核心提示：印刷油墨如膠印油墨、柔印油墨，凹印油墨、絲印油墨等，是按不同的印刷方式來分類的，而且干燥方式也不同，本文將介紹幾款比較有代表性的干燥方式。
圖：印刷油墨（光油）的固化干燥
油墨在印刷機上不干燥并保持一定的流動性，而一旦轉(zhuǎn)移到承印物上則必須馬上干燥。例如膠印油墨印刷之后在承印物上成為微米級的薄膜，單位體積油墨表面積變大，油墨本身以及油墨與承印物之間產(chǎn)生化學(xué)或物理變化，油墨粘度上升，最后完全固化干燥。
另一方面，印刷油墨如膠印油墨、柔印油墨，凹印油墨、絲印油墨等，是按不同的印刷方式來分類的，而且干燥方式也不同。特別是膠印油墨中單張紙膠印油墨和卷筒紙膠印油墨也是如此。
干燥方式的分類
現(xiàn)對印刷油墨典型的5種干燥方式加以解說。因印刷方式與使用的油墨不同，導(dǎo)致干燥方式不同，干燥速度也有明顯的不同。
1)氧化聚合干燥型
在油墨連接料中包含有大量干性油或干性變性油的合成樹脂，油墨一旦印刷到承印物上，這些干性油成分就被空氣中的氧氣吸收，通過氧化聚合反應(yīng)形成柔軟的大分子墨膜而固化干燥。
干性油的主要成分，是脂肪酸和甘油的脂類，R-COO-所表示的脂肪酸是以18個C原子組成的直鏈?zhǔn)讲伙柡椭舅釣橹黧w的。近年來因環(huán)境問題，膠印油墨中植物油的用量增加了。特別是大豆油墨及其印刷品已經(jīng)獲得了SOYsell認(rèn)證。因此，膠印油墨中使用的植物油的主體成分由原來的亞麻仁油換成了大豆油。
植物油中的不飽和脂肪酸與空氣中的O2產(chǎn)生氧化聚合反應(yīng)。圖1表示在甘油酸中的反應(yīng)機理。通過空氣中的氧氣形成共軛雙鍵，共軛雙鍵的形成使得周圍相連的植物油分子雙鍵之間因Diels-Alder反應(yīng)二次聚合，從而完成干燥。
但是，僅有植物油的氧化聚合反應(yīng)，干燥過程是緩慢的，所以單張紙膠印油墨中使用了Co、Mn等干燥助劑。
實際上，膠印的干燥并不只有氧化聚合，膠印油墨是在顏料(固體成分)分散于連接料(液體成分)中的狀態(tài)下，印刷在承印物(紙張)上面的。之后，連接料以及低粘度的調(diào)墨油或者溶劑通過毛細(xì)管現(xiàn)象浸透進紙張中。在這個階段，樹脂和顏料的凝聚力處在增強的狀態(tài)，用手觸摸時，形成的墨膜處在一種能保持其形狀的狀態(tài)。我們把這一狀態(tài)稱為油墨的凝固態(tài)，這與下邊要談到的滲透干燥型處于同一狀態(tài)。在這之后，通過樹脂與植物油組成的連接料與氧氣的氧化聚合反應(yīng)達(dá)到完全干燥。
2)滲透干燥型
這是報紙、電話簿印刷的干燥方式。承印物為吸收性好的非涂料紙。印刷油墨連接料中的低粘度的溶劑成分(植物油、礦物油)在印刷時被擠壓進紙張的凹陷處和紙的孔隙中，之后溶劑通過紙纖維間的毛細(xì)管而浸透到紙中，油墨粘度很快增加而干燥。
當(dāng)然，隨后還要進行氧化聚合反應(yīng)，經(jīng)過相當(dāng)?shù)臅r間才能完全干燥，形成堅固的墨膜。
3)揮發(fā)干燥型
熱固著油墨、柔印油墨、絲印油墨之類的油墨，印刷到承印物上后其中的溶劑分離揮發(fā)掉，油墨中的固體成分留在了承印物上，這樣的干燥方式稱為揮發(fā)干燥型。
油墨連接料由聚合物(樹脂)與溶劑組成。由于印刷之后經(jīng)熱風(fēng)等加熱工序使溶劑揮發(fā)，剩下來的樹脂和顏料形成墨膜，因而以秒為單位完成干燥。
例如，溶劑型凹印油墨使用低沸點溶劑(苯，沸點110℃；乙酸乙酯，沸點77℃；乙醇，沸點78℃)，水性柔印油墨則使用水為溶劑。兩者在印刷之后因溶劑揮發(fā)而干燥。
另一方面，高速卷筒紙膠輪機熱固著油墨適用的紙張從涂布紙到木漿紙品種很多，但印刷機上有許多墨輥，要求油墨具有機上的穩(wěn)定性。與前面所述的凹印和柔印油墨相比，熱固著油墨使用高沸點的礦物油溶劑(沸點250℃～300℃)。因此，使用高溫型熱烘箱(紙張溫度100℃～150℃)，通過溶劑揮發(fā)而使油墨干燥，之后經(jīng)氧化聚合反應(yīng)形成堅固的墨膜。
以往的熱固著油墨印品，因紙張溫度高，容易出現(xiàn)諸如紙張燙傷起泡，起熱皺紋，斷紙等故障。最近，經(jīng)過對油墨的改進，紙張溫度降至100℃左右，上述故障已非常少見了。
4)熱聚合干燥型
金屬油墨等使用亞麻仁油變性醇酸樹脂或蓖麻油變性醇酸樹脂，通過干燥工序加熱使其產(chǎn)生熱聚合反應(yīng)。
另一方面，還有一種熱固化型無溶劑油墨，可選擇多種干燥方式組合(包括氧化聚合Diels-Alder反應(yīng)在內(nèi))，該油墨由下列三種基本反應(yīng)體系構(gòu)成:
①由包含OH基和COOH基在內(nèi)的不飽和聚酯樹脂系和氨基樹脂系產(chǎn)生縮聚反應(yīng)。
②由環(huán)氧樹脂系和氨基樹脂系產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)。
③不飽和聚脂樹脂與不飽和單體之間產(chǎn)生的自由基聚合反應(yīng)。
特別是旨在獲得快干性的場合，要添加基于不同的反應(yīng)體系的物質(zhì)如有機過氧化物或金屬干燥劑等聚合助劑或催化劑。通過添加這種特殊的催化劑，來保持印刷油墨儲存的穩(wěn)定性與機上穩(wěn)定性。在干燥工序中一旦加熱超過規(guī)定溫度范圍，催化劑就會在瞬間發(fā)揮作用，迅速產(chǎn)生固化反應(yīng)。
5)UV及EB固化干燥型
當(dāng)油墨以墨膜狀轉(zhuǎn)印至承印物上后，通過紫外線(UV)或電子束(EB)產(chǎn)生光化子反應(yīng)而使油墨干燥。因此，干燥過程可在瞬間完成，后工序可連續(xù)進行，可實現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅提升。
另一方面，這類油墨因無溶劑，從環(huán)境保護角度受到關(guān)注，尤其是快干性使該油墨成為耐磨性好的油墨。紫外固化型油墨正在包裝材料的印刷領(lǐng)域大量地使用。
UV固化干燥的機理雖然復(fù)雜，但一般來講，油墨使用光反應(yīng)型丙烯�；鶈误w與光聚合引發(fā)劑，在UV的照射下，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)而聚合干燥。尤其在最近，已經(jīng)在使用對皮膚刺激性小于丙烯�；挡牧系牡驼扯鹊腢V陽離子反應(yīng)型材料(脂環(huán)族環(huán)氧材料、氧雜環(huán)丁烷、乙烯醚等)，應(yīng)用于UV剝離涂布劑、噴墨印刷用油墨等產(chǎn)品上。
EB干燥。以往的EB干燥設(shè)備體積大，照射能量相當(dāng)強(有使承印物變質(zhì)的懸念)，非活性氣體(N2)在整個干燥過程中是必須存在的)，而這些對于印刷要求來講是不適應(yīng)的。
不過最近出現(xiàn)了低能量的EB固化概念裝置，正在進行以廉價的CO2取代N2的探索實驗，該實驗作為一種具有前途的新型干燥方式一直引人注目。其EB不一定非要使用光引發(fā)劑，UV油墨中因存在引發(fā)劑必定產(chǎn)生臭氣的情況基本可避免，可進一步提升附加值。
以上介紹了代表性的干燥方式。除此以外，還有一些其他干燥方式，如高頻干燥(微波干燥)、紅外線干燥、催化劑固化反應(yīng)、沉淀干燥等等。不過油墨干燥并非僅靠1種干燥機理完成干燥，而是由上述多種干燥方式的組合來實現(xiàn)干燥的。
