油墨向纸上的渗透，给油墨的转移、凝固、干燥，印刷面的光泽、抗摩擦性等带来重要的影响．下面把问题限于油墨向纸上的渗透来谈谈．

    1、油墨向纸上的渗透

    对于渗透干燥形式的油墨来说，油墨向纸上的渗透大大地影响着油墨的转移、凝固、干燥，印刷面的色、光泽、反差、亮度、抗摩擦性等主要的性状和效果．对于这类油墨，通常希望油墨的转移、凝固、干燥等，油墨的渗透速度愈快愈好，但另一方面，对于印刷面的色、光泽及其它效果则相反，油墨的渗透愈少愈好．对于氧化聚合型油墨，油墨的转移，渗透速度愈快固然好，但在凝固、干燥的阶段，倘若油墨的渗透过大，油墨连结料之大部分渗入纸张的内部，容易引起粉化的故障．再说，即便不到引起粉化的程度，印刷表面的色、光泽、抗摩擦性等的效果，一般地说，油墨的渗透愈少就愈好．

    油墨的渗透因为在印刷适性方面包含着比较重要的问题，曾为许多研究者把它当作研究对象．然而，因为纸张从力学方面讲，它的内部组织还存在不规则性，油墨从流动学方面讲，它的结构比较复杂，所以至今尚未得到普遍适用的成果。

    2、实验性研究

    向非涂料纸的渗透

    关于油墨向纸张的渗透现象的实验性研究是非常多的，尤其是对于非涂料纸的渗透，已获得许多成果．这不外是因为对非涂料纸的内部组织姑且看做是连续的，同时容易利用光学的测定方法．特别是Coupe-Smith的实验是最有成效的例子．他们使用的装置是来自光源的光束，经由平行光管，以45。的角度投射到试料纸上．在靠近试料纸照射面的直接下面的位置上放置光电管，收集纸张表面上的垂直的散射光，将其光电流放大后送给阴极射线管的示波管里．照上述配装后，用涂布辊在纸上给墨的瞬间，可以正确地追踪反射率的变化，试样的照射面积约为1．50*1．25cm，取涂布辊牵引的方向为长边．规定涂布辊通过这个面积的时间，进而在涂布辊通过的瞬间，使信号进入示波管，在检查压力的影响时，使用带负荷的小版。可是这反射率—时间曲线只不过是凭经验的一种大致标准，为了进一步研究渗透现象，有必要测定渗透速度．为此，只要先计算好反射率和油墨的渗透容积的关系就行了．

    假定油墨的渗透在整个面积上是一样的话，根据下式，可从渗透容积求出渗透深度：L＝〔（Vp－Vn/Vp）〕C  式中L为油墨的渗透深度，Vp为每单位白的排除体积，Vn为每单位印刷纸面积的排除体积，C为纸的厚度。

    从测定墨渗透到古典美术书籍用纸中的照片，清楚地说明油墨的渗透分为在最初的0．05see以内看到的急骤早期渗透和继后的缓慢地增加渗透的两步．以下，在本节中称前者为加速渗透，后者为自由渗透．

    从上述测定的结果来看，印刷速度对加速渗透的影响是大的，而对自由渗透来说，纸张的差别对它有较大的影响．对于加速渗透来说，印压是个重要因素，这点是容易理解的。

    为了观察因油墨性状的不同而导致的渗透差，以三种油墨，在美术书籍用纸上印刷的结果，在保持一定的墨膜厚度和印刷速度下测定的反射率—时间曲线．证明了印刷后的自由渗透依赖油墨的粘度，但加速渗透对粘度的依赖情况尚不清楚．

    用油墨在30cm／sec的印刷速度下，测定因纸质不同而产生渗透变化的结果中可以看到，纸质不论对加速渗透还是自由渗透，都有着很大的影响，将这个结果换算成渗透容积和渗透深度的变化，通过对不同纸张的油墨渗透速度、纸张表面状态和油墨渗透、纸张的表面平滑度、吸油度和渗透速度之间的关系、油墨渗透深度的时间变化、表明表面平滑度影响着加速渗透，而吸油度影响着自由渗透。

    将油墨的自由渗透以时间平方根的函数表示则，与油的渗透非常一致．这说明油墨的渗透是服从液体在毛细管中的渗透定律的．

    利用显微镜测定渗透

    反射率测定法虽能测定油墨总的渗透，但缺点是完全弄不清颜料和连结料究竟是怎样渗透到纸中去的．为了解决这个问题，利用显微镜进行直接测定是便利的．首先用切片机切断印刷晶，将切好的切片，做到用碘染色法容易识别的程度．按照所制备的试样，可明显地区分出颜料渗透的部分，连结料渗透的黄色部分，以及未渗透部分，只要取连结料的渗透深度和颜料深度之比，就能计算与连结料的分离程度．不过，这个方法几乎不适用于涂料纸．其理由是因为涂剂受碘染色后，就完全不能测定连结料的渗透了．

    用油墨在活版印刷机上，印成三种非涂料纸的试样，将它们的油墨渗透，用显微镜测定结果说明，纸张的内部结构对颜料的分离有很大的影响．

    关于使用同类的纤维，只变动填充剂量的七种仿铜版纸，测定其油墨的渗透状态，结果可以看出，连结料的渗透随填充剂的量而有所增加，但颜料的渗透与填充剂的量无关．填充剂对颜料和连结科的渗透的影响是：填充剂的量愈多，过滤现象愈显著．

    这一连串的实验中所阐明的重点是，在油墨向纸内渗透过程中，测定的方法区分为加上印压时的急骤的加速渗透和去掉印压后借毛细管力的缓慢的自由渗透．此外，值得一提的成果是，发现了与连结料渗透的同时，颜料也向纸中渗透，其渗透状态因为不同的体系而有很大差别，因此在发现了油墨的渗透深度的同时，还须考虑颜料的分离程度。

    支配颜料分离的主要因素是纸中毛孔的有效径和油墨中颜料凝聚粒子的大小．这个事实也适用于连结料的渗透，在渗透的过程中，要考虑连结料的浓度梯度，有时候连结料成分离析出来．这些情况使得渗透现象变得更为复杂，可以说研究油墨渗透方面的困难即在于此．

    向涂料纸的渗透

    关于油墨对涂料纸的渗透，至今尚未公布能够与Coupe—Smith的实验相匹敌的研究．这如同已经讲过的那样，原因在于与非涂料纸相比，纸张的内部结构是不连续的，从而不能充分利用光学手段的测定方法．

    适用于涂料纸的方法是在纸的表面涂上油膜，测定其光泽变化，以对比纸张的吸收性．已经制出供这种方法使用的测定器．但是，用这种方法测定的结果，在油的单纯渗透这点上存在问题，并且纸张的表面光泽若不在30％以下，就不能作出正确的测定，对于70％以上光泽的涂料纸类，则无能为力。

    K&N油墨的吸收试验，被认作可迅速判断涂料纸的油墨吸收性的实际方法．这从本质上来说，是为验看脏污的试验，用的是含可溶性染料的非干性试验油墨．将试验油墨涂在涂料纸上，放置一定时间后去除油墨，用肉眼判断残留着色的强度，或者用光密度计测定后确定涂料纸的油墨吸收性。用目梵达柯克打样机，使用实地版，用较低粘度的黑墨印刷，测定印刷面的光泽消失为止的时间，以作为测定涂料纸的吸油性的方法，并加以推广应用．

    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状态．这是极其复杂的一种现象．

    干燥方式中最重要的是氧化聚合，使连结料分子的聚合度逐渐提高，从而达到固化的所谓化学手段的干燥方式，但有如印报油墨那种以吸收为主而干燥的方式，象凹印油墨、热凝油墨那种利用挥发的方式，以及其它还有利用冷凝、沉淀、胶凝化、过滤等等方式，所以不能一概而论．

    关于上述干燥的机理，让给其它著作去作详尽的介绍，这里只想详细谈谈在应用上最成问题的油墨干燥和凝固、反面粘脏的关系．

    油墨的反面粘脏是指承印面上未干的墨膜转移到叠加在其上面的纸张背面，在印刷上是一种很讨厌的现象．关于反面粘脏，大声疾呼的人不多，这是由于为防止反面粘脏，已经广泛地采用了靠喷粉枪的喷粉法，使在实际工作当中，反面粘脏已不算什么了不起的问题，以致误认为算是解决了．但是，使用喷粉法，既不是彻底解决了反面粘脏的问题，又不是那么容易解决的问题．这是因为在印刷进程中，印刷速度，纸张大小、油墨的流动性、油墨调制本身与这个问题有着密切的关系．

    首先就遇到油墨的凝固或者反面粘脏这样的定义，究竟适用于什么样的范围．在挡规上闯齐，或者油墨在未干之前经由折页机产生的脏污，虽然有关系，暂不作为反面粘脏的现象去考虑．所说油墨的反面粘脏，与凸印、胶印、凹印、橡皮凸版等印刷方式无关，可以定义为在印刷进程中，进行普通的操作时，油墨转移到迭加在其上面的纸张背面．当然说的是单张进纸的情形，跟卷筒纸在印刷后重新卷取与否无关，或者，承印面用纸张、金属箔、塑料薄膜等什么都可以．

    1、先看一下使用干性油调墨油或醇酸调墨油的油墨的情况．油墨是先凝固，然后干燥．从反面粘脏的角度看来，凝固和干燥都是重要的问题．在经过大约4—12hr这样比较长的氧化聚合诱导期之后，才形成墨膜，在此期间，虽说油墨凝固了，但事实上还湿着，可以说对反面粘脏正是最适宜的时期．

    在印刷车间内，纸张接连不断地堆积起来，吸附在纸张周围的空气膜内的氧和干性油分子发生化学反应，过程中所放出的热积蓄在堆积起来的纸堆内部．温度上升，则干燥速度加快，如果其它条件都相等，温度每上升10℃，干燥速度大约加快2倍．但是相反，可以认为它又是促进反面粘脏的主要原因。亦即在纸堆内部，由于供给的空气有限，致使墨膜的胶凝化速度迟钝，膜在未熟化的状态下带有塑性，而停留在软化的状态．这样就容易引起反面粘脏，可以说是非常危险的状态．

    在常温下进行氧化聚合干燥，特别是在一般的共轭型、非共轭型干性油的干燥过程中，一级原子键参与的化学作用只占少部，应该记住诱导期后的墨膜形成主要是基于被氧化的油分子或胶态微胞间的二级键合力。由于二级键合力弱，当然对热就敏感，而刚刚干的墨膜显然是热塑性的．还必须考虑胶体脱水收缩作用．俗称此为后效粘性的现象，也就是墨膜在外观上虽然消除了粘性，而过后又在墨膜上呈现粘性．尤其是用了桐油、去水蓖麻油的调墨油时容易发生．

    B．二酚基丙烷甲醛松香改性酚醛树脂。二酚基丙烷甲醛松香改性酚醛树脂，因其软化点高，油溶性较好，颜色比较稳定，故是我国油墨界目前广为应用的一个品种。

    二酚基丙烷（简称双酚A）是由苯酚与丙酮在大量强酸作催化剂的条件下，缩合而成的。

    双酚A有四个官能团，故可与四个甲醛反应，一般双酚A甲醛浆(简称双酚浆)的生产，其酚醛比为1：3．5—1：4。反应物的克分子比，温度，浓度与反应时间，可决定缩合物是线型、支型或体型结构。故想得到理想的结果，必须严格的注意掌握这些条件。   

    生产方法：

    (a)双酚浆。

    ①配方：

    氢氧化钠液(30％)                  12％

    甲醛液(36％)                    48.1％

    硫酸(以100％计)                  6.2％

    双酚A(以100％计)               33．7％

    ②工艺：于反应锅内放人碱液，升温至70一?5℃，在搅拌下加入双酚A，保温45分钟，透明后(如不透明，可稍延长保温时间，或提高温度，但不得超过80℃，降温至40—45℃，用1个小时渐渐加入甲醛液，升温至47—50℃，保持三个小时，降温至25—30℃，然后，以20％稀硫酸中和之，温度应在23—25℃，pH l—2。静置一小时，抽去母液，以15℃左右的水冲洗5—6遍，至中性。

   (b)松香改性。

    ①配方：

    松香                            78.5％

    双酚浆(以100％计)               12.5％

    甘油(以100％计)                  1.8％

    季戊四醇                         7.2％

    ②工艺：将松香装入锅内，熔化，开搅拌，表面通二氧化碳气，温度升至160—190℃，加入甘油，保持20分钟，开抽风，用匪1—2个小时加入双酚浆，加入0．01％的氧化镁，停抽风，用2个小时将温度升至240℃，然后用1个小时将季戊四醇渐渐加入，再用2个小时升温至280℃，保温酯化，4小时后，测定酸值及软化点，至酸值在25以下时，抽真空，温度可降至265℃左右，3小时后测酸值，至酸值在20以下，软化点在160℃左右时，即可停止抽气(真空)，出锅。

    如果配方中的季戊四醇以甘油替代之，则所得树脂的软化点要低6—10℃左右。

    C、对异辛酚酚醛松香改性酚醛树脂。它与甲醛的反应式，在油溶性纯酚醛树脂一节中已经介绍。其中还有一个对叔戊酚的实验例子。应当说辛酚酚醛树脂的生产，与上述这些内容是大同小异的。所不同的是在这个例子中改性是用的聚合松香。应当讨论的是：如果松香都是聚合体，则从理论上讲，它与酚醛浆的反应可能性是比较小的，这似乎是应当很明确的概念。那么，在这个例子中聚合松香是如何与酚醛树脂反应的呢?可以这样认为，在这些聚合松香中还有一部分未聚合的单体存在，酚醛树脂是与这些未聚合的松香反应的。另一种说法就是：松香是个多环二烯羧酸，它有两对双键，如果一对双键用来进行自身聚合，则尚余一对双键，可与其它化合物反应。然而，松香这个多环二烯羧酸，与一般的二烯酸不同，它是个结构复杂、体阻较大的化合物，能否像一般的二烯酸化合物那样反应?是值得商讨的。尤其是按照前边所说的概念，12：13与14 ：8两对双键中，反应位置只有三个，故情况更为复杂。

    生产方法：

    (a)辛酚浆。   

    ①配方：

    氢氧化钠液(30％)                   6.5％

    辛酚                                50％

    甲醛液(37％)                      43.5％

    ②工艺：于反应锅内放入碱液，辛酚，开搅拌，升温至60℃，慢慢加入甲醛，加完后在70℃保温4小时左右。加入10％盐酸中和至pH 6—7，放入一些水，搅拌5—10分钟，静置，吸去水，出锅。

    在这个工艺中，氢氧化钠的用量对反应影响不大，影响大的是温度，故应严加控制。

    (b)松香改性。

    ①配方：

    二聚松香                        87.5％

    辛酚浆                             5％

    季戊四醇                        7．5％

    ②工艺：将松香装入锅内，溶化，开搅拌，表面通二氧化碳气，温度升至210℃左右，开抽风，用1—2小时的时间加入辛酚浆，加完后保温半小时。加入0．2％的氧化镁，停抽风，用约1个小时加入季戊四醇，加完后保温半小时，然后，升温至280℃酯化，至酸值在25以下时，抽真空，至酸值低于20时，停止抽气(真空)，出锅。软化点在170℃左右。

    在松香改性的酚醛树脂中，酚醛缩合物的含量一般约在7—12％之间。由于所用的酚和醛的类型，它们之间的克分子比，催化剂的类型(酸性催化剂缩合物不适于作改性树脂，因它不能赋予树脂以足够的硬度及粘度)，反应温度，松香改性的条件，酯化的情况(酸值在80—120时，可溶于醇类)等等的差异而可以做成多种多样的规格。

    在松香改性的酚醛树脂生产中，还有一些零碎的经验也是值得借鉴的。例如缩合物(浆)的粘度小时，改性时树脂长稠(粘)快，采用浓度大的甲醛时，对缩合物及松香改性的长稠情况，都比采用浓度小的甲醛为快。用松香改性时，采取低温酯化则可多加1—2％的缩合物。酯化时如果通(充)人惰性气体，则最好在酸值近于20时进行，否则醇类损失太大，影响酯化时间，等等。

    这类树脂的酸值一般都在20上下，软化点则在125—170℃之间(采用聚合松香时可提高20—30℃左右)，溶解性的差异也很大，尤其是在油墨油中。但均能溶于植物油中。这类树脂可与长油醇酸树脂，松香酯类等混合使用。

    取代酚中以对叔丁酚比较好，熔(软化)点可达I?0~C，硬度和溶解性也比较好。而双酚树脂如把熔点做到170℃左右时，粘度就太大了，而且溶解性也太差。对叔丁酚树脂(酚醛缩合物含量可达15—20％)可用以制造质量比较高的亮光油墨。由于其在油墨油中的溶解性比较好，故也是快固着油墨的理想材料。我国油墨行业在八十年代初期也已开始引用。   

    除了对叔丁酚外，对叔戊酚、对苯基苯酚等也常被这类树脂采用。