要使油墨具有良好的性能和質量,各種不同類型的油墨必須滿足各種具體條件的要求。例如,印刷包裝材料使用的絲網印刷油墨,其顏色應不易擦掉或剝掉;印刷玩具和食品的油墨不應有毒性;對于戶外廣告所使用的油墨必須耐候性能好;紡織品用的油墨應該耐水洗等待。
絲網印刷油墨的主要性能有:粘度、觸變性、屈服值、可塑性、彈性、干燥性、硬度、耐光性、耐化學性、粘附強度、光澤、不透明度。
1.粘度
粘度是一層流體對另一層流體作相對移動時所產生的阻力,即流體流動的內部阻力。油墨粘度一般用泊、厘泊表示。絲印油墨的粘度約在4—12Pa·s之間。油墨粘度與印刷的關系很密切。印刷速度越快,要求油墨的粘度越低;紙張結構疏松一些,油墨的粘度應該小一些。粘度指標可以使用粘度計進行測量。粘度過大油墨對承印物潤濕性差,不易通過絲網轉移到承印物上。造成印刷困難,印跡缺墨;粘度過小,會造成印跡擴大,致使印刷品線條合并,成為廢品。
影響油墨粘度的因素有以下幾種:
①對于使用同一種顏料的油墨來說,連結料粘度越大,制成的油墨粘度也大;
②對于同一種連結料來說,顏料和填充料的量越多,制成油墨的粘度越大;
③對于同一種連結料來說,如果顏料和填充料在兩個油墨中的用量相同,則顏料和填充料的顆粒越大,制成的油墨的粘度越小,顆粒越小粘度越大;
④顏料和填充料在同一種油墨連結料中分散得越好,油墨粘度越小,反之,油墨的粘度大。
2.觸變性
流體的觸變性即流體在攪動時會變得稀薄一點,但放置一段時間后又回復到原來稠厚狀態的現象。在絲印過程中,表現為油墨在靜止一定時間后變稠,粘度變大,攪動后又變稀,粘度也變小的一種可逆現象。一般認為油墨的觸變性主要是由于油墨中顏料的絮凝造成的,而顏料在連結料中的絮凝又往往是可逆的。絲網印刷油墨的觸變性越小越好。為了消除這種不利因素,在印刷之前,要充分攪拌油墨,使之恢復常態,然后進行印刷。
3.屈服值
屈服值指流體加一定外力,從彈性變形到流動變形的界限應力,也是油墨開始層流時必須施加的最低應力。屈服值太大,油墨發硬,不易打開,輸墨不便,流平性差;屈服值太小,印刷細線和網點再現性差。絲印墨層較厚,故屈服值不能太小。
4.可塑性
可塑性指受外力作用變形后,能完全或部分保持其變形的性質。絲印油墨既有流動性又有可塑性。顏料和其他固體含量高,油墨就顯得稠,可塑性就大;顏料和其他固體含量低,油墨就稀薄,可塑性就小。絲印油墨要求有一定的可塑性,以保持印刷的精度。
5.彈性
彈性指油墨涂層在變形后又重新恢復其原來狀態而不爆裂的能力。實際上,油墨對承印材料的附著牢度與油墨涂層的韌性和彈性很有關系。
6.干燥性
絲網印刷既要求油墨在網版上能夠較長時間不干燥結膜,又要求在印刷后,在承印物上干燥越快越好。這樣可以保持印跡的清潔,節省場地,加快印刷速度,提高質量。
7.硬度
絲網印刷油墨涂層的硬度是指墨膜變形的程度,可分為穿入硬度和耐刻劃硬度。從印品應用出發,用耐劃破性度量,如用相同的力,以不同硬度的鉛筆刻劃充分干燥的墨膜,以能刻破墨膜的鉛筆的H 值為所測油墨的硬度。硬度對金屬、硬塑及玻璃等剛體的裝潢印刷尤為重要。
8.耐光性
即油墨耐光照的強度。油墨褪色是由于其中的染料分子吸收了光能量所造成的。油墨的耐光性主要取決于顏料或染料的耐光性,印刷品的耐光性取決于顏料的耐光性、印刷品的材質、墨層厚度、連接料和油墨的稠稀程度。
9.耐化學性
油墨的耐水、酸、堿及溶劑的能力,統稱為耐化學性。絲網印刷油墨的耐化學性在交通標志、戶外廣告、自粘材料的應用中十分重要。其測定標準與方法要從應用目標出發,目前常用的有浸泡法和濕擦法。浸泡法是將干燥后的印品,浸泡在選定的水、酸、堿及溶劑中,經一定時間后取出,比較印品浸泡前后的變化程度;濕擦法是將布用選定的溶液浸濕后,在干燥后的印品上往返濕擦若干次,再比較印品濕擦前后的差異。
10.粘附強度
絲網印刷要求油墨具有良好的粘附強度,不同的材料對粘附強度要求也不同。印刷品的許多問題都產生于墨層粘附不牢,這是因為印刷材料選擇和材料的預處理不合適。調墨不好也會造成粘附不牢等問題,此外,要求油墨對承印材料要有良好的粘附性能。
11.光澤
絲網印刷油墨的光澤取決于承印材料的性質(吸收能力)、油墨稀釋度、使用的添加劑和油墨的干燥方法。所有光澤儀,通過測定油墨表面反射光的亮度可以測出印刷油墨的光澤。
12.不透明度
每一種絲網印刷油墨都具有具體的不透明度,不透明度與顏料、染料、油墨的連接料和添加劑有很大關系。不透明度主要由顏料所決定,顏料的質量非常重要。有機顏料的不透明度比無機顏料的不透明度要差,但使用有機顏料的顏色亮度要好些。不能依靠無限制地增加顏料的使用量來提高油墨的不透明度。關系到絲網印刷油墨的不透明度的另一重要因素是顏料顆粒的細度,油墨中的顏料顆粒愈細,不透明度就愈高。
絲網印刷油墨的基本問題
1.印刷過程中油墨的狀態
使用的油墨如果長時間處于靜止狀態就會凝固,只有攪拌起來才能使顏料粒子及載色劑調配均勻,使流動性良好。如果油墨攪拌不好,就會造成開印處與運轉正常后的印刷品質量不一。在印刷中,油墨由于反復運動及與版面不斷摩擦,會使油墨結構粘性發生變化,這對油墨向承印物轉、移有重要影響。另外,在印刷中,印版受到刮板壓力的作用,與承印物形成線性接觸,油墨則通過刮板壓力從網孔滲透到承印物上,當印版與承印物脫離時,向承印物轉移的油墨與網面上 粘附的油墨產生分裂,這種分裂對產品質量有很大影響。
2.油墨分裂現象
供給版的油墨一部分在向承印物轉移時消耗掉,一部分粘附在網上,還有一部分油墨殘留在版面上,印刷時油墨在版上來回轉動,同時在刮板板刃與版相接處承受很大的剪切力。油墨在刮板壓力的作用下通過網孔向承印物轉移,這時刮板壓力與油墨粘性及流動性之間的關系成為印刷中的一個重要條件,如果刮板壓力不足,油墨粘性大而流動不暢就會使印刷墨層不實,出現白點現象;如果刮板壓力過大、流動性大且粘性低時,油墨就會滲透到版的邊緣和承印物之間,容易 發生油墨向內迂回。在刮板壓力下,油墨向承印物轉移時,在離版的一瞬間,油墨在承印物與網版之間拉開,分成轉移到承印物上和粘附在網版上的兩部分。這時就存在以下幾種情況:油墨填充到網版的空隙中;油墨受到刮板的壓力,處于收縮狀態;離版時在網與承印物之間被急速拖拉的油墨;油墨被拉斷之后,粘彈性又恢復到原狀,這種分裂現象取決于粘彈性、離版速度、油墨與網版之間的界面張力、以及承印物對油墨的吸收性等,分裂現象是研究油墨墨層形成狀態的重 要因素。
3.油墨的轉移量
在印刷中,印版、油墨、刮板以及承印材料不變,則印出的成品質量一定,油墨均勻。當油墨溶劑隨著作業而揮發,粘性發生變化時,加之刮板板刃磨損或受溶劑作用而膨脹時,印刷質量就不穩定。
影響油墨轉移的主要因素有網的性質及網孔線數(網絲粗細和開度)、圖文性質及感光膠層厚度、繃網張力;刮板的木質和彈性、板刃角度和刮板壓力、研磨狀態、刮板印刷角度及刮動速度;承印物材質對油墨的吸收性、承印面形狀、材質彈性及油墨的其他性質。
4.油墨的拉絲
把玻璃棒以一定深度插到油墨中,再以一定速度拔出,油墨便會撥出絲來,觀察油墨絲折斷時的長度,用于判斷油墨的流動性,預測其印刷的適應性。油墨拉絲短、粘度低,印刷時則容易產生氣泡和白點;油墨拉絲長、粘度高,則漏印不好。顏料粒子表面形狀、添加劑種類、添加劑和顏料之間相互作用等等都對油墨的拉絲產生很大的影響。
5.油墨的粘度
油墨向下滴落時的粘度與屈服值、觸變性、界面張力等有關。阻止油墨分裂的性能稱為粘性,其表征參數稱為粘度。粘度在油墨的分裂現象中具有重要作用。計算粘度時,在兩塊平行板間放油墨做拉開試驗,用粘度計測定,測試時機器速度要慢。
6.印版圖文的邊緣輪廓
要得到圖文輪廓線條清晰的印刷品,在絲網印刷中應使用間接制版法。間接法印刷細線條清晰,這是因為這種制版法是貼在網面上形成的,因此邊緣清晰;直接制版因版膜中有絲,由于絲的干擾,印刷一線條可能不很流暢。目前,直接法制版在絲網印刷中占主導地位,直接法的優點是耐印率高,大量生產時制版操作簡單;間接法最大的特點是輪廓清晰。
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