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浅谈影响金属印刷附着性的几个问题

时间:2022-05-20 来源网站:陕西化工机械网

浅谈影响金属印刷附着性的几个问题

金属印刷的对象是非吸收性的材料——镀锡板马口铁。其印刷方式与平版胶印相类似,但在工艺上又有其独特的一面,比如:

1、马口铁经印刷后油墨滞留在表面,须经过加热才能干燥固化;

2、由于马口铁表面的锡层光泽明亮,通常在彩色印刷前,都要习惯性的在铁片上涂上一层白涂料。当然,这要根据印刷品的要求来定,也可直接涂于铁片的正面,也就是通常所说的镀锡面;

3、待所有工序都印刷好之后,需进行机械加工,制作成各种形状、大小不一的包装物,要求涂层经机械加工后,须符合耐冲击、抗延伸性的要求;如属于食品级的品种,还需具备耐高压蒸煮的条件;这就要求涂层与基材之间必须具备优良的附着性能。涂层与基材附着力的好坏,它关系到马口铁本身的表面性能、油墨的种类、烘烤温度以及油墨涂层的厚薄等诸多因素。

现就如何增强油墨涂层与基材(即镀锡马口铁)之间的附着性问题,与诸位行业专家学习交流:

一、马口铁表面性能与油墨涂层附着性的关系

马口铁是以薄钢板作为基料的,两面涂上纯锡使之光泽明亮;根据其工艺的不同,可分为热浸板和电镀板两种;主要由钢基板、锡铁合金层、氧化膜、油膜及锡层组成。

1.马口铁的表面通常都涂有一层极薄的油膜,其成分大多为二辛葵二酸酯或乙酰基三丁基柠檬酸酯。

目的主要是为了防止马口铁生锈,也便于在印刷时易于将成垛的马口铁一张张分开。通常油膜的厚薄无固定标准,应控制在3-5mg/m2左右。不宜太厚以免影响涂层对基材表面的润湿性,防止烘烤干燥后,印品产生缩孔等印刷故障,由于环境等季节性气候的变化,马口铁也易于受潮,直接影响其涂层的不相溶性,导致层间附着力变差。为此,许多制罐厂都将油膜量超出5-7mg/m2以上的马口铁进行预处理一次,使其油膜完全挥发完后再使用,预处理温度一般在200℃/15min 以内,车速控制在4000r/h以内为宜。

通常检测马口铁油膜量是否合格,最简单直接的方法是:取少量涂料倒于平置的马口铁上,观察其扩散情况,一般中心点向周围润湿的半径大致相等,此时,提起马口铁一角成45℃角,涂料能够均匀的流向另一方向,即说明此油膜量符合印刷要求。如凝聚不散或不规则地向周围扩散,则说明不符合印刷要求,应预烘烤后才可使用。

马口铁的第二层是氧化膜,一般马口铁镀锡工序完成后,锡的表面都留有一层薄薄的氧化膜,其结构很不稳制成的油墨经烘烤固化后,附着牢固、光泽高、疏水性强、保光保色性好等特点,基本能满足马口铁印刷适性及产品机械加工的要求。

在正常的印刷过程中,除了要选择优良的打底涂料外,科学合理的生产工艺、漆膜的厚薄、均匀的涂布以及烘烤的温度等等都是关键,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缩引力,影响其附着性;烘烤的温度在理论上也应该要比实际温度低一点,但幅度不宜太大,一般控制在10~15℃左右,人为的留些未反应完全的极性基团,以便在套印色彩时,油墨中的有机溶剂可将底漆溶胀,使涂层间的两界面高分子链更加密着,增强涂层间的附着性。

2.印刷油墨

由于马口铁的镀锡层比较光滑,尽管已打了一层底油,但在制作油墨过程中,如果忽略了合成树脂对其表面的黏附性,生产出来的油墨就不能满足其印刷的适应性了。

通常金属印刷油墨选用油改性的醇酸树脂比较适宜,这类树脂采用植物油或脂肪酸等进行改性聚合而成,按其性能可分为干性和不干性两大类;按其所含植物油或脂肪酸量的多少,又可分为短、中、长油度;干性树脂主要有豆油、脱水蓖麻油等成分,可自干,也可与氨基树脂拼用,制成的油墨经烘烤固化后,附着牢固、光泽高、疏水性强、保光保色性好等特点,基本能满足马口铁印刷适性及产品机械加工的要求。

马口铁的印刷由于其工艺的特殊性,产品的印刷往往要经过多次套印色彩、烘干,且又是非吸收渗透性的光滑表面,因此在印刷过程中应控制好各色墨层间的厚度,墨层如果太厚,其层间内聚力就大,无形中就影响了整个涂层对基材表面之间的粘附力,直接导致整个涂层的附着性下降,特别是印刷白墨时,由于白墨中的钛白粉所占比例比较大,其墨层厚度应控制在14±2g/m2,只有这样才能既保证了白墨的色度,也维护了墨层的附着性。

3.罩光油

经过了多种色彩的套印后,需要在油墨的表面涂上一层保护膜,它就是罩光油。涂上罩光油以后,既 增加了整个印刷品的美观度,又达到了理想的粘附力。关键是其光泽度、柔韧性、耐磨性、耐冲击强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类树脂组成:

A.环氧树脂:因其所含的极性比较高且有不易被水解的脂肪羟基和醚键,使其不仅附着性好、耐化学品性高;又因其结构为刚性的苯核和柔性的烃链交替排列,促使其物理机械加工性能增强。不过由于极性基团的存在,涂膜存在一定的亲水性,一般可通过交键结构的隔离作用来解决其耐水性。

B.醇酸树脂:由于其含有蓖麻油、椰子油及合成脂肪酸的中、短链产物,具有饱和度高、耐氧化性好等特点;与氨基树脂、环氧树脂等共聚合,制成的涂层具有附着牢固、坚韧、耐热、耐候、耐溶剂等特点,在印铁行业用途比较广泛。

C.丙烯酸树脂:此类树脂一般采用羟基丙烯酸酯,如丙烯酸羟乙酯和丙烯酸共聚,在树脂中引进羟基和羧基,以氨基树脂作为交联剂,此类罩光油常用于食品罐的印刷,具有耐酸、耐碱、抗水性好,耐高温不变黄等特点,且符合卫生标准。

其实不管是那一类型的罩光油都有其不同的优劣性,应根据印刷品的不同要求来选择适宜的罩光油,但不论如何选择都必须要先了解清楚其产品的各种技术参数,以便印刷能够正常进行。

二、烘烤温度对附着力的影响

一般情况下,印铁产品的涂层是采用热固化的形式来干燥的,这也是胶印油墨与其不同的主要差别之一,由于每个产品所用的原材料都不尽相同,烘烤的温度也是随之变化。在整个的印刷过程中,烘烤温度是影响产品质量的关键:

a.如果温度过低,树脂中的化学分子键未充分交联固化成膜,不但无附着性而言,还会造成背面的蹭脏,出现反印;并且在下一道的印刷工序中,由于油墨的粘连而出现分张困难;尤其关键的是印张的背面为容器的内壁,如果是食品罐将直接污染其所盛装的容物。

b.如果温度过高,分子键产生断裂,涂层就易脆化,涂层也就经不起机械加工以及高温蒸煮而产生爆漆。因此,烘烤温度的误差值应控制在±3℃之间,循环的风量也应控制在21600m3/h,除此之外,还应定期检查机台的运速情况,以保证每道涂层都有一个适宜的烘烤时间。

总而言之,其附着性的好坏,牵涉到诸多方面的因素,有客观存在的,也有主观造成的,其答案也是人见人智、各有春秋。以上文字也仅是代表我的个人观点,由于知识面的限制,其中定有不尽人意的地方,恳请业内同仁批评指正,共同学习。

马口铁的印刷由于其工艺的特殊性,产品的印刷往往要经过多次套印色彩、烘干,且又是非吸收渗透性的光滑表面,因此在印刷过程中应控制好各色墨层间的厚度,墨层如果太厚,其层间内聚力就大,无形中就影响了整个涂层对基材表面之间的粘附力,直接导致整个涂层的附着性下降,特别是印刷白墨时,由于白墨中的钛白粉所占比例比较大,其墨层厚度应控制在14±2g/m2,只有这样才能既保证了白墨的色度,也维护了墨层的附着性。

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