金屬印刷的對(duì)象是非吸收性的材料一低碳鍍錫薄鋼板,俗稱馬口鐵。馬口鐵印刷原理與平版膠印相類似,但在工藝上又有特殊的一面,比如: 1.馬口鐵經(jīng)印刷后油墨滯留在表面上,須通過某種形式的熱能使之干燥固化; 2.馬口鐵表面錫層光澤明亮,以光譜特性分析屬黑色相。因而在彩色印刷前,必須在馬口鐵表面涂上一層白涂料。當(dāng)然有時(shí)根據(jù)產(chǎn)品圖案的特殊藝術(shù)效果,也可部分涂上白涂料或直接利用馬口鐵鍍錫面本身的外觀; 3.馬口鐵印刷成品后。需轉(zhuǎn)入下道工序進(jìn)行機(jī)械加工,制作成各種形狀的容器或其他包裝物。而在其機(jī)械加工過程中,馬口鐵表面的油墨涂層必須耐機(jī)械沖擊,抗延伸。特殊產(chǎn)品如罐頭容器等,其油墨涂層還要具備耐高壓蒸煮的物理性能。這就要求油墨涂層與馬口鐵表面之間必須具有優(yōu)良的附著力?! ●R口鐵表面油墨涂層附著力的好壞,一直是專業(yè)人員在實(shí)踐中長(zhǎng)期探討、認(rèn)真研究的問題。它關(guān)系到馬口鐵本身的表面性能,印刷過程中使用的油墨、涂料的種類、烘烤溫度以及油墨涂層的厚薄等許多方面的因素。現(xiàn)就如何增強(qiáng)油墨涂層與馬口鐵之間的附著力的問題,談?wù)剛€(gè)人膚淺的看法。 一、馬口鐵表面性能與油墨涂層附著力的關(guān)系 馬口鐵是一種以鋼板為基料,兩面鍍上純錫,使之光澤明亮的低碳薄鋼板。鍍錫薄鋼板又以鍍錫工藝的不同,分為熱浸鍍錫板和電鍍鍍錫板兩種?! ●R口鐵的結(jié)構(gòu)是由鋼基板、錫鐵合金層、錫層、氧化膜和油膜構(gòu)成的。如圖所示: 從馬口鐵結(jié)構(gòu)上看,其表面涂有一層極薄的油膜,目的是防止馬口鐵在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中生銹,以便于在印刷時(shí)易于將成垛的馬口鐵一張張掀開。油膜成分大多是二辛癸二酸酯或乙?;』鶛幟仕狨?。目前世界各國(guó)生產(chǎn)的馬口鐵對(duì)油膜厚薄無一定標(biāo)準(zhǔn),一般涂油量控制在2~4mg/m2,但也有的在6mg/m2以上。如果涂油量過多就會(huì)影響馬口鐵沖刷質(zhì)量,使涂料、油墨層不能完全地潤(rùn)濕馬口鐵表面,在烘烤固化后的油墨層上生成圓形或橢圓形的孔隙缺陷,俗稱"眼孔"。"眼孔"會(huì)導(dǎo)致油墨層與馬口鐵之間的附著力下降。因此,馬口鐵表面涂油量在6mg/m2以上的,印刷前就要預(yù)烘一次馬口鐵,使其上過多的油膜揮發(fā)掉。預(yù)烘溫度一般在200℃、15min之間,車速4200r/h?! ×硗?,由于生產(chǎn)環(huán)境的不良,如馬口鐵在印刷前因受潮使其表面布滿細(xì)小的水珠,季節(jié)性氣候太冷等等,都會(huì)促使馬口鐵表面對(duì)涂料、油墨涂層的不相溶性,影響其附著力。類似這種現(xiàn)象,在印刷前預(yù)烘一次基本上會(huì)排除?! z測(cè)馬口鐵表面油膜是否合格,最易掌握的方法是涂料的液體張力、流延試驗(yàn)。如取少量的涂料將它緩慢地倒在平置的馬口鐵表面,注意觀察涂料。此時(shí)涂料液體很快地向周圍擴(kuò)散,且液體中心點(diǎn)向周圍潤(rùn)濕的半徑大致相等,再將馬口鐵一頭提起,使其與平面成45度角,此時(shí)液體均勻地流向另一頭,則馬口鐵油膜量符合印刷要求。如果涂料在馬口鐵表面凝聚不散或不規(guī)則地向周圍擴(kuò)散,則油膜量不符合印刷前要求,馬口鐵應(yīng)預(yù)烘后印刷。 馬口鐵表面結(jié)構(gòu)的第二層是氧化膜。馬口鐵鍍錫工序完成后,在錫表面上有一層很薄的氧化膜,其成分多為二價(jià)錫或四價(jià)錫的氧化物及其水合物,結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定。有人認(rèn)為氧化膜越薄,附著力越好,反之則差,這種說法不無道理。馬口鐵鍍錫后要進(jìn)行鈍化處理,鈍化處理的目的是使馬口鐵表面穩(wěn)定化,阻止表面氧化膜的增長(zhǎng)。過多的氧化膜會(huì)使馬口鐵在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中變色,特別是經(jīng)印刷烘烤后變色更厲害。又由于其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性,導(dǎo)致氧化膜上面的油墨層脫落,使油墨附著性能散失,出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。電鍍馬口鐵表面通常都經(jīng)過化學(xué)或電化學(xué)鈍化處理。而熱浸馬口鐵在生產(chǎn)過程中不進(jìn)行鈍化處理。因此,生產(chǎn)廠家在制作各種精美包裝金屬容器時(shí),要根據(jù)產(chǎn)品造型、機(jī)械加工特點(diǎn),正確選擇馬口鐵材料。 二、印刷涂料。油墨與剛著力的關(guān)系 馬口鐵印刷又稱印鐵,屬平版膠印類,基本原理是利用油水不相溶的物理現(xiàn)象來進(jìn)行印刷的。因此,印鐵油墨除應(yīng)具備膠印油墨的印刷適性外,還必須具備幾種性能,如耐熱性,耐溶劑性,耐加工成型性,耐蒸煮性等。所隊(duì)印刷馬口鐵產(chǎn)品,應(yīng)有所選擇地使用涂料和油墨。 1.底漆涂料 底漆涂料是馬口鐵表面印刷工藝中必不可少的第一道涂層。它的主要作用是既能牢固地附著在馬口鐵表面,同時(shí)又能容易地與其上的各色油墨附著、粘合,使馬口鐵印刷產(chǎn)品在進(jìn)行彎曲、沖擊、拉伸、卷邊等加工成型時(shí),油墨涂層不致因?yàn)闄C(jī)械加工而受損。因此,選用底漆涂料時(shí)要求漆科對(duì)金屑表面有很好的濕潤(rùn)性能,成膜后有很理想的抗機(jī)械強(qiáng)度。一般認(rèn)為,醇酸、環(huán)氧等樹脂都具備這些性能。這是由于樹脂結(jié)構(gòu)中含有脂肪族羥基、醚基及極為活潑的環(huán)氧基。羥基和醚基的極性,使得樹脂分子和相鄰表面之間產(chǎn)生電磁吸力,且環(huán)氧基與含有活潑氫的金屬表面起反應(yīng)生成化學(xué)鍵,因而附著力特別強(qiáng)。另外,樹脂固化時(shí)沒有副產(chǎn)物生成,不會(huì)產(chǎn)生氣泡,因而收縮率小,在沒有加固化劑時(shí)是熱聚性樹脂,不因受熱而變質(zhì),且耐水性強(qiáng)?! ∵x用優(yōu)良的底漆涂料,還要有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)工藝。漆料應(yīng)均勻地涂布在馬口鐵表面上,涂膜厚度應(yīng)控制在1.5~2g/m2左右。涂膜若過薄則起不了作用,過厚會(huì)引起收縮應(yīng)力,影響附著力。烘烤的實(shí)際溫度應(yīng)比理論上的標(biāo)準(zhǔn)烘烤溫度低10~15℃左右,人為地留些漆料中未反應(yīng)的極性基團(tuán),這樣在套印第一色油墨時(shí),油墨中的有機(jī)溶劑將底漆溶脹,使膜墨兩界面高分子鏈纏結(jié)密著,增強(qiáng)涂層問的附著力?! ?.印刷油墨 要合理地選用油墨品種。馬口鐵表面光滑似鎊,盡管在彩色套印前對(duì)其表面涂布上一層底漆涂料,但如果對(duì)連接料中合成樹脂與馬口鐵表面的粘附性問題考慮不足,制作出的油墨附著力就不能滿足馬口鐵印刷適性。一般宜用油改性醇酸樹脂連接料為主的油墨?! 〈妓針渲怯弥参镉突蛑舅岬冗M(jìn)行改性后的聚酯樹脂,按性能可分為干性和不干性兩大類;按含植物油或脂肪酸量的多少,又可劃分為短、中、長(zhǎng)三種油度。干性醉酸樹脂在油墨中主要有豆油、脫水蓖麻油等成分,這種樹脂可自干,也可加入氨基樹胎合用。所制作出的印鐵油墨,經(jīng)高溫固化,具有附著牢固,光澤高,疏水性較強(qiáng),保色保光等特點(diǎn),能滿足馬口鐵印刷適性及產(chǎn)品加工的要求?! ●R口鐵印刷由于其工藝的特殊性,印刷某種產(chǎn)品,往往要多次套色、烘干,且又是非吸收滲透性的光滑表面,所以在施工過程中應(yīng)控制好各色的墨層厚度。墨層偏厚,墨層間內(nèi)聚力就大.無形中抵消了底漆涂料與馬口鐵表面之間的附著力,導(dǎo)致整個(gè)涂膜層的附著力下降。特別是涂布或印刷白墨時(shí),由于白墨中二氧鈦(鈦白粉)顏料占比例大、墨層厚度應(yīng)控制在(14±2)g/m2為宜,既保持白墨色度,又維護(hù)墨層的附著力?! ?.涂布光油 馬口鐵多色套印結(jié)束后。還要在油墨表面涂布一層光油。涂布光油不僅給馬口鐵產(chǎn)品外觀圖文增加光澤度,使之鮮艷奪目,而且光泊中的部分羥基和醚鍵在油墨表面張力作用下滲透到墨層,增強(qiáng)了墨層表面的柔韌性、耐沖擊強(qiáng)度、耐磨性,達(dá)到理想的附著力。此外,光油經(jīng)高溫固化后形成的涂膜,將油墨涂層與外界隔離,使馬口鐵產(chǎn)品表面能耐物理性和化學(xué)性的物質(zhì)侵蝕?! 〕S玫墓庥?,多為環(huán)氧樹脂型、醇酸樹脂型、丙烯酸脂型。環(huán)氧樹脂型光油因含有極性高而不易水解的脂肪羥基和醚鍵,使其涂膜不僅與被涂物面的附著力好,且耐化學(xué)品性高。又因其結(jié)構(gòu)為剛性的苯核和柔性的烴鏈交替排列,促使涂膜的物理機(jī)械性能增強(qiáng)。當(dāng)然,由于極性基團(tuán)的存在,使涂膜會(huì)有-定的親水性,這就要求生產(chǎn)光油材料的廠家調(diào)整配方,通過交鍵結(jié)構(gòu)的隔離作用,也能得到良好的耐水性能?! ∽硭針渲凸庥?,含有蓖麻油、椰子油及合成脂肪酸的中、短鏈產(chǎn)物等,屬中、短油度醇酸樹脂。飽和速度高,耐氧化性好,與硝酸纖維素、氨基樹脂、五氧樹脂等共聚合,制成烘烤干燥的涂膜,具有附著牢固,強(qiáng)韌、耐熱、耐溶劑性和耐候性等特點(diǎn).被大量用于馬口鐵光油中…… 丙烯酸型光油,一般采用羥基丙烯酸酷如丙烯酸經(jīng)乙酯和丙烯酸共聚,在樹脂中引進(jìn)羥基和羧基,以氨基樹胎作為交聯(lián)劑。該光油經(jīng)高溫烘烤不泛黃,有很好的耐熱、耐酸堿及抗水等性能,常用于在食品罐頭用的馬口鐵上涂布?! 「鞣N類型的涂市光油都各有其優(yōu)劣性,在實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)承印產(chǎn)品的特點(diǎn)、用途,正確使用光油類型。但不論選用哪種類型的光油、使用前應(yīng)了解光油的固體含量,油質(zhì)的純凈度及涂布的粘度,烘烤溫度等技術(shù)數(shù)據(jù),以保證涂膜的硬度(耐磨)、光澤度和附著力。 三、烘烤溫度對(duì)馬口鐵附著力的影響 馬口鐵印刷,其表層油墨是利用熱固化形式干燥,這是金屬印刷區(qū)別于平版膠印的主到寺征之一。由于每一工序所使用的涂料、油墨所含的樹脂、顏料成分不同,因此烘烤溫度也不盡相同。嚴(yán)格控制每道工序的烘烤溫度,是馬口鐵產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在,它將直接影響整個(gè)油墨膜層的附著力。如果烘烤溫度伯低,樹脂中的化學(xué)分子鍵未充分交聯(lián)固化成膜,非但無附著力可言,還會(huì)造成馬口鐵背面粘臟,出現(xiàn)反印,下道工序因油墨粘連,使馬口鐵分張困難,影響套色(馬口鐵背面系容器內(nèi)壁,出現(xiàn)粘臟會(huì)污染容器中的內(nèi)容物)。但烘烤溫度過高,化學(xué)分于鍵斷裂,墨膜層脆化干裂,經(jīng)受不住機(jī)械加工及高溫殺菌而脫落。因此,要嚴(yán)格控制每道工序的烘烤溫度,定期檢測(cè)烘房?jī)?nèi)的溫度,力求達(dá)到烘房?jī)?nèi)的實(shí)測(cè)溫度值與烘房溫度顯示儀的溫度值誤差在13℃之間。同時(shí)在印刷過程中,循環(huán)風(fēng)量應(yīng)達(dá)到21600m3/h。烘房的電熱管、自動(dòng)溫控器、溫度顯示儀等工作必須正常。機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)速度也應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),以保證油墨涂層有合適的烘烤時(shí)間?! ●R口鐵印刷,其附著力的好壞,牽涉到諸多方面的因索,有客觀存在的,也有主觀造成的。本文僅是個(gè)人的看法,其中定有不足之處,還望與行業(yè)同仁共同研究探討。
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