。亦即在紙堆內(nèi)部，由于供給的空氣有限，致使墨膜的膠凝化速度遲鈍，膜在未熟化的狀態(tài)下帶有塑性，而停留在軟化的狀態(tài)．這樣就容易引起反面粘臟，可以說(shuō)是非常危險(xiǎn)的狀態(tài)．

    在常溫下進(jìn)行氧化聚合干燥，特別是在一般的共軛型、非共軛型干性油的干燥過(guò)程中，一級(jí)原子鍵參與的化學(xué)作用只占少部，應(yīng)該記住誘導(dǎo)期后的墨膜形成主要是基于被氧化的油分子或膠態(tài)微胞間的二級(jí)鍵合力。由于二級(jí)鍵合力弱，當(dāng)然對(duì)熱就敏感，而剛剛干的墨膜顯然是熱塑性的．還必須考慮膠體脫水收縮作用．俗稱(chēng)此為后效粘性的現(xiàn)象，也就是墨膜在外觀(guān)上雖然消除了粘性，而過(guò)后又在墨膜上呈現(xiàn)粘性．尤其是用了桐油、去水蓖麻油的調(diào)墨油時(shí)容易發(fā)生．

    B．二酚基丙烷甲醛松香改性酚醛樹(shù)脂。二酚基丙烷甲醛松香改性酚醛樹(shù)脂，因其軟化點(diǎn)高，油溶性較好，顏色比較穩(wěn)定，故是我國(guó)油墨界目前廣為應(yīng)用的一個(gè)品種。

    二酚基丙烷（簡(jiǎn)稱(chēng)雙酚A）是由苯酚與丙酮在大量強(qiáng)酸作催化劑的條件下，縮合而成的。

    雙酚A有四個(gè)官能團(tuán)，故可與四個(gè)甲醛反應(yīng)，一般雙酚A甲醛漿(簡(jiǎn)稱(chēng)雙酚漿)的生產(chǎn)，其酚醛比為1：3．5—1：4。反應(yīng)物的克分子比，溫度，濃度與反應(yīng)時(shí)間，可決定縮合物是線(xiàn)型、支型或體型結(jié)構(gòu)。故想得到理想的結(jié)果，必須嚴(yán)格的注意掌握這些條件。   

    生產(chǎn)方法：

    (a)雙酚漿。

    ①配方：

    氫氧化鈉液(30％)                  12％

    甲醛液(36％)                    48.1％

    硫酸(以100％計(jì))                  6.2％

    雙酚A(以100％計(jì))               33．7％

    ②工藝：于反應(yīng)鍋內(nèi)放人堿液，升溫至70一?5℃，在攪拌下加入雙酚A，保溫45分鐘，透明后(如不透明，可稍延長(zhǎng)保溫時(shí)間，或提高溫度，但不得超過(guò)80℃，降溫至40—45℃，用1個(gè)小時(shí)漸漸加入甲醛液，升溫至47—50℃，保持三個(gè)小時(shí)，降溫至25—30℃，然后，以20％稀硫酸中和之，溫度應(yīng)在23—25℃，pH l—2。靜置一小時(shí)，抽去母液，以15℃左右的水沖洗5—6遍，至中性。

   (b)松香改性。

    ①配方：

    松香                            78.5％

    雙酚漿(以100％計(jì))               12.5％

    甘油(以100％計(jì))                  1.8％

    季戊四醇                         7.2％

    ②工藝：將松香裝入鍋內(nèi)，熔化，開(kāi)攪拌，表面通二氧化碳?xì)�，溫度升�?60—190℃，加入甘油，保持20分鐘，開(kāi)抽風(fēng)，用匪1—2個(gè)小時(shí)加入雙酚漿，加入0．01％的氧化鎂，停抽風(fēng)，用2個(gè)小時(shí)將溫度升至240℃，然后用1個(gè)小時(shí)將季戊四醇漸漸加入，再用2個(gè)小時(shí)升溫至280℃，保溫酯化，4小時(shí)后，測(cè)定酸值及軟化點(diǎn)，至酸值在25以下時(shí)，抽真空，溫度可降至265℃左右，3小時(shí)后測(cè)酸值，至酸值在20以下，軟化點(diǎn)在160℃左右時(shí)，即可停止抽氣(真空)，出鍋。

    如果配方中的季戊四醇以甘油替代之，則所得樹(shù)脂的軟化點(diǎn)要低6—10℃左右。

    C、對(duì)異辛酚酚醛松香改性酚醛樹(shù)脂。它與甲醛的反應(yīng)式，在油溶性純酚醛樹(shù)脂一節(jié)中已經(jīng)介紹。其中還有一個(gè)對(duì)叔戊酚的實(shí)驗(yàn)例子。應(yīng)當(dāng)說(shuō)辛酚酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)，與上述這些內(nèi)容是大同小異的。所不同的是在這個(gè)例子中改性是用的聚合松香。應(yīng)當(dāng)討論的是：如果松香都是聚合體，則從理論上講，它與酚醛漿的反應(yīng)可能性是比較小的，這似乎是應(yīng)當(dāng)很明確的概念。那么，在這個(gè)例子中聚合松香是如何與酚醛樹(shù)脂反應(yīng)的呢?可以這樣認(rèn)為，在這些聚合松香中還有一部分未聚合的單體存在，酚醛樹(shù)脂是與這些未聚合的松香反應(yīng)的。另一種說(shuō)法就是：松香是個(gè)多環(huán)二烯羧酸，它有兩對(duì)雙鍵，如果一對(duì)雙鍵用來(lái)進(jìn)行自身聚合，則尚余一對(duì)雙鍵，可與其它化合物反應(yīng)。然而，松香這個(gè)多環(huán)二烯羧酸，與一般的二烯酸不同，它是個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體阻較大的化合物，能否像一般的二烯酸化合物那樣反應(yīng)?是值得商討的。尤其是按照前邊所說(shuō)的概念，12：13與14 ：8兩對(duì)雙鍵中，反應(yīng)位置只有三個(gè)，故情況更為復(fù)雜。

    生產(chǎn)方法：

    (a)辛酚漿。   

    ①配方：

    氫氧化鈉液(30％)                   6.5％

    辛酚                                50％

    甲醛液(37％)                      43.5％

    ②工藝：于反應(yīng)鍋內(nèi)放入堿液，辛酚，開(kāi)攪拌，升溫至60℃，慢慢加入甲醛，加完后在70℃保溫4小時(shí)左右。加入10％鹽酸中和至pH 6—7，放入一些水，攪拌5—10分鐘，靜置，吸去水，出鍋。

    在這個(gè)工藝中，氫氧化鈉的用量對(duì)反應(yīng)影響不大，影響大的是溫度，故應(yīng)嚴(yán)加控制。

    (b)松香改性。

    ①配方：

    二聚松香                        87.5％

    辛酚漿                             5％

    季戊四醇                        7．5％

    ②工藝：將松香裝入鍋內(nèi)，溶化，開(kāi)攪拌，表面通二氧化碳?xì)猓瑴囟壬��?10℃左右，開(kāi)抽風(fēng)，用1—2小時(shí)的時(shí)間加入辛酚漿，加完后保溫半小時(shí)。加入0．2％的氧化鎂，停抽風(fēng)，用約1個(gè)小時(shí)加入季戊四醇，加完后保溫半小時(shí)，然后，升溫至280℃酯化，至酸值在25以下時(shí)，抽真空，至酸值低于20時(shí)，停止抽氣(真空)，出鍋。軟化點(diǎn)在170℃左右。

    在松香改性的酚醛樹(shù)脂中，酚醛縮合物的含量一般約在7—12％之間。由于所用的酚和醛的類(lèi)型，它們之間的克分子比，催化劑的類(lèi)型(酸性催化劑縮合物不適于作改性樹(shù)脂，因它不能賦予樹(shù)脂以足夠的硬度及粘度)，反應(yīng)溫度，松香改性的條件，酯化的情況(酸值在80—120時(shí)，可溶于醇類(lèi))等等的差異而可以做成多種多樣的規(guī)格。

    在松香改性的酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)中，還有一些零碎的經(jīng)驗(yàn)也是值得借鑒的。例如縮合物(漿)的粘度小時(shí)，改性時(shí)樹(shù)脂長(zhǎng)稠(粘)快，采用濃度大的甲醛時(shí)，對(duì)縮合物及松香改性的長(zhǎng)稠情況，都比采用濃度小的甲醛為快。用松香改性時(shí)，采取低溫酯化則可多加1—2％的縮合物。酯化時(shí)如果通(充)人惰性氣體，則最好在酸值近于20時(shí)進(jìn)行，否則醇類(lèi)損失太大，影響酯化時(shí)間，等等。

    這類(lèi)樹(shù)脂的酸值一般都在20上下，軟化點(diǎn)則在125—170℃之間(采用聚合松香時(shí)可提高20—30℃左右)，溶解性的差異也很大，尤其是在油墨油中。但均能溶于植物油中。這類(lèi)樹(shù)脂可與長(zhǎng)油醇酸樹(shù)脂，松香酯類(lèi)等混合使用。

    取代酚中以對(duì)叔丁酚比較好，熔(軟化)點(diǎn)可達(dá)I?0~C，硬度和溶解性也比較好。而雙酚樹(shù)脂如把熔點(diǎn)做到170℃左右時(shí)，粘度就太大了，而且溶解性也太差。對(duì)叔丁酚樹(shù)脂(酚醛縮合物含量可達(dá)15—20％)可用以制造質(zhì)量比較高的亮光油墨。由于其在油墨油中的溶解性比較好，故也是快固著油墨的理想材料。我國(guó)油墨行業(yè)在八十年代初期也已開(kāi)始引用。   

    除了對(duì)叔丁酚外，對(duì)叔戊酚、對(duì)苯基苯酚等也常被這類(lèi)樹(shù)脂采用。