瓶子表面印刷屬于容器印刷,用曲面絲網印刷機就可以完成。而對于用無極性的 PE、PP材料所加工成的瓶子,如洗發水、沐浴露、化妝品、殺蟲劑等瓶子的印刷,一般皆選用光固化油墨,所以絲印前必須對PE、PP表面處理方能解決油墨在其上的附著牢固。那么,光固化油墨的最佳固化條件是什么? PE、PP瓶子如何極化處理才能達到好的著墨效果,就此問題,敘述于下。
一、UV油墨的基本知識
1.UV油墨的組成及在油墨中的作用
、俜磻韵♂寗ㄓ址Q稀釋劑單體):是一種分子量較。ǖ头肿恿浚┗瘜W物,它可降低粘度,起分散顏料和稀釋樹脂的作用,決定油墨的表面特性,如粘度、硬度、柔軟性。它不揮發,并且參與UV樹脂固化交聯反應。
、谥鷦喊伭稀櫥瑒⒃龊駝⑻畛淞、促固劑等,它影響到油墨的顏色、固化速度、墨層厚度以及印刷適性和油墨的耐候性等。
、酃夤虡渲核荱V油墨成膜的主要部分,即UV油墨的連接料,決定UV油墨的光澤、附著力。不同的油墨用不同的樹脂來適應不同材質的承印物。
④引發劑:它是激發交聯反應的化學物質。在光化學反應中,引發劑一經光激發吸收光子后便變得非常興奮活躍,產生自由基,將能量傳遞到其它感 光性高分子,使其連鎖反應,把單分子物、添加劑、光固樹脂結合起來,形成網狀穩定結構,油墨結膜牢固地附著在承印物上。
2.UV油墨固化及對固化系統的要求
、俜瓷湔值念愋停壕劢剐,非聚焦型和多面反射型。一般使用聚焦型,非聚焦型和多面反射型常用來固化光油(沒有著色料的油墨)。
②UV燈:UV燈的功率要滿足能穿透UV油墨達到固化的要求。 UV燈的最長使用壽命不能超過1200小時,一般建議使用l000小時就應更換下來。每隔一定時間清潔燈管,清潔后將燈管逆時針旋轉1/4周(可重復三次)。在安裝和清洗UV燈時要小心。
③化系統的檢測:可用能量計測量UV燈的輸出能量。用UV,IMAP波形顯示器繪制出UV圖,根據UV圖,檢測固化系統;若繪制出的能量圖很尖,說明固化系統無問題;若頂端為駝峰,說明反射罩有灰塵;若頂端為圓的,說明燈管老化,根據老化的程度該更換的應換掉。
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●UV燈的功率:即UV光的輻射量,也稱穿透力,一定要滿足紫外固化油墨 的要求,若UV燈的功率不夠,即使光照時間再長,或者重復固化次數,也不能使油墨完全固化。所以當UV燈的功率不夠時,就需通過高功率的燈使油墨固化,這是因為低功率的燈發出的UV光不能穿透到墨層底部,使底部不固化。
●固化速度:固化速度要從兩方面來考慮。一是充分固化;二是以最佳固化速度固化。最佳固化速度的選擇方法是:先以某一速度通過UV機固化,如果固化了,再加快速度,直到通過固化機出來的墨層不能固化為止,這時,就能確定最佳固化速度,即開始不固化的速度×0.8=最佳固化速度。
●UV燈的光譜波長范圍:即UV燈的分光感度范圍一定要與UV油墨相匹配。 一般要求UV燈的波長范圍為l80-420nm之間。
、莞街Φ臏y試:
將印件通過UV機后冷卻至室溫,可將印件劃格6×6mm,注意,只能劃穿墨膜而不能損傷,用3M-600#膠帶測試附著力,通過測試附著力可說明下列問題:
●若膠帶上沒有墨層,則說明固化良好,附著力好。
●若印跡全部轉移到膠帶上,則說明有四個問題:油墨系列沒選對(即與承印物材質不匹配);承印物中含有大量的增塑劑或表面脫模劑;承印物表面張力太低,須進行處理或已處理而沒有處理好;油墨固化不良。
●印跡邊緣不轉移,而中間部分轉移到膠帶上,則說明是沒有完全固化,這是因為燈的功率不夠或是燈的功率滿足了,但固化速度太快。
●印跡成為鬼影,表明油墨沒完全固化。
●疊印時,若第二個顏色附著力不好,膠帶測試時,僅第二層掉,說明第一個顏色過度固化了;若疊印后測試兩層都掉了,說明第一層固化不足。疊色印時UV固化的規則為70/30RULE,即70%固化,30%未固化,最后墨層應100%固化。
、咛砑觿┑挠绊。
加入添加劑會影響油墨的一些性能,如加入引發劑,可提高附著力,但會影響油墨的柔軟性,并且加入的量過多,會立即引起交聯而不能印刷。
、喙に嚄l件:
●UV油墨印刷中的絲網一般選用高張力,低延伸率,S級平紋絲網或單雙面壓平絲網。網框強度好。
●網版上的張力一致,誤差±2N/cm,張力不一致,油墨層不均勻,并能產生位置偏差。
●網距一般在2-4mm之間,應根據張力大小調整網距。
●刮板硬度在60°~90°選用,一般手工用70°,機印80°。
●承印物的預處理。由于承印物材料表面狀況不同,要對承印物進行表面處 理,這對UV油墨的附著力是極其重要的。對于塑料軟片,可用蘸酒精或異丙醇的清潔布清擦,以除去浮在承印物表面的增塑劑及不純的化學物質,如灰塵,油脂;對于表面張力低的PP 、PE、PU、PET等材料,可根據印件的厚、薄,分別進行火焰處理或電暈處理,以增加其表面活性從而改善其附著力。經表面處理后使承印物表面張力達到≥45達因/厘米為佳。
●油墨在使用前要充分攪拌,特別是加入添加劑后一定要攪拌均勻,否則就會產生有的固化附著力強,有的沒有固化或未充分固化附著力差,印件還會產生粘連。
●UV燈的功率一定要滿足要求,并調整好固化速度。
●固化后冷卻至室溫,用3M-600#膠帶進行劃格測試,固化后24小時,附 著力和耐溶劑性達到最佳。
●洗網,普通洗網水洗網,但不能夠用酒精,因為酒精能損壞網模版。
、釟夂驅V油墨的影響。
●溫度的影響:溫度高,UV油墨的粘度變低,印刷后易產生毛牙和糊版現象。溫度低,粘度高,易產生不完全固化現象。因此要求夏天油墨要冷藏,絲印車間溫度不能過高;冬天在冷凍環境中拿來時,應提前放置于印刷環境的溫度下,并適當放慢固化速度。
●濕度的影響:濕度影響承印物的表面狀態及油墨對承印物的絲印性能。
⑩顏色的影響。
因為各種顏色對光的反射不同,故UV油墨隨顏色的不同對油墨的UV固化是有影響的,七色對光的反射波長與光固化快慢的關系。
二、瓶子(塑料PE、PP、PET等)印前處理要求及參數
目前光固化油墨還沒有直接用于未處理的PE、PP瓶子上,所以,要印PE 、PP瓶子,在印前必須對PE、PP進行極化處理,否則UV墨不能牢固地附著。那么如何極化處理?
極化處理的方法有多種,在PE、PP塑料及其瓶子行業大多數用火焰處理 的方法,這種火焰處理的結果是利用火焰中含有O、N0、OH和NH等自由基,它 能把高聚物如PE、PP等表面氧抽取出來,隨后按自由基機理進行表面氧化, 并引入了一些極性的含氧基團發生斷鏈反應,對無極性PE、PP達到極化來改變其表面的潤濕性,保證了油墨的附著牢度。
水表面張力為72.5達因/厘米,油表面張力為25-50達因/厘米。
火焰處理的參數:目前有火焰處理的單位大多數使用煤氣作燃燒源,應控制空氣:煤氣=7:1才能達到藍紫火焰,這時火焰溫度可達1270。C左右,火焰內芯長度控制在6-19mm,火焰芯頂端至表面為l 0-15mm,接觸時間為l-4秒(LDPE為1-2秒,HDPE為3-4秒),旋轉速度100-150轉/分,可處理的表面深度在40-90A,使PE、PP表面能達到45達因/厘米來滿足油墨附著的牢度要求。
對PE、PP塑料瓶子火焰處理后的極化效果的檢測:當PE、PP經火焰處理后,必須達到>45達因原來的表面張力值才能確保UV墨牢固地附著,因此火焰處理效果的檢測是很重要的,其方法有達因測試筆(用乙二醇乙醚35%+甲酰胺65%混合液)檢測和浸水檢測。目前普遍應用浸水來檢測,即將火焰處理過的PE、PP瓶子全部浸沒在凈水中,然后將瓶子從水中取出稍停片刻(約10秒鐘左右)讓多余的水流掉,然后觀看瓶子被處理部位表面是否布滿了一層均勻的水膜,若是布滿了并持續l5秒鐘以上的親水,則說明該火焰處理已達到可印刷的要求,若瓶子表面水膜不連續,甚至像雨后荷葉上水珠況,這時就必須調整火焰處理參數來滿足要求,例如空氣與燃氣的燃燒比例,火焰有效成份與PE、 PP接觸的時間和距離等等。
三、絲印工藝參數
1.油墨在印刷前要徹底攪拌,并將濺在盛墨罐蓋上物質全部刮入油墨內攪拌均勻。
2.絲網及網版。絲網:目數>355目/英寸的黃色,高強度,低延伸網。網版:張力18-25N/cm,用直接感光漿或毛細菲林,膜層厚度15-25微米。
3.膠刮:硬度為80°聚氨酯尖刮。
4.網版清洗用普通洗網水。
5.固化條件:中/高壓水銀燈,波長:280-380nm,峰值在365nm較好。功率:80-120W/cm左右。過UV速度:調整光固化能量的需求。
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