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影響金屬印刷油墨附著性的幾個問題分析

時間:2009-10-13 17:35:34來源:zhangting

導(dǎo)語:?金屬印刷的對象是非吸收性的材料——鍍錫板馬口鐵。其印刷方式與平版膠印相類似,但在工藝上又有其獨特的一面。本文簡單分析了影響金屬印刷油墨附著性的幾個問題。
金屬印刷的對象是非吸收性的材料——鍍錫板馬口鐵。其印刷方式與平版膠印相類似,但在工藝上又有其獨特的一面,比如:   1.馬口鐵經(jīng)印刷后油墨滯留在表面,須經(jīng)過加熱才能干燥固化;   2.由于馬口鐵表面的錫層光澤明亮,通常在彩色印刷前,都要習慣性的在鐵片上涂上一層白涂料。當然,這要根據(jù)印刷品的要求來定,也可直接涂于鐵片的正面,也就是通常所說的鍍錫面;   3.待所有工序都印刷好之后,需進行機械加工,制作成各種形狀、大小不一的包裝物,要求涂層經(jīng)機械加工后,須符合耐沖擊、抗延伸性的要求;如屬于食品級的品種,還需具備耐高壓蒸煮的條件;這就要求涂層與基材之間必須具備優(yōu)良的附著性能。涂層與基材附著力的好壞,它關(guān)系到馬口鐵本身的表面性能、油墨的種類、烘烤溫度以及油墨涂層的厚薄等諸多因素。   現(xiàn)就如何增強油墨涂層與基材(即鍍錫馬口鐵)之間的附著性問題,與諸位行業(yè)專家學習交流: 一、馬口鐵表面性能與油墨涂層附著性的關(guān)系  馬口鐵是以薄鋼板作為基料的,兩面涂上純錫使之光澤明亮;根據(jù)其工藝的不同,可分為熱浸板和電鍍板兩種;主要由鋼基板、錫鐵合金層、氧化膜、油膜及錫層組成。  首先,馬口鐵的表面通常都涂有一層極薄的油膜,其成分大多為二辛葵二酸酯或乙?;』鶛幟仕狨ァD康闹饕菫榱朔乐柜R口鐵生銹,也便于在印刷時易于將成垛的馬口鐵一張張分開。通常油膜的厚薄無固定標準,應(yīng)控制在3-5mg/m2左右。不宜太厚以免影響涂層對基材表面的潤濕性,防止烘烤干燥后,印品產(chǎn)生縮孔等印刷故障,由于環(huán)境等季節(jié)性氣候的變化,馬口鐵也易于受潮,直接影響其涂層的不相溶性,導(dǎo)致層間附著力變差。為此,許多制罐廠都將油膜量超出5-7mg/m2以上的馬口鐵進行預(yù)處理一次,使其油膜完全揮發(fā)完后再使用,預(yù)處理溫度一般在200℃/15min以內(nèi),車速控制在4000r/h以內(nèi)為宜。   通常檢測馬口鐵油膜量是否合格,最簡單直接的方法是:取少量涂料倒于平置的馬口鐵上,觀察其擴散情況,一般中心點向周圍潤濕的半徑大致相等,此時,提起馬口鐵一角成45℃角,涂料能夠均勻的流向另一方向,即說明此油膜量符合印刷要求。如凝聚不散或不規(guī)則地向周圍擴散,則說明不符合印刷要求,應(yīng)預(yù)烘烤后才可使用。  馬口鐵的第二層是氧化膜,一般馬口鐵鍍錫工序完成后,錫的表面都留有一層薄薄的氧化膜,其結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定,容易導(dǎo)致涂層脫落,影響其附著力。所以馬口鐵每在鍍錫完成后都要進行鈍化處理,目的就是要增加其穩(wěn)定性;過厚的氧化膜易使馬口鐵變顏色,尤其是經(jīng)過高溫烘烤后更為明顯;通常情況下,電鍍板是經(jīng)過了鈍化處理的,而熱浸板則剛好相反。因此,要選擇適用的馬口鐵,必須根據(jù)客戶對印刷品的不同要求來決定。 二、印刷涂料堯油墨與附著力的關(guān)系   馬口鐵的印刷俗稱印鐵,生產(chǎn)的此類產(chǎn)品就叫印鐵油墨,屬于平版膠印方式,采用的是油水相斥的工作原理,此類產(chǎn)品要求也比較高,必須要具備以下幾種性能:耐熱性、耐溶劑性、耐機械加工性以及耐蒸煮性等,因此,要求印刷廠應(yīng)根據(jù)印品的不同要求有選擇性的使用印鐵產(chǎn)品。   1.打底涂料   打底涂料是馬口鐵印刷中的第一道工序,它有助于面涂料及油墨的層間附著力,使其在進行各種機械加工成型過程中,涂層不宜受損,因此,選用打底涂料首先要考慮其對金屬表面的潤濕性能,成膜后有很好的機械加工性能。   通常以醇酸、丙烯酸、聚酯樹脂為主,環(huán)氧樹脂為輔的配方結(jié)構(gòu)模式來搭配,因這些樹脂的結(jié)構(gòu)中含有脂肪族羥基、醚基以及極為活潑的環(huán)氧基,使樹脂分子與相鄰表面之間產(chǎn)生電磁吸力,且環(huán)氧基與含有活潑氫的金屬表面起反應(yīng)生成化學鍵,因而附著力及耐水性能特別強,既無副產(chǎn)物的生成,也不產(chǎn)生氣泡,收縮率也小,不會因受熱而發(fā)生變質(zhì)。  在正常的印刷過程中,除了要選擇優(yōu)良的打底涂料外,科學合理的生產(chǎn)工藝、漆膜的厚薄、均勻的涂布以及烘烤的溫度等等都是關(guān)鍵,尤其是漆膜的厚度,涂薄了不起作用,涂厚了易引起涂膜的收縮引力,影響其附著性;烘烤的溫度在理論上也應(yīng)該要比實際溫度低一點,但幅度不宜太大,一般控制在10~15℃左右,人為的留些未反應(yīng)完全的極性基團,以便在套印色彩時,油墨中的有機溶劑可將底漆溶脹,使涂層間的兩界面高分子鏈更加密著,增強涂層間的附著性。   2.印刷油墨  由于馬口鐵的鍍錫層比較光滑,盡管已打了一層底油,但在制作油墨過程中,如果忽略了合成樹脂對其表面的黏附性,生產(chǎn)出來的油墨就不能滿足其印刷的適應(yīng)性了。   通常金屬印刷油墨選用油改性的醇酸樹脂比較適宜,這類樹脂采用植物油或脂肪酸等進行改性聚合而成,按其性能可分為干性和不干性兩大類;按其所含植物油或脂肪酸量的多少,又可分為短、中、長油度;干性樹脂主要有豆油、脫水蓖麻油等成分,可自干,也可與氨基樹脂拼用,制成的油墨經(jīng)烘烤固化后,附著牢固、光澤高、疏水性強、保光保色性好等特點,基本能滿足馬口鐵印刷適性及產(chǎn)品機械加工的要求。   馬口鐵的印刷由于其工藝的特殊性,產(chǎn)品的印刷往往要經(jīng)過多次套印色彩、烘干,且又是非吸收滲透性的光滑表面,因此在印刷過程中應(yīng)控制好各色墨層間的厚度,墨層如果太厚,其層間內(nèi)聚力就大,無形中就影響了整個涂層對基材表面之間的粘附力,直接導(dǎo)致整個涂層的附著性下降,特別是印刷白墨時,由于白墨中的鈦白粉所占比例比較大,其墨層厚度應(yīng)控制在14±2g/m2,只有這樣才能既保證了白墨的色度,也維護了墨層的附著性。   3.罩光油   經(jīng)過了多種色彩的套印后,需要在油墨的表面涂上一層保護膜,它就是罩光油。涂上罩光油以后,既增加了整個印刷品的美觀度,又達到了理想的粘附力。關(guān)鍵是其光澤度、柔韌性、耐磨性、耐沖擊強度等都很大程度的得到了提高。 常用的罩光油多由以下三大類樹脂組成:   A.環(huán)氧樹脂:因其所含的極性比較高且有不易被水解的脂肪羥基和醚鍵,使其不僅附著性好、耐化學品性高;又因其結(jié)構(gòu)為剛性的苯核和柔性的烴鏈交替排列,促使其物理機械加工性能增強。不過由于極性基團的存在,涂膜存在一定的親水性,一般可通過交鍵結(jié)構(gòu)的隔離作用來解決其耐水性。    B.醇酸樹脂:由于其含有蓖麻油、椰子油及合成脂肪酸的中、短鏈產(chǎn)物,具有飽和度高、耐氧化性好等特點;與氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等共聚合,制成的涂層具有附著牢固、堅韌、耐熱、耐候、耐溶劑等特點,在印鐵行業(yè)用途比較廣泛。   C.丙烯酸樹脂:此類樹脂一般采用羥基丙烯酸酯,如丙烯酸羥乙酯和丙烯酸共聚,在樹脂中引進羥基和羧基,以氨基樹脂作為交聯(lián)劑,此類罩光油常用于食品罐的印刷,具有耐酸、耐堿、抗水性好,耐高溫不變黃等特點,且符合衛(wèi)生標準。   其實不管是那一類型的罩光油都有其不同的優(yōu)劣性,應(yīng)根據(jù)印刷品的不同要求來選擇適宜的罩光油,但不論如何選擇都必須要先了解清楚其產(chǎn)品的各種技術(shù)參數(shù),以便印刷能夠正常進行。 三、烘烤溫度對附著力的影響  一般情況下,印鐵產(chǎn)品的涂層是采用熱固化的形式來干燥的,這也是膠印油墨與其不同的主要差別之一,由于每個產(chǎn)品所用的原材料都不盡相同,烘烤的溫度也是隨之變化。在整個的印刷過程中,烘烤溫度是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵:   a.如果溫度過低,樹脂中的化學分子鍵未充分交聯(lián)固化成膜,不但無附著性而言,還會造成背面的蹭臟,出現(xiàn)反?。徊⑶以谙乱坏赖挠∷⒐ば蛑?,由于油墨的粘連而出現(xiàn)分張困難;尤其關(guān)鍵的是印張的背面為容器的內(nèi)壁,如果是食品罐將直接污染其所盛裝的內(nèi)容物。   b.如果溫度過高,分子鍵產(chǎn)生斷裂,涂層就易脆化,涂層也就經(jīng)不起機械加工以及高溫蒸煮而產(chǎn)生爆漆。因此,烘烤溫度的誤差值應(yīng)控制在±3℃之間,循環(huán)的風量也應(yīng)控制在21600m3/h,除此之外,還應(yīng)定期檢查機臺的運速情況,以保證每道涂層都有一個適宜的烘烤時間。   總而言之,其附著性的好壞,牽涉到諸多方面的因素,有客觀存在的,也有主觀造成的,其答案也是人見人智、各有春秋。以上文字也僅是代表我的個人觀點,由于知識面的限制,其中定有不盡人意的地方,懇請業(yè)內(nèi)同仁批評指正,共同學習。

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