彩色印刷中物理變化與化學變化的分析

彩色印刷是包括機械、物理、化學等理論的綜合性技術，隨著彩色印刷技術的不斷發展，往往要涉及到許多物理、化學變化的問題，為了能很好地掌握這些變化的規律，更重要的是為了減少油墨資源不必要的浪費，來尋求解決的方法，提高產品質量，有必要對這些問題進行探討和研究，以便進一步在理論上和實踐中更好地掌握和運用，下面列舉彩色印刷中幾常見的問題，加以一般論述和探討解決方法。

一、油墨顏色和光譜顏色的關系

光譜是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色組成。從一種顏色到另一種顏色之間有關各種不同的微妙變化，從而產生許許多多的不同顏色。

印刷中的顏色，是由顏料顆粒對光的選擇性的吸收和反射的結果。油墨顏色與光譜顏色的組成是不同的，例如黃色光和藍色光混合時，會產生白色光，而黃色油墨和藍色油墨混合時，會產生綠色油墨，這是因為油墨顏色是由顏料分子所組成的，由于黃墨分子和藍墨分子混合后，各有它的反射光波反映于人的視覺，根據視覺原理在視網膜上有三種神經末梢，如果刺激其中之一的神經末梢，便產生紅色感覺，刺激第二種便產生藍色感覺，刺激第三種便產生黃色感覺。如果同時同樣程度地刺激三種神經末梢，便產生黑色的感覺。如果不同程度地刺激三種或者兩種神經末梢，便產生各種不同的色彩感覺。

在我們生產中，對于二種或二種以上顏色進行鑒別時，系以色調、亮度和飽和度三方面來判斷，即印刷中的濃、淡、深、淺等術語。實質上所謂顏色深、淺，用是指顏料最高吸收光波在光譜中的位置而言，顏料吸收的光譜波長愈短，則顏色愈淺，例如：黃色、橙色之所以稱為淺色，是因為其吸收紫、藍光之故(光波最短)。反之，顏料吸收光波的波長愈長，則顏色愈深，藍色和綠色之所以稱為深色，便是因為吸收了黃光之故(光波較長)。因此顏色由淺到深的次序是黃、橙、紅、紫、藍、綠。

至于顏色的濃淡，事實上是表示色的強度，物體吸收一定波段光線的程度，即是指消光系數的大小。消光系數越大，則顏色越濃。假如一個深黃顏色，它一定是對藍光吸收極好，也即是對藍色光的消光系數很大。反之消光系數越小。

二、彩色印刷品色彩的形成

利用三、四種不同的顏色油墨，可以印刷出豐富多采的畫面來。為什么用三、四種顏色能印出千萬種的色彩來呢?其原因是：

1.印刷版網點大小不同，從而形成油墨的濃淡層次。

2.顏色不同，并列或重疊后反射出不同色光，使人的視覺感受到許多色彩。

3.減差混合：我們拿一塊黃玻璃和一塊藍玻璃疊起來對著太陽光看時，看到的是綠色，這是由于白光通過黃玻璃時，青、藍、紫被阻止，只通過了紅、橙、黃也被阻止了，最后只剩下了綠光。所以我們看到的綠色并不是黃、藍光的混合，而是被減剩下來的光。

印刷用的黃、藍油墨基本上是透明的，象一層色膜，由于白紙反光作用，就象看黃藍玻璃一樣，使我們看到了綠色，這是減色法造成的，這就是彩色印刷的主要成因。但實際上，在印刷中黃網點和藍網點并不是完全重疊在一起，為什么能呈現綠色?這是因為色光混合的原因。雖然黃、藍網點都很小，但他們卻反射不同的光波，進入我們眼睛，在視網膜上仍然可形成綠色的感覺。這叫“空間混合”。

三、油墨中顏料和連結料的關系

在油墨中，顏料是以高度的分散狀態懸浮在粘稠的連結料中的，而且顏料顆粒的表面，強有力地吸附著一定厚度的連結料，成為一層相當牢固的保護膜。保護膜在一定程度上阻止了顏料顆粒的相互吸聚而成為大顆粒，保證了顏料顆粒在印刷過程中的轉移性能。而在保護膜的更外圍的連結料，才是分散介質。由于連結料相當粘稠，又由于分散介質與顏料顆粒外層的保護膜同類分子間相互吸引，就使它們成為一種穩定的懸浮膠體。以油墨的結構可以說是“具有保護膜層顏料顆粒高度分散懸浮在稠粘的連結料中的一種濃厚穩定的膠體系”。

由于顏料顆粒的結構形態不同，有的是規則的晶形，有的是不規則的多角形，有的表面平滑，有的疏松多孔，所以被它吸附而組成的保護膜也有厚有薄，有牢固或不牢固之分。顏料是不規則的多角形或疏松多孔的，保護膜層就厚而牢固，懸浮膠體也就愈穩定(如炭墨不規則而多孔，用炭墨制成的黑墨，膠體很穩定，印刷轉移性較好);顏料是規則晶形或表面光滑的，則保護膜層就較薄較不牢固(如群顆粒比較規則，表面較平滑，用群青制成的郡青墨，膠體穩定性差，印刷轉移性也差)。

由于連結料有稠粘和稀薄的不同，使所生成的顏料保護層也有厚有薄，有的牢固，有的較不牢固;同時連結料也就是膠體體系中的分散介質，分散介質稠粘，膠體結構也就比較穩定，否則也就不穩定。例如調墨時調入過多的薄調墨油，往往會影響到油墨的結構，使印刷中發生油墨結構破壞而產生糊版或堆版現象。

四、油墨的內聚力與附著力

內聚力是物質內部分子間相互吸引的作用，附著力則是兩種不同物質相互吸引的作用力。

油墨是一種懸浮膠體，它的內聚力，與具有保護膜的顏料顆粒之間相互吸引的作用力有關，也與連結料本身的分子間相互吸引的作用有關。一般而論，倘被顏料所吸附的連結料少，具有保護層的顏料顆粒間的距離大，則內聚力主要與連結料本身分子間的吸引力有關。連結料比較稠粘內聚力就較大。被顏料所吸附的連結料多，具有保護膜的顏料顆粒之間的距離很小，則內聚力除了連結料本身分子間引力外，還與這些顏料顆粒間的相互吸引的作用力有相當的關系。

五、油墨的粘度和流動度

一層物體與另一層流體作用相對移動時所產生的阻力，稱為摩擦力，它與移動的相對速度及接觸面的大小成正比。流體的粘度可以看作是流體的內摩擦力的函數。內摩擦力與內聚力在一定條件下，成正變關系，所以流體的粘度與內聚力也成正變關系。

物理學上把流體的流動性稱為流度，它是粘度的倒數，所以粘度大流動度就小，粘度小流動度就大。由于油墨是非理想的塑性流體，所以它的粘度與理想流體不同，力與形變速率不是直線關系而是弧形曲線。油墨的屈服值可視為由于油墨的塑性而產生，愈稠厚的墨塑性愈大，屈有值也愈大。

流動度在理想流體中說來是粘度的倒數。但在油墨這樣的非理想塑性流體就不是這樣簡單，與日常生產或使用習慣上所稱的流動性更有所不同。一般把油墨的流動性看作是在無外力作用下一定量的油墨在一定時間內一定的平整表面上自然流動的程度。除與粘度成反比外，與塑性及觸變性關系極大，塑性與觸變性大的流動性就小。

在印刷上油墨不下墨斗，常被看作是流動度差，實際上只能說是流動性差，或者是塑性太大，或者是觸變性太大。流動度大的墨一般流動性也較好，不過并不能的來看。油墨的流動性太大，印刷網就易于擴大，印刷效果就不好。粘度過大油墨，會引起飛墨、拉紙毛等弊病，粘度過小的會引起糊版等弊病，所以油墨的流動度和粘度都應控制在一定的范圍以內，這個范圍隨油墨的品種顏色不同也各不相同。

影響油墨粘度的因素很多，可以作如下的歸納：

1.油墨的粘度和連結料有關：對于使用同一種顏料的油墨來說，連結料粘度大，一般制成的油墨粘度也大。這里所說的連結料粘度是指油墨組分中包括溶劑在內的液體介質的總粘度。

2.油墨的粘度和顏料與填充料的用量有關：對于同一種連結料來說，如果顏料和填充料的用量不多到不象個油墨樣子的話，顏料和填充料的量越多，制成油墨的粘度越大。

3.油墨的粘度和顏料與填充料的顆粒大小有關：對于同一種連結料來說，如果顏料和填充料的顆粒越大，制成油墨的粘度越小《中國印刷業年度報告》，顆粒越小，粘度越大。這里所說的顆粒大小是指它的原始粒徑而不是顏料與填充料在生產過程中重新聚集成團的顆粒大小。

4.油墨的粘度和顏料與填充料的分散情況有關：顏料和填充料在油墨連結料中分散得越好，油墨的粘度越小，反之油墨的粘度越大。這是對同一種顏料及連結料在一定配比條件下來說的。

六、油墨的可塑性與觸變性

固體受到外力作用，超過其彈性極限時，就會產生不可恢復原狀的形變，這種性質稱為可塑性。流體不加外力僅在本身重力的作用下，自動地隨容器的形狀而變形，稱為流動性。油墨是介乎流體與半固體之間的濃稠懸浮膠體，所以既具有流動性，也有可塑性。顏料及其他固體含量愈高，油墨愈稠厚，可塑性就愈大;顏料及其他固體含量愈低，油墨愈稀薄，可塑性就愈小。膠印使用的油墨，一般地說，應有一定程度的可塑性，使印跡網點可以在壓印中不擴大。

觸變性是指油墨在靜止一定時間后會逐漸變稠，粘度變大，而攪動之后又會稍許變稀，粘度也變小的可逆現象。因為顏料顆粒是不規則的，雖然吸附了一層連結料，也不是規則的圓球，所以在靜止一定時間后，顏料顆粒會在某些部分相距很近或相接觸機構/組織，相互吸引，阻礙了顆粒的自由活動，因此就變稠粘了。但是這暫性的穩定結構倘被外力攪動，就很快的被破壞，解除了顆粒之間的相互吸引力。顆粒的自由運動的障阻既被解除，就變得稀薄和易于流動了。一般而論，顏料顆粒愈不規則和多角多孔，油墨的觸變性就愈大(如黑墨)，反之連結料的不同對觸變性的影響也很大，如聚合植物油所制的墨觸變性小，松香樹脂等高分子化合物溶解在礦物油機油等稀薄的介質中而成的調墨油，所制的油墨觸變性大。

一般油墨都希望觸為性小，觸變性小的印報印書墨就會在剛開機時吸不上墨來。膠印墨觸變性一般不大，如果觸變性過大，也會下墨不良。開機稍久，會形成墨不能很順利地隨墨輥轉動，甚至離開墨輥，造成越印越淡的現象。

七、快干亮光油墨的特性

快干亮光樹脂油墨是一種新型的油墨，除具有鮮艷的色彩、極高的濃度、特強的光澤性外，還具有耐光、耐酸、耐溶劑的特性。它是以二酚基丙烷樹脂為基料配以桐油、亞麻仁油或一部分桐油酸樹脂以及溶劑作邊結料而制成的。

所謂快干，實際上是指油墨一經印在紙上后，能在很短的時間內迅速固著(固著速度約35分鐘左右)，此時，油墨雖然尚未全干透，但若不用強力磨擦，不會沾污，從而保證了多色高速印刷的順利進行。所謂固著，實際上是當油墨印在紙上后，油墨中樹脂連接料的高沸點油部分很快地滲透到紙張纖維空隙中，使樹脂連接料的濃度立即變大增稠，帶著顏料固定在紙上。

快干亮光樹脂油墨，對有一定吸收性而表面平滑的紙張(如銅版紙)是比較適應的。印出的產品干性和光澤度都較好。但對吸收性大表面多孔性的紙張，由于不易形成平整的油墨膜，而且凝固也慢，所以光澤度不夠正常，干性反而不好。另外，對于施膠底低，強度差的紙張，容易產生拉紙毛現象。

使用這類油墨，配套使用，調墨油、沖淡劑都要同一類型，因為不同類型的調墨油或沖淡劑其干燥結膜等性能不同，會影響印刷效果。

亮光油墨的干燥形式，以凝固為主，氧化為輔。亮光油墨在正常情況下，使用使用時可不必再添加干燥油，但也可以根據當地的具體情況，適當添加干燥油，添加的數量應比一般樹脂油墨用燥油量減少一半。加燥油與不加燥油有如下區別：

1.不加燥油的單色印件可放置三天左右再印第二色第三色不會產生晶化現象而印不上，加了燥油后的單色印件放置時間要嚴格控制，不然會產生晶化現象而印不上。

2.不加燥油的油墨在膠輥和墨斗內結膜時間慢，加了燥油結膜時間就快。

八、快固著油墨的使用

快固著油墨也是一種樹脂膠版油墨，它一般樹脂油墨的主要特點是：不是單純靠加入干燥劑而增快油墨的干燥速度，它主要靠溶劑的滲透作用。此種油墨含溶劑量(選用高沸點煤油)比一般油墨高得多。當油墨轉印到紙上，油墨中的溶劑迅速滲透到紙張纖維空隙中去，而樹脂、油、顏料等瞬時增稠，固著在紙面上，形成一種假干現象。在一定的印刷工藝條件下，可以達到快固著、不墊襯紙、高速多色印刷或單色印刷縮短印刷周期的目的。

上面提過油墨是通過溶劑的滲透形成假干而達到快固著，但還不是真正氧化結膜，當用強力磨擦印跡表面時，還是會沾污的，真正氧化結膜干燥還得經過一段時間。因此，要求一張印件能在第一套色完全干透以前幾套色都印刷完畢，否則在已經完全干透的油墨膜上套印，溶劑滲透將大大減慢，固著速度相應減慢，這樣就達不到預想的快固著要求，還有可能產生質量事故。一個印品究竟在多少時間完成全部色彩印刷為好的標準，這要以第一色氧化結膜干燥時間而定。比如，干燥時間為24小時，全部印刷就得在24小時以內完成。同一種油墨，由于氣溫不同，氧化結膜時間相差懸殊。氣溫高，氧化結膜干燥時間短，套印周期可以縮短，這樣對快固著有好處。在相對溫濕度下，黃、紅、藍、黑油墨的氧化結膜時間按順序遞增。

這種快固著油墨的使用如感粘稠度大，可用少量高沸點煤油調之，應注意調均勻。若稠度大，粘性不大，可用少量高沸點煤油和少量#6樹脂調墨油調之，但加入#6調墨油及其他礦油等輔助材料時不能隨意加入，以免影響固著速度。應注意油墨不能調的過稀，否則色濃度大大降低，在印刷時需再增加給墨量，才能符合原稿要求。這樣，容易出現粘臟現象。

總之，盡量要求濃度大些，墨層薄一點，才能有利于油墨的快固著特性。特別在淡紅，淡藍油墨調合時，應注意色深一點，給墨量少一點。