文 | 任玉峰

絲網(wǎng)印刷如何提高油墨附著牢度

文 | 任玉峰

吸附是一種界面現(xiàn)象，是一種物質(zhì)的原子和分子附著在另一種物質(zhì)表面的現(xiàn)象。印刷過(guò)程油墨固著在紙張表面這一現(xiàn)象就屬于吸附現(xiàn)象。吸收也是一種界面現(xiàn)象，如果一種物質(zhì)的原子和分子均勻地透過(guò)了界面進(jìn)入到另一種物質(zhì)的原子或分子內(nèi)部就是吸收。吸附和吸收同時(shí)存在時(shí)稱為附著。

附著性是油墨對(duì)承印面粘附的牢度，如果附著不良并固著不好，沒(méi)有一定牢度，不耐摩擦，不耐沖擊，不抗疲勞，就等于沒(méi)有印刷。

吸附有化學(xué)吸附和物理吸附。化學(xué)吸附靠氫鍵力產(chǎn)生吸附，這種吸附比較牢固，如：用環(huán)氧樹(shù)脂做為連接料制成的油墨印金屬承印物，感光膠發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)附著在絲網(wǎng)上，這就是化學(xué)吸附，它的粘著性很強(qiáng)。物理吸附依靠范德華力、機(jī)械交織力，如利用熱運(yùn)動(dòng)力熱固化，但這種吸附粘著性不如化學(xué)吸附。

如何提高油墨對(duì)承印物的粘附性

提高油墨對(duì)承印物的粘附性，主要應(yīng)該從以下兩個(gè)方面著手，即油墨的印刷適性和承印材料的印刷適性。

油墨的適性控制

1．油墨中樹(shù)脂應(yīng)與承印物相匹配。

樹(shù)脂是油墨連接料的中心材料，它直接影響固著牢度，印金屬承印物油墨中連接料樹(shù)脂應(yīng)選用環(huán)氧樹(shù)脂，由于它具有環(huán)氧基，具有反應(yīng)活性，形成交聯(lián)聚合后附著力很強(qiáng)。要印聚乙烯塑料，連接料應(yīng)該用聚乙烯；印聚丙烯，就要用聚丙烯作為連接料，因?yàn)樗鼈兊臉O性及分子量相同；要印刷聚氨酯材料，油墨中連接料用聚氨酯樹(shù)脂，用它印刷后膜層堅(jiān)韌耐磨，附著良好。

2．樹(shù)脂溶劑和承印物溶解度參數(shù)要相近。

油墨中的樹(shù)脂、溶劑和承印物的溶解度參數(shù)相近時(shí)才可以印在承印物上，這樣溶劑會(huì)對(duì)承印物表面溶脹，油墨中色料會(huì)越過(guò)界面進(jìn)入到承印物內(nèi)部去，形成牢固的附著。

3．添加合適的助劑。

添加偶聯(lián)劑：偶聯(lián)劑能夠促使油墨中的樹(shù)脂及高分子承印材料產(chǎn)生偶聯(lián)體從而可提高油墨的固著效果。

織物印花油墨，加入粘合劑才能提高固著效果。常用的粘合劑有F型阿克拉明粘合劑、丁苯橡膠粘合劑和丙烯酸酯類。各類粘合劑，有各自的特點(diǎn)，但有一個(gè)共同點(diǎn)，就是只有在加入交聯(lián)劑的情況下，才能提高粘合劑的牢度。

添加交聯(lián)劑：交聯(lián)劑的作用主要是能形成粘合劑的交聯(lián)，降低粘合劑成膜溫度，提高油墨固著效果，同時(shí)墨膜的硬度、耐水性、耐溶劑性、干燥速度也大大提高。必須同時(shí)進(jìn)行蒸化或焙烘才能進(jìn)一步提高固著效果，提高水洗牢度。

但近年來(lái)，出現(xiàn)了能自身交聯(lián)的新型粘合劑，但必須在較高溫度下才能交聯(lián)，然而溫度過(guò)高，會(huì)使織物脆損，所以現(xiàn)在又向低溫自身交聯(lián)方向發(fā)展。

承印物表面要進(jìn)行處理

1．塑料及塑料薄膜處理

塑料薄膜因其使用方便，在經(jīng)上光覆膜等印后加工后，色澤鮮艷，牢固耐用，在包裝行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，是包裝業(yè)一道亮麗的風(fēng)景線。但塑料表面，因分子結(jié)構(gòu)、密度、結(jié)晶程度、極性基團(tuán)不同性能有很大差異。即使是同一種塑料其密度也有高、中、低的差異。加之塑料表面光滑，在制作時(shí)里面加了穩(wěn)定劑，具有一定的抗酸堿性和抗氧性，所以對(duì)油墨的吸附性很差，影響牢固性，耐磨性。所以必須在印前對(duì)塑料進(jìn)行表面處理。

處理的原理是，改變塑料表面的極性。塑料表面是非極性的，經(jīng)過(guò)處理以后，使塑料表面具有極性基團(tuán)，這個(gè)極性基團(tuán)，就能與油墨連接料中的極性基團(tuán)連接，從而使油墨牢固地附著在塑料表面。常用的處理方法有：A．電暈放電處理

電暈處理裝置的結(jié)構(gòu)組成是一個(gè)高壓交流電機(jī)，一個(gè)輸出變壓器，兩個(gè)電極。處理時(shí)讓塑料薄膜從兩個(gè)電極中間穿過(guò)，由于高壓電使空氣中的氧高度電離而產(chǎn)生臭氧，使薄膜表面活性化，產(chǎn)生電火放電，生成極性基團(tuán)，分子極性增大，表面張力提高，同時(shí)消除了塵埃，產(chǎn)生了肉眼看不見(jiàn)的坑穴，使表面粗化，增強(qiáng)了對(duì)油墨的吸附性，是目前普通應(yīng)用的方法。

B．火焰處理法

這種方法的原理是：讓塑料薄膜快速通過(guò)氧化火焰，轟擊出肉眼看不見(jiàn)的毛刺，對(duì)油墨的粘附性大大提高。

這種方法處理時(shí)重在“快速”，否則會(huì)“燒壞”表面，使油墨的粘附性降低，造成火焰處理的氧化膜和油墨一起脫落。處理時(shí)所用的溫度應(yīng)低于塑料薄膜的熱變形溫度。如常用于包裝的聚乙烯，熱變形溫度為60～80℃，聚乙烯熱變形溫度為100～110℃。

C．等離子體處理

等離子體在強(qiáng)電場(chǎng)、高溫、激光的作用下，中性原子或分子會(huì)失去電子電離為離子，這種離子包含的正負(fù)電荷相等故稱等離子體。

處理的原理是：射頻發(fā)生器在較高的電壓下發(fā)射激光能量，產(chǎn)生特征輝光放電現(xiàn)象，使通過(guò)的氣體物質(zhì)產(chǎn)生許多激發(fā)態(tài)電子、離子和原子，它們?cè)偃マZ擊塑料表面，使塑料表面活性基團(tuán)產(chǎn)生變化或形成新的基團(tuán)或自由基，產(chǎn)生沉積，達(dá)到了聚合物表面化學(xué)改性及物理改性的目的，產(chǎn)生了極性，會(huì)與油墨連接料中的極性集團(tuán)對(duì)接，從而使油墨附著力增強(qiáng)。

D．化學(xué)藥品及溶劑處理法

用氧化劑處理塑料表面，使塑料薄膜表面氧化生成親水基團(tuán)或其他官能團(tuán)。會(huì)與油墨中的極性基團(tuán)對(duì)接，增強(qiáng)對(duì)油墨的吸附性。

對(duì)于較厚的薄膜可用溶劑處理。常用的溶劑有表面活性劑或氯系溶劑，如二氯戌烷、五氯乙烷、三氯乙烯等，經(jīng)處理能改變塑料薄膜表面的潤(rùn)濕性，破壞塑料薄膜在制造前所加的穩(wěn)定劑（增塑劑、防氧化劑等）。

藥品處理法：給塑料薄膜表面涂上化學(xué)藥物如高錳酸鉀氯磺酸，環(huán)烷基鉻酸，使表面通過(guò)化學(xué)腐蝕來(lái)提高油墨的浸潤(rùn)能力。

E．除靜電處理

由于塑料薄膜有較好的絕緣性，電阻很大易帶靜電且很難清除，必須在印前對(duì)塑料進(jìn)行除靜電處理，以消除靜電，除去塵埃異物，從而增強(qiáng)油墨的吸附性。

除靜電的方法主要是用除靜電劑去除靜電。

硅系除靜電劑：首先用甲醇或乙醇等醇類，除去油脂和水分，再用毛刷或滾筒反復(fù)涂布除靜電劑或者將塑料薄膜浸漬在除靜電劑中，在30～40℃溫度和60～80℃的溫度下處理3小時(shí)，涂后進(jìn)行干燥，干燥后放置5小時(shí)印刷。

表面活性劑除靜電劑：此種方法除靜電的原理和硅系除靜電劑不同，主要是通過(guò)增加導(dǎo)電性不同，降低表面電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其方法也可用滾涂法和浸漬法，和硅系溶劑處理大同小異。

以上處理方法是對(duì)大多數(shù)塑料而言的，但是有一小部分塑料，表面具有極性基團(tuán)，表面粗糙，密度低，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等可不必處理，直接印刷。

2．金屬承印材料的印前處理

隨著社會(huì)發(fā)展越來(lái)越廣泛金屬材料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如金屬標(biāo)牌、三片罐、兩片罐等容器。

金屬表面由于在運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中涂了一層防銹油和工藝潤(rùn)滑油，且金屬比較活潑，長(zhǎng)期暴露在空氣中，吸收空氣中水分和氧氣形成一層氧化膜，正是由于這層防銹油和氧化膜，它對(duì)油墨會(huì)產(chǎn)生排斥及反潤(rùn)濕現(xiàn)象。所以印前必須對(duì)金屬表面進(jìn)行處理。

（1）除油處理

由于油脂分為皂化油（如植物油）和非皂化油（如凡士林、石蠟、機(jī)油），除油方法也就不同。

a．除皂化油，除皂化油的原理就是利用油脂的皂化或乳化使其脫落金屬表面。

鋁版除油：用3~4%氫氧化鈉與金屬表面油脂起皂化反應(yīng)，用5%磷酸三鈉使油類產(chǎn)生皂化物變成細(xì)小的液滴分散在水中，水89~92%，在60~70℃的溫度下除油30~60秒，就會(huì)使油脂脫離金屬表面。

鋼版的化學(xué)除油，配方：氫氧化鈉50g，碳酸鈉30g、磷酸三鈉30g、硅酸鈉5g、水800g、溫度50~80℃、時(shí)間5~7分鐘。作用：氫氧化鈉與油脂起皂化反應(yīng)，碳酸鈉控制反應(yīng)速度：磷酸三鈉、硅酸鈉起乳化作用，增強(qiáng)油污的活性而分散在水中。

b．有機(jī)溶劑除油，可除去非皂化油，如潤(rùn)滑油、石蠟、凡士林，常用的有機(jī)溶劑有汽油、煤油、甲苯、丙醇、環(huán)乙醇及某些氯化烷烴、烷烴等。方法是將金屬承印材料放在盛有有機(jī)溶劑的容器中浸泡。這種方法對(duì)于瀝青塊，干固的油脂除油效果好。

c．電化學(xué)除油：是將承印材料掛在堿性電溶解液中的陰極或陽(yáng)極上。由于電極的化學(xué)作用降低溶液界面的表面張力，電解時(shí)，電極上析出氫氣和氧氣泡，對(duì)油墨有強(qiáng)烈的撕裂作用，使油脂的附著力降低而脫離金屬表面，這種方法除油徹底，效果好，如鋅板材除油的配方：

碳酸鈉 5~10g 溫度 40~50℃磷酸三鈉 10~20g 電流密度（直流電） 500 ~ 700A/cm硅酸鈉 5~10g 時(shí)間 30s水 1000ml

（2）除氧化膜

金屬在空氣中吸收水份會(huì)生成一層氧化膜ZnO、Al2O3、FeO、Fe2O3、Zn(OH)3，這些自然形成的氧化層，結(jié)構(gòu)疏松，極易與酸堿發(fā)生反應(yīng)，會(huì)使油墨難以附著，所以可用硫酸或鹽酸配制稀溶液涂在金屬氧化層表面。以使氧化層脫離金屬表面。

3．玻璃表面處理

（1）玻璃表面狀態(tài)及印刷適度

玻璃的主要成分為SiO2，硅主要在玻璃內(nèi)部，氧原子在玻璃表面，這種結(jié)構(gòu)具有很高的表面能，很容易與其他物質(zhì)作用，如遇到空氣會(huì)與空氣中的氫結(jié)合，形成親水基因，OH（羥基）這種親水基團(tuán)浮在玻璃表面，油墨的附著很困難。

玻璃表面有堿離子，形成Na-O鍵。這種鍵很容易在空氣和水中斷鍵導(dǎo)致油墨難以附著。因此要對(duì)玻璃表面進(jìn)行處理才能印刷。

（2）玻璃表面處理方法

a．進(jìn)行感脂處理，感脂處理是在玻璃表面涂布各種硅氧烷偶聯(lián)劑，形成感脂基團(tuán)，提高玻璃對(duì)油墨的親和力。一種方法是將0.5～1%的偶聯(lián)劑乙醇溶液涂布在玻璃表面，它水解后形成良好的親和力；另一種方法是把1～5%的偶聯(lián)劑預(yù)先加在油墨中印刷后自行擴(kuò)散至玻璃表面。

b．去脂處理，去除油脂提高潤(rùn)濕性，用丙酮、甲乙酮清洗脫脂，或用二氯乙烯蒸汽脫脂。

c．強(qiáng)酸處理：通過(guò)強(qiáng)酸處理，去除堿離子提高油墨附著力。配制浸泡液；鉻酸一份、濃硫酸100份、蒸餾水4份。將玻璃在溶液中浸泡15～20分鐘，然后用蒸餾水洗凈，在80～93℃下干燥20～30分鐘。

d．物理處理，用細(xì)粉磨料進(jìn)行輕度噴砂處理或用水磨砂進(jìn)行水磨，可除去表面的附著物。提高親墨性。