磁性油墨基本構(gòu)成與一般油墨相同,即由顏料、連接料、填充料和輔料組成。
1、顏料
磁性油墨所用的顏料不是普通色料,而是強(qiáng)磁性材料,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)處理后具有保留磁性的能力。磁性油墨中的主要成分是磁性顏料,最好的磁性顏料為氧化鐵黑(Fe3O4)和氧化鐵棕(Fe2O3)。這些顏料大多為小于1μm的針狀結(jié)晶,這樣的顆粒大小和形狀使它們極易在磁場(chǎng)中均勻排列,從而得到比較高的殘留磁性。
用于磁性油墨顏料的強(qiáng)磁性材料主要有鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)等磁性元素,含有Fe-Mo和Fe-W強(qiáng)磁性元素的合金,以及具有Mn-Al和Mn-Bi等NiAs型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的合金等。大多磁性油墨顏料是鐵素體。所謂鐵素體是指一般用XO-Fe2O3表示的無(wú)機(jī)化合物,其中X為二價(jià)的金屬離子,根據(jù)X的種類(lèi)不同,有錳-鐵素體、鐵-鐵素體、銅-鐵素體等。
氧化鐵黑的組成中,一般氧化亞鐵含量約在18%~26%之間,氧化鐵含量在74%~82%。合成氧化鐵黑具有優(yōu)良的耐滲性、耐化學(xué)性(酸、鹼)、耐光性,幾乎是無(wú)毒性的,分散性在好至優(yōu)之間。耐熱性能較佳,只有超過(guò)177℃左右時(shí),氧化鐵黑才會(huì)氧化成氧化鐵紅。氧化鐵黑的顆粒一致性比較好,沖淡后其色相帶有干凈的藍(lán)灰色。氧化鐵黑一般是性反應(yīng),它們的顆粒形狀一般是立方形或圓球形。
2、連接料
油墨的流動(dòng)性、粘性、干性、印刷適性都主要取決于連接料。連結(jié)料是油墨中流體組成的部分。而磁性油墨的連結(jié)料同樣是油墨質(zhì)量好壞的基礎(chǔ)。磁性油墨的連結(jié)料與一般油墨的連結(jié)料相類(lèi)似,可以選用植物油、動(dòng)物油、礦物油,但更多地選用合成樹(shù)脂作為磁性油墨的連結(jié)料。
植物油的基本化學(xué)組成是脂肪酸的甘油酯混合物,或稱(chēng)三甘油酯。所有的油脂都可看作各種脂肪酸與甘油反應(yīng)生成的產(chǎn)物。如果將油脂薄薄地鋪于玻璃上,一定時(shí)間后,這薄層油膜會(huì)由于吸收空氣中的氧而逐漸變稠、有彈性,最后形成固態(tài)。這就是油脂的干燥過(guò)程。這個(gè)過(guò)程越短,油的干性就越好。油脂的干性好壞,主要取決于油脂結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵數(shù)與位置情況。可用碘值來(lái)測(cè)定油脂的不飽和程度。一般來(lái)說(shuō),碘值在140~200之間為干性油,在100~140之間為半干性油,低于100的為不干性油。可以看出,不飽和雙鍵越多,則干性越好。也就說(shuō),不飽和脂肪酸越多則干性越好。
合成樹(shù)脂在油墨工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,所以各種類(lèi)型的樹(shù)脂型連結(jié)料,就成了目前主要的研究?jī)?nèi)容。樹(shù)脂的特性決定了連結(jié)料的特性。純亞麻油制的植物油型連結(jié)料,其主要缺點(diǎn)是相對(duì)分子質(zhì)量小,所以制成的油墨在膠印印刷中容易引起乳化,從而帶來(lái)一系列的弊病,使印刷不能順利進(jìn)行,印刷效果不好。而樹(shù)脂型連結(jié)料幾乎完全克服了這方面的缺陷,從而大大提高了印刷的質(zhì)量。
醇酸樹(shù)脂應(yīng)用在漿狀油墨中時(shí),可以考慮用一種樹(shù)脂增塑劑,由于它的粘附性和柔韌性較好,故也可調(diào)節(jié)油墨的干性及固?時(shí)間。在油型油墨中使用醇酸樹(shù)脂時(shí),一般應(yīng)考慮到它與顏料的反應(yīng)性、與硬樹(shù)脂的反應(yīng)性以及它的成膜性能。異苯二甲酸醇酸樹(shù)脂的潤(rùn)濕性則更為顯著。以醇酸樹(shù)脂與硬樹(shù)脂制造的連結(jié)料配制油墨時(shí),對(duì)選用的顏料應(yīng)加注意,如果顏料過(guò)度吸收低分子量的連結(jié)料時(shí),就要注意連結(jié)料中硬樹(shù)脂與醇酸樹(shù)脂的平衡情況。
一般漿狀油墨大多采用長(zhǎng)油(65%)醇酸樹(shù)脂。油性長(zhǎng)油一般溶解性也比較好,因此,它在絲網(wǎng)(網(wǎng)孔)版油墨中也廣有應(yīng)用。這類(lèi)樹(shù)脂用在印鐵油墨中時(shí)具有良好的顏色保留性,亮光好,粘附性?xún)?yōu)良。
為了達(dá)到快干、亮光,磁性油墨中樹(shù)脂含量要高,固速度要快,以便更多的連接料留在表面,并要求連接料有較好的抗水性及顏料的潤(rùn)滑性。填充料在磁性油墨中同樣可減少顏料用量,降低成本,又可調(diào)節(jié)油墨的性質(zhì),如稀稠、流動(dòng)性等,也提高了配方設(shè)計(jì)的靈活性,還有磁性油墨中的附加料可以是顏料的附加部分,連結(jié)料的附加部分也可以作為油墨成品的附加部分,主要視產(chǎn)品的特點(diǎn)要求而定。
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