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丝印油墨的性能
作者: 访问量:176 日期:2018/10/13 8:45:56

   

1.粘度

粘度,又称内摩擦,是一层流体对另一层流体作相对移动时所产生的阻力。它是流体内部阻碍其流动的一种特性。油墨粘度一般用“泊”、“厘泊”来表示。丝印油墨粘度约在400012000厘泊之间。 
粘度过大油墨对承印物润湿性差,不易通过丝网转移到承印物上。造成印刷困难,印迹缺墨。 
粘度过小,会造成印迹扩大,致使印刷品线条合并,成为废品。 
粘度指标可以使用粘度计进行测量。 

粘度变化与印刷造性的关系是:

油墨在印版上,粘度愈稳定愈好,但转移到印件上后,粘度变大愈快愈好。触变性则对前者不利,对后者有利,因此适当地触变性是可取的,而剪切变调对印刷有害无益。 加溶剂、稀释刑或增塑剂,可降低粘度;加填料、颜料、硅化物,能提高粘度。 


2.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。在丝印过程中,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。 

丝网印刷油墨的触变性越小越好。为消除这种不利因素,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木规则,多角多孔,如黑墨,其触变性就大。反之,如黄墨,其触变性就小。油墨中连结料多,颜料少,触变性也小,反之则触变性大。另外连结料的不同对触变性影响也很大,如聚合植物油所制作的油墨,其触变性小,如高分子树脂作连结料,其触变性大。 


3.屈服值

屈服值是指对流体加一定外力,从弹性变形到流动变形的界限应力,也是油墨开始层流时必须施加的最低应力。

屈服值太大,油墨发硬,不易打开,输墨不便,流平性差;屈服值太小,印刷细线和网点再现性差。丝印墨层较厚,故屈服值不能太小。

丝印油墨根据不同要求,屈服值可由1000dyncm23000dyncm2,印刷精细线画时,屈服值宜取高值。 


4.流动度

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。 
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。在丝印油墨中其流动度一般控制在3050mm

测量方法是取一毫升油墨,在250克的压力经15分钟后,测量其直径即可。 
油墨的流动度大,印迹易扩大,使间隙小的细线条分辩不清以至合并;流动度小,印迹中线条易断线缺墨,印刷也困难。 


5.可塑性

可塑性是指受外力作用变形后,能完全或部分保持其变形的性质。 
丝印油墨是介于流体和半固体之间的浓调悬浮胶体,所以它既有流动性,也有可塑性。颜料和其它固体含量高,油墨就显得稠,可塑性就大;颜料和其它固体含量低,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,否则印刷的线条极易扩大。

    


   

6.表面张力

油墨的表面张力关系到油墨的转移性能和印迹在承印面上的稳定性。这种关系,在光面材料,特别是塑料表面上印刷时,显得更为突出。

例如,当油墨的表面张力大于承印面的表面张力较多时,印迹会收缩,甚至出现鱼眼状的小孔;若承印面与油墨的表面张力相近,而网版的表面张力又大于承印面的表面张力时,印刷会出现堵网现象。这些情况,可借添加表面活性剂、微晶石蜡、硅化物等加以调整,使油墨的表面张力等于或小于承印面的表两张力,以获得良好的印刷效果。 


7.细度

细度是表示油墨中颜料及其它固体原料颗粒的大小,及其这些颗粒在连接料中分布的均匀程度的指标。可用细度计把适当调稀后的油墨从细度计凹槽的最深处刮到平处,立即对光倾斜15现察。看油墨中颗粒至少15个在某一刻度范围内,其值即为该油墨的细度。 
丝印油墨的细度一般在1545微米之间。细度太粗,在印刷中会产生糊版,印不出图案。如丝网较粗,细度也可相应加粗。一般最粗的颗粒应低于网孔面积的四分之一。 
油墨的细度与固体粉末的细度是不一样的,后者指粉末的基本颗粒尺寸,它是很小的。其中一般颜料的基本颗粒尺寸小于l μm,实际上颜料是以若干基本颗粒粘连在一起的聚集状态(尺寸可达50μm)加入到油墨连结料中的,经研磨,聚集体分散开,分散得愈好,油墨颗粒(细度)愈小。一般油墨的细度为5μm左右,特细的可达12μm。细度会影响到墨膜的光泽及油墨的流。

 

8.粘弹性

粘弹性是指油墨受利板压力后被剪切断裂,丝网版弹起,油墨迅速回弹的性能。油墨和承印物粘接,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,对丝印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,在网版与承印物之间出现很多油墨细丝。这是丝印中最忌的现象,不仅易使印刷品和网版粘脏,甚至会使印刷无法进行。 
拉丝长短与油墨的粘度有关。粘度大,墨丝长;反之则短。为此常加减粘剂或降低树脂的分子量等来降低油墨粘度,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。

 
9.干燥性

丝网印刷既要求油墨在网版上能够较长时间不干燥结膜,又要求在印刷后,在承印物上干燥越快越好。这样可以保持印迹的清洁,节省场地,加快印刷速度,提高质量。 
丝印对油墨的干燥性要求,在多色连续套印时尤为突出。一般采用的干燥方法有自然干燥、热风干燥、紫外线干燥、电子束照射干燥、红外线干燥、微波干燥等多种形式。 
测定油墨的干燥程度,可采用简易方法。即制作一块宽1.5cm、长4cm。晒好图像的丝网印版,将油墨印在承印物上。观察油墨,以不粘纸为标准,计算自印刷后多长时间不粘纸,便可测定出这种油墨在此种承印物上的干燥时间。 
对于丝网印刷来说,网上慢于及印迹快干的油墨,才是理想的丝网印刷油墨,光固、热固及热印冷固等油墨就是因此而产生的。 


10.硬度

指墨膜受压变形的程度,可用油漆及涂料工业用的硬度计测量。从印品应用出发,硬度也可用耐划破性度量,如用相同的力,以不同硬度(H)的铅笔刻划充分干燥(印后48小时)的墨膜,以能刻破墨膜的铅笔的H值为所测油墨的硬度。硬度对金属、硬塑及玻璃等刚体的装演印刷甚为重要。

 
11.耐光性

是指油墨印迹在目光照射下色泽稳定程度的一种性能。它取决于颜料的耐光性、墨层厚度、连结料及填充剂等的性能。包装印刷和室外广告对油墨耐光性的要求甚高,室外广告常要求历时35年,印品色彩无明显变化。光的照射会使颜料发生化学(如氧化或还原)反应和物理(晶体)变化,导致颜料变暗、变淡以至完全退掉。 
耐光性的测定常用“8级日晒牢度蓝色标准”与印样一起放于退色仅中曝光若干小时(2040),然后取出比照,找出试样与哪级标准接近,该级号即为试样的耐光水平。

8级日晒牢度蓝色标准”是在羊毛织物上,染以8种不同牢度、相同浓度的蓝色染料,它们在等量光照下,会出现8种不同的退色情况,1级退色最严重,8级最不易退色。 


12.耐效性

视热加工要求而异,印品的油墨应在热压中不被拉脱。检测方法是将一片印刷品与一张洁净铝箔叠合在一起,用实际生产时的温度、压力和时间处理之,冷却后分开印品与铝箔,观察油墨转移到铝箔上的情况。 


13.耐化学力

油墨的耐水、酸、碱及溶剂的能力,统称为耐化学力,其测定标准与方法要从应用目标出发,目前常用的有浸泡法和湿擦法。 
浸泡法是将干燥后的印品,浸泡在选定的水、酸、碱及溶剂中,经一定时间后取出,比较印品浸泡前后的变化程度。

湿擦法是将布用选定的溶液浸湿后,在干燥后的印品上往返湿擦若干次(50100),再比较印品湿擦前后的差异。 
其它如油墨的颜色、光泽度及透明度(或遮盖力),分别用色度仪、反射光泽度计及密度计(或遮盖力仪)予以测定。 

 



14.丝印油墨的固着牢度

油墨是丝网印刷中最重要的材料,在整个印刷过程中占有极其重要的地位。因为丝网印刷的对象相当广泛,如纸张、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷和各种纺织品等等。所以正确掌握油墨的性能,是顺利进行丝网印刷的必不可少的条件。 
丝印油墨最突出的一个问题是印刷后油墨在承印物上的团着牢度。没有固着牢度,就等于没有印刷,还会造成很大的浪费。固着牢度问题涉及到油墨和承印物的粘结机理。

 

目前一般认为影响油墨固着牢度的原因有以下几点。 
  
①树脂的影响  树脂是构成油墨连结料的主要成分,油墨的固着效果与树脂性能有密切关系。 
  a. 分子量。若树脂的分子量与承印物的分子量太接近,油墨溶剂不易选择。若树脂的分子量太大,为使油墨达到丝印要求的粘度,则油墨中固体(树脂)含量就太少,造成溶剂浪费。分子量高,溶点亦高,在溶剂中难溶解,对附着效果不利。若树脂分子量太小,则内聚力与相容性太差,附着效果就差。配墨树脂的分子星选择是重要的,必须适宜。 
  b. 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。整链运动只有在更高温度下才能进行。对室温固化油墨其树脂的玻璃化温度应很低,这显然对附着效果有利。对于热固化油墨,加热温度应高于玻璃化温度,低于承印物的热形变温度。附着效果与操作(干燥)温度有关。

       c. 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承印物上的固着效果,因此丝印专用油墨对不同承印物越来越专一。单一树脂往往满足不了专用丝印油墨的需要,事实上,采用两元或三元共聚树脂、混合树脂,对树脂改性等方法能配制出质地优良的油墨。选择合适的树脂组分对固着效果有利。 
  d. 树脂单体的元素含量。合成树脂单体某元素含量的改变,使树脂的性能也随着变化。设计油墨配方时,合成一些特殊的树脂,将大大改进油墨性能。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。 
  e. 树脂的极性与结晶性。极性的存在利于固着效果,但高极性的线型聚合物,结晶性也高,可采用共聚和接技对树脂改性来破坏结晶性,保持极性。 
  实践表明,环氧树脂对木材、金属、某些塑料等许多物质能产生化学键,故许多专用丝印油墨常采用环氧树脂来配制,以期达到理想的固着效果。

 
  ②溶剂的影响 配制油墨的溶剂也影响固着效果。我们知道,采用的树脂和溶剂的溶解度参数相近是合适的,对于承印物溶解度参数也要同时考虑相近。但是对于塑料丝印油墨还要从其它丝印效果来通盘考虑(其它专用油墨也应这样)。 
  a. 树脂和溶剂的溶解度参数相近,利于溶解。 
  b. 塑料和增塑剂的溶解度参数相近利于增塑。 
  c. 油墨的溶剂与塑料的溶解度参数相近对固着效果有利,但要防止塑料表面过于受油墨溶剂的侵蚀(甚至引起塑料产生形变)。 
  d. 油墨溶剂、塑料增塑剂的溶解度参数相近易造成增塑剂被萃取或抽出。 
  e. 高沸点溶剂使用过多固着效果下降。 
  f. 溶剂选用不当固着效果差。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。

       g. 油墨中的溶剂和连结料(高分子聚合物)和承印物接触,对承印物表面进行溶胀和溶解,使承印物和油墨中的连结料相互扩散,形成一层混合后线的中间层,导致了界面的消失,形成油墨和承印物的牢固结合。 
  扩散过程是油墨溶剂对承印物表面溶解的过程,而承印物的溶解与否,则决定于油墨中的连结料和溶剂的极性。只有油墨和承印物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大分子聚合物,其分子两端很容易向承印物内扩散,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。 
  连结料在向承印物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,有利于扩散的速度和能力,也有利于油墨的粘结牢度。

 

  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。对固着效果有作用的添加剂有: 
  a. 交联剂。交联剂不但可提高油墨的固着效果而且能大大提高油墨的硬度、耐溶剂性能、耐水性能及干燥速度等。 
  b. 偶联剂。偶联剂促使油墨中树脂及高分子承印材料产生偶联作用,可提高油墨的固着效果。 
  c. 增塑剂。增塑剂可使墨膜的柔软性得到改善,同时对固着效果也有利。 


  ④油墨性能的影响 油墨的润湿性好,对固着效果有利,若承印物还没浸润,油墨已经干燥或固化,则固着效果差,这涉及油墨的流动性能问题。流动性能还和丝印的其它因素有密切关系,这里仅着重讨论固着效果。

       a. 配制油墨,必须控制溶剂的挥发速度,高沸点溶剂的存在利于流平。 
  b. 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流平。 
  c. 油墨中添加适当的流平剂。 


  ⑤承印物的影响 承印物材质直接影响着丝印油墨的固着效果。针对不同承印物配制专用油墨,是克服这一影响的一个办法。通过对承印物的改性、表面处理等办法,也可改进油墨在承印物上的固着牢度。 
  a. 通过对承印物的改性能提高油墨的固着效果。如果对难于丝印的烯烃类加入某些填料,如在聚丙烯树脂中加入些BaSO4,同时再混入些无规聚丙烯,其制品对油墨的固着效果将会有较大提高。 
  b. 对承印物表面进行清洁处理,也能提高油墨在其上的固着牢度。承印物表面的灰尘、油脂、污物的存在使油墨难以固着,必须清除。 
  c. 对承印物表面进行氧化、改变承印物的表面状态等,将极大地提高油墨的固看效果。通常难于丝印的烯烃类,经化学处理、火焰处理、电子冲击等处理就能较顺利地进行丝印。 
  d. 用偶联剂对承印物进行预处理,促使表面基团的活化,也能改善油墨在承印物上的固着效果。