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磁性油墨

磁性油墨(英文名:magnetic printing ink),是一種選用可磁化的顏料,如氧化鐵黑(Fe3O4)、氧化鐵棕(Fe2O3),這些粒子大多為小於lμm的針狀結晶。經磁場處理極易做到帶磁排列,獲得較高的殘留磁性,加入油墨中後製成的油墨顯現磁性,成為磁性油墨。它在銀行票證和郵政業務的分類、檢索、辨認等方面應用頗廣。可製成磁性鉛印油墨、磁性膠印油墨等品種。

基本內容

中文名:磁性油墨

應用於:銀行票證和郵政業務的分類、檢索、辨認等方面應用頗廣

英文名:magnetic printing ink

基本簡介

磁性油墨(英文名:magnetic printing ink),是一種選用可磁化的顏料,如氧化鐵黑(Fe3O4)、氧化鐵棕(Fe2O3),這些粒子大多為小於lμm的針狀結晶。經磁場處理極易做到帶磁排列,獲得較高的殘留磁性,加入油墨中後製成的油墨顯現磁性,成為磁性油墨。它在銀行票證和郵政業務的分類、檢索、辨認等方面應用頗廣。可製成磁性鉛印油墨、磁性膠印油墨等品種。

選用可磁化的材料製成的油墨,在某種底基上印好字碼後可用電子閱讀裝置來判讀,如新型的銀行支票、信用卡等。

主要應用

印刷方式

磁性油墨印刷 (Magnetic lnk Printing) 作為一種特種油墨的印刷技術,是指利用摻入氧化鐵粉的磁性油墨進行印刷的方式。

技術範疇

磁性油墨印刷屬於磁性記錄技術的範疇,通過磁性印刷完成磁性記錄體的製作,使之具有所要求的特殊性能。目前,磁性印刷在很多領域都得到應用,例如車票、月票、印花、銀行存摺、身份證等均可採用磁卡形式; 價目表示卡上採用了磁性膜; 資料登記表、支票上也可用磁性油墨印刷金額等項目。總之,磁性印刷的用途日益廣泛。

主要成分

磁性油墨基本構成與一般油墨相同,即由顏料連接料填充料輔料組成。

顏料

磁性油墨所用的顏料不是普通色料,而是強磁性材料,經過磁場處理後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)。這些顏料大多為小於1μm的針狀結晶,這樣的顆粒大小和形狀使它們極易在磁場中均勻排列,從而得到比較高的殘留磁性。

用於磁性油墨顏料的強磁性材料主要有(Fe)、(Co)、(Ni)等磁性元素,含有Fe-Mo和Fe-W強磁性元素的合金,以及具有Mn-Al和Mn-Bi等NiAs型結晶結構的合金等。大多磁性油墨顏料是鐵素體。所謂鐵素體是指一般用XO-Fe2O3表示的無機化合物,其中X為二價的金屬離子,根據X的種類不同,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良的耐滲性、耐化學性(酸、鹼)、耐光性,幾乎是無毒性的,分散性在好至優之間。耐熱性能較佳,只有超過177℃左右時,氧化鐵黑才會氧化成氧化鐵紅。氧化鐵黑的顆粒一致性比較好,沖淡後其色相帶有乾淨的藍灰色。氧化鐵黑一般是性反應,它們的顆粒形狀一般是立方形或圓球形。

連接料

油墨的流動性、粘性、乾性、印刷適性都主要取決於連接料。連結料是油墨中流體組成的部分。而磁性油墨的連結料同樣是油墨質量好壞的基礎。磁性油墨的連結料與一般油墨的連結料相類似,可以選用植物油、動物油、礦物油,但更多地選用合成樹脂作為磁性油墨的連結料。

植物油的基本化學組成是脂肪酸的甘油酯混合物,或稱三甘油酯。所有的油脂都可看作各種脂肪酸與甘油反應生成的產物。如果將油脂薄薄地鋪於玻璃上,一定時間後,這薄層油膜會由於吸收空氣中的氧而逐漸變稠、有彈性,最後形成固態。這就是油脂的乾燥過程。這個過程越短,油的乾性就越好。油脂的乾性好壞,主要取決於油脂結構中的不飽和雙鍵數與位置情況。可用碘值來測定油脂的不飽和程度。一般來說,碘值在140~200之間為幹性油,在100~140之間為半幹性油,低於100的為不幹性油。可以看出,不飽和雙鍵越多,則乾性越好。也就說,不飽和脂肪酸越多則乾性越好。

合成樹脂在油墨工業中的應用越來越廣泛,所以各種類型的樹脂型連結料,就成了目前主要的研究內容。樹脂的特性決定了連結料的特性。純亞麻油制的植物油型連結料,其主要缺點是相對分子質量小,所以製成的油墨在膠印印刷中容易引起乳化,從而帶來一系列的弊病,使印刷不能順利進行,印刷效果不好。而樹脂型連結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量。

醇酸樹脂應用在漿狀油墨中時,可以考慮用一種樹脂增塑劑,由於它的粘附性和柔韌性較好,故也可調節油墨的乾性及固時間。在油型油墨中使用醇酸樹脂時,一般應考慮到它與顏料的反應性、與硬樹脂的反應性以及它的成膜性能。異苯二甲酸醇酸樹脂的潤濕性則更為顯着。以醇酸樹脂與硬樹脂製造的連結料配製油墨時,對選用的顏料應加注意,如果顏料過度吸收低分子量的連結料時,就要注意連結料中硬樹脂與醇酸樹脂的平衡情況。

一般漿狀油墨大多採用長油(65%)醇酸樹脂。油性長油一般溶解性也比較好,因此,它在絲網(網孔)版油墨中也廣有應用。這類樹脂用在印鐵油墨中時具有良好的顏色保留性,亮光好,粘附性優良。

為了達到快干、亮光,磁性油墨中樹脂含量要高,固速度要快,以便更多的連接料留在表面,並要求連接料有較好的抗水性及顏料的潤滑性。填充料在磁性油墨中同樣可減少顏料用量,降低成本,又可調節油墨的性質,如稀稠、流動性等,也提高了配方設計的靈活性,還有磁性油墨中的附加料可以是顏料的附加部分,連結料的附加部分也可以作為油墨成品的附加部分,主要視產品的特點要求而定。

磁性油墨組成

磁性油墨的基本構成與一般油墨相同,即由顏料、連接料、填充料和附加料組成,但是,磁性油墨所用的顏料不是色素,而是強磁性材料。

磁性油墨的流變性能與一般的油墨基本相似,惟墨性稍短而流動性亦比較差一些。印品的結膜牢度以能經受自動處理裝置內的摩擦作用為準。磁性油墨之所以有磁性,是由於油墨配方中所用的顏料,在經過磁場處理後具有保留磁性能力的緣故。當然,沒有磁化前油墨本身是沒有磁性的。影響磁性的因素很多,如顏料的磁性,油墨中磁性顏料的含量,印刷後油墨膜厚度等等。

磁性油墨中的主要組分是磁性顏料,最好的磁性顏料為氧化鐵黑 (Fe3O4) 和氧化鐵棕 (Fe2O3)。這些顏料大多為小於1μm的針狀結晶,這樣的顆粒大小和形狀使它們極易在磁場中均勻排列,從而得到比較高的殘留磁性。

磁性油墨特性

這些顏料的缺點是吸油量比較大,傳遞性能也不是很滿意,因此有時還要拼用一些粒狀的或立方體的氧化鐵類,以改善其印刷性能。由於這些氧化鐵類的殘留磁性較差,因此用量不宜過多。它的另一個好處是在配方中作為顏料可以多用 (因吸油量小),從而可以提高油墨的傳遞特性。

連接料是油墨中的流體組成部分,油墨的流動性、粘度、乾性、印刷性能等等,皆主要取決於連接料。磁性油墨的連接料同樣是油墨質量好壞的基礎。磁性油墨的連接料與一般油墨的連接料相類似,可以選用植物油、動物油、礦物油,但更多地選用合成樹脂作為磁性油墨的連接料。

填充料在磁性油墨中同樣可減少顏料用量,降低成本,又可調節油墨的性質,如稀稠、流動性等,也提高了配方設計的靈活性。還有,磁性油墨中的附加料可以是顏料的附加部分,連接料的附加部分,也可以作為油墨成品的附加部分,主要視產品的特點、要求而定。

對於不同的印刷方法,選用的磁性油墨就可能不同,但無論什麼印刷方法,磁性油墨中的磁性顏料特性都基本相同,所不同的主要是連接料,也可能就是油墨配方中的成分所占比例的不同。[1]

參考文獻

  1. [磁性油墨和您談談磁性油墨印刷技術]道客巴巴,2017-09-14