印刷油墨的物理干燥过程与机理

1物理干燥机理印刷对油墨的需求有2个方面：即在印刷期间或短暂的印刷机停顿期间，墨斗中及墨辊上的油墨不干固；而印刷后，在承印物上油墨要快速干燥并固着。
影响印刷油墨干燥特性的主要因素有：墨的成分，主要的就是所使用的连接知、溶剂和相关的添加剂；承印材料的特性（如渗透性等）；印刷条件（如传递的油墨量、纸堆高度及印刷速度等）；环境条件（如湿度，车间的温度等）；干燥装置的结构（如油墨表面的气流、作用时间以及所用能源种类等。）。
根据油墨组成的成分，在印刷机上采用的干燥方式分为物理干燥、化学干燥或两者相结合的干燥方式。下面着重过论印刷油墨的物理干燥过程和机理。印刷油墨的物理干燥主要是渗透干燥和挥发干燥如所示。
油墨的物理干燥机理油墨渗透是通过印刷油墨与承印物的相互作用来完成的。
可以说，油墨渗透主要取决于油墨载体的粘度、连接料（粘合剂）和承印物的吸收性能。当油墨转印到纸张表面时，油墨中的成分就始渗透，并由纸张的毛细管吸入纸张，这样使油墨固结在纸张表面。而油墨在承印物上的渗透有赖于承印物的吸收性能及吸收速度。油墨的吸收性能取决于印刷油墨与承印物之间的润施向东等印刷油墨的物理干燥过程与机理湿特性，吸收速度是由孔隙度和润湿特性决定的。承印物的孔隙较小有利于油墨的渗透。因此，小孔隙的高密度纸张通常是既具有好的印剧效果又有利于干燥的佳的承印物（如铜版纸）。不过，承印物的吸收性能太高会造成印刷油墨过多消耗连接料，还可使油墨的亮度和耐磨性降低，色料会被抹掉。
油墨渗透还取决于印刷油墨的粘度，即粘度低，渗透就较快。
通常，较高的温度对油墨的干燥是有益的，它可阁氏油墨的粘度，以利油墨的渗透；同时能加速溶剂的挥发。
油墨的挥发干燥类似于水分的蒸发干燥，即油墨印刷到承印物上后，易挥发的溶剂挥发到大气中，使油墨中剩余的树脂、固着剂和颜料一起形成固体膜层而固着于承印物上。一般来说，挥发速度快，则干燥就快。
2物理干燥种类及分析根据干燥源的不同，物理干燥可分为以下几类。
2.1红外线干燥（IR干燥）用红外线辐射源可使被转移的墨膜和承印物一起被加热。
在胶印中的红外线干燥机理是：通过加热降低油墨油粘度，使渗透加速；在暖纸堆里油墨的氧化较快；在墨层中减小水份可加速油墨的氧化。
一台红外线放射器的佳效果是当放射器处于大能量时，印刷油墨（或上光油）的渗透也大。经验表明：油墨的佳吸收性是采用短波或中波的IR发射体；而长波发射体由于效率低，不适用于胶印干燥。另外，只有当油墨印到具有吸收性的承印物上时，1R干燥才有效。
IR发射体在对油墨加热的同时也加热纸张上未被印刷的区域，它可使纸堆的温度升高，这对加速油墨的聚合十分有利。IR干燥的主要优缺点见表1.优点缺点印刷油墨的快速渗透有利于纸堆防油墨粘脏由于红外线干燥装置的安装，较高的投资会导致印刷机的一个较高的机时费使终的干燥非常快能量消耗较高在叩张到达收纸堆前，印张上喷粉量消耗较低，从而可有较好的使机器的温度升高，同时也使印印刷质量和减少灰尘在印刷机由的和爱刷车间的温度升高2.2挥发干燥印刷油墨中的某些组成成份如树脂、色料和溶剂等，它们的干燥在一定程度上是通过挥发来完成的。
当设计印刷机中的一个干燥装置时，为防止承印物出现如：定位不准，承印物粘弹特性变化，纸边翘曲等难以应付的情况，一定要遵守以下原则承印物应尽可能少的被加热。当印刷油墨被挥发装置干燥时溶剂挥发。这个干燥过程取决于在液体（印刷油墨）表面的表层上的热量和材料的传递……
表面的温度，尤其是流过承印物表面的空气的速度以及局部压力的不同是确定干燥速度的主要因素。可通过额外的强制对流加速挥发干燥。因此，可将热福射体或热空气加热与空气传导结合在一起。所示是凹印机上所使用的立式鼓风干燥装置。
这个干燥装置采用了空气动力学，利用鼓风机加速气体的流动，从而加速挥发干燥；通过在溶剂复原系统中活性炭的吸附来吸收产生的有机气体。
在卷筒纸凹机机中的立式鼓风干燥装置（单面干燥）2.3热固干燥用于卷筒纸胶印的热固性油墨含有20-40的高沸点矿油。因此，在卷筒纸胶印中使用经适当改造的挥发性干燥装置，常见的有“悬浮式干燥装置”如所示。悬浮式干燥装置的一个共同特点是：卷筒纸高速通过干燥装置时，其表面不与干燥装置相接触。废气通过一个后置燃烧炉排出。而燃烧过程中产生的热量被重新用来加热干燥装置。a显示的是悬浮式干燥装置的结构，b显示了纸张通过干燥装置时，气流是如何作用于纸张上的。
在现代印刷机中，为了充分发挥印刷机的功能，往往在一台印刷机上装备有不同的干燥装置，如海德堡SpeedmarsterCD机上就装备有热风干燥装置、IR干燥装置等不同类型的干燥系统。
通常，物理干燥是受多种因累影响的，在实际操作过程中会遇到许多问题：a渗透干燥的速度较快，但由于油墨被大量吸收到纸张的纤维结构内部，印出的图文本身暗淡无光、边界模糊。
如果渗透的速度降ft，或者如果图文上的油墨量增加，或者承印物的克重增加，物理干燥速度将会减慢。
由于表面的稠化作用，水蒸气的渗透性会减小到少；另外，较多油墨的使用会造成温度升得过高尤其是使用短干燥装置，从而由于水蒸气在纸张中的渗透使纸张局部裂，造成较厚的、双面涂料并经压光的纸张发生墨膜起泡而造成大量的废品。因此干燥装置的温度和印刷速度就要降低。
干燥取决于纸卷通过干燥装置的速度。干燥装置的温度应根据纸张的厚度来设定：纸张越厚，温度就越高。为了使纸张充分的干燥，纸卷需要在干燥区域停留一定时间，为此干燥系统需要占用相当大的空间。由子脱水作用，纸卷会变得易碎和不稳定，并会收缩。这样使得印加工变得越来越困难。为此，在卷筒纸胶印机上就必须安装用水润湿的再润湿装置。但是水在喷到纸带上的同时，也会造成金属辊的锈蚀。因此，现代印刷机上采用物理干燥和化学干燥相结合的方式来对油墨进行干燥处理。
高晶，江辽东。印刷材料。北京：印刷工业出版社，1987.高晶，夏丽英。新编印刷油墨知识手册。北京：印刷工业出版社，孟昭鉴。胶印油墨的印刷适性与印刷的关系。油墨，1999.芥福斌。卷筒纸胶印机。北京：印刷工业出版社，1990.江苏印刷信息。有关油墨的干燥技巧。必胜网，2001，9.朱慧。包装印刷油墨机械抗摩性能影响因素分析（一）。包装工朱慧。包装印刷油墨机械抗摩性能影响因素分析（二）。包装工齐成。油墨是根本（下）。印刷技术，2003，（3）。
（上接第35页）在式（7），色块的色度值Z/、aW可通过分光光度计测出，即在式（7）中只有1个未知数，通过求解一元二次方程即可求出具有实际意义的网点面积率c.同理，可求解出网点面积率m和h用CIE1976Z/，的均匀颜色空间的色差作为标准检验从到CMF转换模型的精度。通过色差计算公式AS：= 7（厶厂）2+（厶，）2+（厶6*）2可计算出每个样本色块的色差，经统计36个检验样本色块的平均色差为2.33、小色差为1.05、大的色差为5.06.所有样本色块的色差都符合印刷工业忠实复制的要求（色差矣60）。
除采用F0RGA提供的标准数据外，笔者还用X-Rite528分光光度计，测量了F0RGA印制的IT8.7/3小型样张中三色色块的色度值，并利用上述方法建立平面方程和1/a\"V到CMY的数学转换模型。因为测量仪器和印刷工艺的不同，所得数据与F0GRA所提供的数据不同，建立的数学转换模型相同，但是模型中的各顶系数不同。
4进一步研究的课题和应用前景验算研究中仅采用216个色块，网点面积率也只有0、10、2、40、7、100六级。笔者估计，如僧加回归样本点的个数，减小样本色块间的网点面积率间隔来增加平面方程的个数，有望进一步提高平面方程的精度。文中采用胶印油墨数据38进行验算，其它印刷工艺，例如柔印、凹印，特别是数字印刷中采用的水性油墨是否适用平面模型，也是有待研究的重要课题。
平面模型的发现和建立，是对彩色印刷网点图像呈色理论研究的新贡献。尤其是四色印刷平面方程的建立，将对分色技术、色彩管理技术带来巨大影响。针对具体印刷工艺条件建立的平面方程，表达网点面积率（实际值或标称值）与色度值的对应函数关系，避免聂格伯尔方程中色元面积假设与修正系数不具体的困惑，不仅有利于专色配色，且可依据目标色度值求解分色版网点面积率，为彩色原稿分色，实现不同印刷输出设备的色彩管理，完成色彩空间的相互映射，辟了一条新的途径。
冯健。柔性版印刷呈色数学模型的建立及应用研究。西安：西安理工大学，2001.光雄。力5?印刷物（7）测色的性冱IC*5L、T.□本印刷学会志，2001，38.（2）。
汪荣鑫。数理统计。西安：西安交通大学出版社。（余不祥）张志涌。精通MATLAB5.3.北京：北京航空航天大学出版社，2000.