不同环境下钢桶丝网的印刷油墨

        目前，国内制桶企业采用丝网印刷工艺已越来越广泛，但在印刷方面，制桶企业应该说是外行，所以在实际生产中经常出现质量、工艺、效率等问题。尤其在冬季，环境温度较低，北方的许多钢桶生产企业在给钢桶表面进行丝网印刷图文时，或多或少的都会出现一些质量问题，如油墨干燥速度慢、附着力差、拉丝、龟裂和滋墨等。这些现象直接影响了钢桶的销售和企业的经济效益，同时也给企业造成了许多不良的影响。那么产生这些现象的原因和影响因素有哪些?我们在生产中应如何预防?要回答这些问题，首先要了解钢桶丝网印刷油墨的结构和性质，从而了解如何选用。所以，我们先从钢桶丝网印刷油墨的性能入手进行探讨。
　　一、钢桶丝网印刷油墨的性能
　　要使钢桶丝网印刷的油墨具有良好的性能和质量，无论钢桶生产企业在进行丝网印刷时采用哪一种类型的油墨，其油墨都必须满足其颜色不易擦掉或剥离等条件的要求。而钢桶丝网印刷时油墨的主要性能由下列参数来表示。如粘度、触变性、流动度、可塑性、粘弹性、干燥性、硬度、耐光性、耐化学性、粘附强度。
　　1.油墨的粘度
　　粘度是一层流体对另一流体作相对移动时所产生的阻力，即流体流动时的内部阻力。油墨粘度一般用泊、厘泊表示。丝印油墨的粘度约在4～12PA．S之间。油墨粘度与印刷的关系很密切。印刷速度越快，要求印刷油墨的粘度越低；根据生产实际经验，在冬季，在室外对钢桶进行丝网印刷时，其印刷油墨的粘度应相应低些；油墨的粘度指标可以用粘度计来进行测量。粘度过大的油墨对钢桶的润湿性就差，这时油墨就不易通过丝网而转移到钢桶上。造成印刷困难，印刷后的图文缺墨；粘度过小时，印刷后会造成印迹扩大，致使印刷图文线条重合，从而造成废品。
　　影响钢桶丝网印刷油墨粘度的因素有下列几种：
　　①目前，钢桶的丝网印刷油墨大都采用单色，对于这种使用同一种颜料的油墨来说，连结料粘度越大，制成的油墨粘度也大。
　　②对于同一种连结料来说，如果颜料和填充料的量越多，制成油墨的粘度越大；
　　③对于同一种连结料来说，如果颜料和填充料在两个油墨中的用量相同，则颜料和填充料的颗粒越大，制成油墨的粘度越小，颗粒越小粘度越大；
　　④颜料和填充料在同一种油墨连结料中分散得越好，油墨粘度越小，反之，油墨的粘度大。
　　2.油墨的触变性
　　触变性是指液体由于应力粘度降低而后又恢复其原来粘度的能力。在丝网印刷过程中，表现为油墨在静止一定时间后变稠，粘度变大，搅动后又变稀，粘度也变小的一种可逆现象。因为，油墨中颜料颗粒的外形是不规则的，尽管吸附了一层连结料，也是一种不规则的圆球。所以，在静止一定时间后，颜料颗粒就会接触或相距很近，造成相互吸引，阻碍颗粒的自由活动，油墨就变稠、变粘。然而，这种暂时稳定的结构，被外力搅动后，很快被破坏，解除了颗粒之间的相互吸引力，颗粒的自由运动又得到恢复，流动性提高了，油墨变稀，粘度下降。

钢桶丝网印刷油墨的触变性应越小越好。为了消除这种不利因素，在印刷之前，要充分搅拌油墨，使之恢复常态，然后进行印刷。油墨中的颜料颗粒越不规则，其触变性越大，反之，其触变性就小。如黑墨，触变性就大；而白墨和黄墨其触变性就小。另外油墨中连结料多，颜料少，触变性也小，反之，触变性大。
　　3.油墨的流动度
　　钢桶丝网印刷油墨的流动度是粘度的倒数。即：粘度大，流动度小；粘度小，流动度就大。
　　钢桶丝网印刷油墨的流动度可以看作是在无外力作用下，一定量的油墨在一定时间内和一定的平整面上自然流动的程度。油墨的流动度可以衡量油墨的稀稠。在钢桶丝网印刷油墨中，其流动度一般控制在30～50mm。测量方法是取1mL油墨，在50g的压力下经15min后，测量其直径即可。
　　实践证明，钢桶丝网印刷时，油墨的流动度越大，印刷后的图文墨迹扩散程度越大，使间隙小的细线条纹分辨不清以至于合并；油墨的流动度小，印刷后图文的墨迹中存在有断线和缺墨现象，印刷也困难。
　　4.油墨的可塑性
　　可塑性指受外力作用变形后，能完全或部分保持其变形的性质。丝印油墨既有流动性又有可塑性。颜料和其他固体含量高，油墨就显得稠，可塑性就大；颜料和其他固体含量低，油墨就稀薄，可塑性就小。丝印油墨要求有一定的可塑性，以保持印刷的精度。
　　5.油墨的粘弹性
　　钢桶丝网印刷油墨的粘弹性指油墨受刮板压力后被剪切断裂，丝网版弹起，油墨迅速回弹的性能。油墨和钢桶粘接，和丝网脱离，出现迅速缩回的现象，是典型的油墨粘弹性现象。
　　油墨的粘弹性，对丝网印刷影响较大的是出现拉丝现象。拉丝现象就是当刮墨板刮过，网版弹起瞬间，在网版与钢桶之间出现很多油墨细丝。这是钢桶丝网印刷中最忌的现象，不仅易使钢桶和网版粘脏，甚至会使钢桶丝网印刷无法进行。
　　拉丝长与油墨的粘度有关。粘度大，墨丝长；反之则短。为此常通过加减粘剂或降低树脂的分子量等来降低油墨的粘度，改善油墨粘弹性，减少拉丝现象。
　　拉丝现象还与作用力的时间有关。同一油墨，若分离速度很快呈弹性分裂，则墨丝短；分离速度很慢，则油墨像纯液体一样完全流下，不成丝。
　　6.油墨的干燥性
　　钢桶丝网印刷既要求油墨在丝网版上能够较长时间不干燥结膜，又要求印刷后，在钢桶上干燥越快越好。这样可以保持印刷后的图文清晰洁净，不但钢桶的印刷质量可以保证，而且还能满足及时交货的要求。
　　7.油墨的硬度
　　钢桶丝网印刷油墨涂层的硬度是指墨膜变形的程度，可分为穿入硬度和耐刻划硬度。从钢桶的实际应用出发，用耐划破性度量，如用相同的力，以不同硬度的铅笔刻划充分干燥的墨膜，以能刻破墨膜的铅笔的H值为所测量油墨的硬度。钢桶印刷时油墨的硬度对钢桶丝网印刷来说是一个较为重要的参数。

8.油墨的耐光性
　　钢桶丝网印刷油墨的耐光性即油墨耐光照的强度。油墨褪色是由于其中的颜料分子吸收了光能所造成的。油墨的耐光性主要取决于颜料或染料的耐光性，钢桶表面印刷图文的耐光性取决于颜料的耐光性、钢桶的材质、墨层厚度、连接料和油墨的稠稀程度。
　　9.油墨的耐化学性
　　钢桶丝网印刷油墨的耐水、酸、碱及溶剂的能力，统称为耐化学性。其测定标准与方法根据应用实际，目前常用的有浸泡法和湿擦法。浸泡法是将印刷完干燥后的钢桶，浸泡在选定的水、酸、碱及溶剂中，经一定时间后取出，比较钢桶印刷图文浸泡前后的变化程度；湿擦法是将布用选定的溶液浸湿后，在印刷完干燥后的钢桶上往返湿擦若干次，再比较钢桶印刷图文湿擦前后的差异。
　　二、钢桶丝网印刷油墨的附着力
　　钢桶丝网印刷要求油墨具有良好的附着力，丝印油墨的附着力问题也是钢桶丝网印刷后油墨最突出的一个问题。如果钢桶印刷后油墨在钢桶上没有附着力，就等于没有印刷，还会造成很大的浪费。油墨的附着力问题涉及到油墨和钢桶的粘结机理。目前一般认为影响油墨附着力的原因有以下几点：
　　1.树脂的影响
　　树脂是构成油墨连结料的主要成分，油墨的附着力与树脂性能有密切的关系。
　　①分子量。若树脂的分子量与钢桶表面涂层涂料的分子量太接近，油墨溶剂不易选择。若树脂的分子量太大，为使油墨达到丝网印刷的要求粘度，则油墨中固体(树脂)含量就太少，造成溶剂的浪费。分子量高，溶点也高，在溶剂中难溶解，对附着效果不利。若树脂分子量太小，则内聚力相容差，附着效果就差。配墨树脂的分子量选择是很重要的，必须适宜。
　　②玻璃化温度。高分子链段运动只有在玻璃化温度以上，才具有显著的扩散速度。整链运动只有在高温度下才能进行。对室温固化油墨，其树脂的玻璃化温度应很低，这显然对附着力有利。
　　③树脂的组分。树脂分子中的官能团、支链结构等直接影响油墨在钢桶上的附着效果，因此，在钢桶丝网印刷中对不同涂层的钢桶采用的印刷油墨也是不相同的。如钢桶表面的涂层有涂氨基烘漆涂层和镀锌涂层、镀铬涂层及镀锡涂层等。
　　④树脂单体的元素含量。合成树脂单体某元素含量的改变，使树脂的性能也随之变化。所以，设计钢桶丝印油墨配方时，合成一些特殊的树脂，将大大改进油墨的性能。树脂单体某一元素含量的改变，将导致树脂某一特性的突出变化。
　　⑤树脂的极性与结晶性。极性的存在利于油墨的附着效果，但高极性的线型聚合物，结晶性也高，可采用共聚和接枝对树脂改性来破坏结晶性，保持极性。

实践证明，环氧树脂对钢桶表面涂层涂料能产生化学键，所以，钢桶丝网印刷油墨常采用环氧树脂来配制，以期达到理想的附着效果。
　　2.溶剂的影响
　　配制油墨的溶剂也影响其附着能力。大家知道，采用的树脂和溶剂的溶解度参数相近是合适的，对于钢桶表面涂层涂料的溶解度参数也要同时考虑相近。
　　①树脂和溶剂的溶解度参数相近，利于溶解。
　　②高沸点的溶剂使用过多，油墨的附着力下降。
　　③溶剂选用不当，油墨的附着力差。溶剂的使用要从多方因素来考虑，所以油墨溶剂常使用三种以上的混合溶剂。
　　④油墨中的溶剂和连结料（高分子聚合物）和钢桶表面涂层涂料接触，对钢桶表面涂层涂料进行溶胀和溶解，使钢桶表面涂层涂料和油墨中的连结料相互扩散，形成一层混合后无界线的中间层，导致了界面的消失，形成油墨和钢桶表面涂层涂料的牢固结合。
　　扩散过程是油墨溶剂对钢桶表面涂层涂料溶解的过程，而钢桶表面涂层涂料溶解与否，则决定于油墨中的连结料和溶剂的极性。只有油墨和钢桶表面涂层涂料的极性相似时才能溶解，才具有粘合牢度。
　　油墨中的连结料一般是线型结构的分子聚合物，其分子两端很容易向钢桶表面涂层涂料中扩散，短侧链不利于扩散，大支链有利于扩散。
　　连结料的分子量大、链长，其渗透慢，扩散也慢。分子量小，则渗透快，粘结力大，但本身内聚强度小。因此作为连结料的高分子聚合物需要有一最佳分子量，既利于扩散，又有一定内聚强度。
　　连结料在向钢桶表面涂层扩散过程中对温度较敏感，提高温度能促进大分子的布朗运动，有利于提高扩散的速度和能力，也有利于油墨的粘结牢度。这也就是为什么夏天给钢桶表面印刷图文时，油墨的干燥速度快且附着力好，而冬天干燥速度慢且油墨的附着力又差的原因。
　　3.添加剂的影响
　　种类繁多的添加剂，将大大改善油墨的性能。对附着力有作用的添加剂有：
　　①交联剂。交联剂不但可提高油墨的附着力，而且能大大提高油墨的硬度、耐水性能及干燥速度等。
　②偶联剂。偶联剂促使油墨中树脂及高分子钢桶表面涂层材料产生偶联作用，可提高油墨的附着力。
　　③增塑剂。增塑剂可使墨膜的柔软性得到改善，同时对附着力也有提高。
　　4.油墨性能的影响
　　油墨的润湿性好，对其附着力有利，若钢桶表面还没有浸润，油墨已经干燥或固化，则附着力就差。
　　①配制油墨时，必须控制溶剂的挥发速度，高沸点溶剂的存在有利于流平。
　　②采用适当分子量的树脂来配制油墨，树脂的粘度越高越不利于油墨的流平。
　　③油墨中添加适当的流平剂。

       5.钢桶表面质量的影响
　　钢桶表面涂层直接影响着丝印油墨的附着力。针对不同的涂层（如氨基烘漆涂层的钢桶、醇酸烘漆涂层的钢桶、镀锌涂层表面的钢桶、镀铬涂层表面的钢桶和镀锡涂层表面的钢桶），应配制专用油墨，来提高油墨的附着力。另外，对钢桶表面进行清洁处理，也能提高油墨在钢桶表面上的附着力。如钢桶表面的灰尘、油脂、污物的存在都会使油墨难以附着，所以必须清除。
　　三、钢桶丝网印刷油墨的种类
　　钢桶丝网印刷油墨一般可分为抗蚀油墨、抗电镀油墨和两液(双组份)反应型油墨。
　　1.抗蚀油墨
　　在钢桶丝网印刷中所使用的抗腐蚀油墨主要是溶剂型抗蚀油墨。
　　该油墨有较好的抗蚀性，最后使用溶剂去膜。例如：沥青油墨，可采用5号筑路沥青溶解在汽油中，达到一定粘度，即可进行丝网印刷，生产成本低；还可将白厚漆加醇酸清漆、酚醛清漆、汽油、松节油等混合使用。
　　2.抗电镀油墨
　　抗电镀油墨主体成分有沥青型、改性聚乙烯型、合成橡胶型和热固环氧树脂型等。
　　3.两液反应型油墨
　　两液反应型油墨也叫做双组份反应型油墨。是利用化学性质完全不同的两个组份印刷前充分混合均匀，立即进行印刷，印刷后发生化学反应，进行高分子化合而干燥结膜。
　　四、实用油墨状况及存在问题
　　目前许多钢桶生产厂家所使用的丝印油墨可归纳成两大类：
　　一类为慢干性油墨；另一类为快干性油墨。其中慢干性油墨大部分钢桶生产厂家使用金属胶印油墨。它的主要配方为油墨＋醇酸漆＋干燥油，其比例为油墨75%～80%；醇酸漆为20%；干燥油为3%～5%。加干燥油的目的主要是加快丝印后印刷图文的干燥速度，这种油墨印刷后图文的附着力强。但其干燥速度慢，一般情况下，夏天需要10～30mIN，冬季需要的时间就更长了。所以这种油墨在冬季不适应在北方使用。而另一类快干油墨，主要是两液反应型油墨的一种，即该油墨由甲乙两组份组成，在印刷前，将乙组份加入甲组份中，其加入的比例根据生产实际情况和天气状况而定。一般情况下我们将乙组份称为慢干剂，油墨中加入慢干剂量的多少，直接影响钢桶丝网印刷的质量。慢干剂量加入得越多，丝印后图文的附着力就越差。但如果慢干剂量加入得太少，印刷时很容易封版，造成操作困难。
　　从上面的分析可看出，油墨的性能直接影响钢桶丝印的效果，钢桶生产厂家应根据生产实际气候的变化，合理选择适应自己生产要求的油墨，以达到钢桶丝印的最佳效果。

来源：东方包装网