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金属材料网版印刷对油墨的选择

2021-07-29 来源:嘉兴农业机械网

金属材料网版印刷对油墨的选择

编者按:本文能让读者了解在金属材料上进行网版印刷时,其最终印刷效果会受到哪些因素的影响,以及在印刷之前为何要慎重选择油墨。

作为目前备受人们青睐的一种装饰方法——网版印刷,在其具备的全部优势特点中,网印油墨的持久性是个中关键。溶剂型和UV固化油墨都能给印刷品带来丰富的色彩,同时还能帮助印品避免在操作过程中受到损伤与磨损、褪色和其他环境因素的影响。具有这些功能的网印油墨与持久性强的承印物配合使用,就能为我们带来精美的印品。

金属基体上,例如钢材和铝材,均有高质量的网版印刷应用实例,如金属标牌、铭牌、器械带、容器和许多其他的产品时常仰赖网版印刷油墨印刷功能性的图像或印记。不过进行这样的印刷对于一些没有金属基体印刷经验的网版印刷厂商来说却是一个很大的挑战。

如需在金属材料上印刷,前期的印刷准备工作一定要充分。了解金属材料上涂层的自然属性、材料的生产容差以及最佳的油墨与承印物组合,这对印刷的成败起着决定性的作用。印刷商要想有效地利用这些材料,就必须事先了解到这些金属材料的主要属性。

除此之外,还要找到适合不同材料和不同图像要求的网版印刷油墨。

认识金属承印材料

通常,当我们谈到在金属上进行网版印刷时,所指的金属其实并不是未经加工的金属材料,大多数都是经过涂布或处理的金属材料。金属上的涂层大约分为2种:热塑性涂层和热固性树脂涂层。

热塑性涂层在承印物的干燥过程中并不会发生化学反应,其干燥完全依靠蒸发或加热实现,在加热过程中,涂布材料与金属融合在一起。在给金属材料进行热塑性涂布时,必须要记住,这种涂层不能抵抗高温和侵蚀性溶剂的腐蚀,换句话说,金属上的涂层如果在网版印刷过程中遇到高温或侵蚀性溶剂,就会再次熔化。

热固性树脂涂层一般要通过“聚合”或“交联”

化学反应来实现固化。将完成涂布的金属进行长时间高温加热后,就能使涂层干燥,使其能够抵御高温和再次熔化的侵蚀,而且还具有较高的抗溶剂腐蚀和磨损能力。

可以作为金属涂布的底基材料使用的树脂系统有乙烯(增塑溶胶或溶液系统)、聚酯或丙烯酸等。乙烯基的涂层是热塑性的,虽然它比热固性涂层更柔软,而且更易附着油墨,但热塑性涂层的抗化学试剂和磨损性能较差,使它们在大多数网版印刷应用领域中受到了限制。因此,网版印刷厂更愿意使用带有热固性涂层的金属承印物。

聚酯和丙烯酸是热固性涂层中最常见的树脂。热固性涂层与柔软的热塑性涂层不同,它不溶于网印油墨,且具有更坚硬的交联保护层,使油墨很难附着在涂层上面。

在从供应商那里订购经过涂布的金属材料时,必须清楚了解金属上的涂层类型(丙烯酸、聚酯等),而且要确认涂布材料里是否含有能使油墨发生粘附的光滑剂或其他表面活性剂。如果含有表面活性剂,供应商就应该向印刷厂推荐能够在印刷前安全去除这些污染物的清洁剂。

符合金属材料网版印刷要求的油墨

溶剂型和UV固化油墨都能够用来装饰经过涂布的金属材料,但溶剂型油墨的使用更加普遍一些。虽然技术上的进步已经使UV固化油墨能够应用于多种金属材料上,但其化学成分和固化特点仍限制了应用范围,从而显得比溶剂型油墨略逊一筹。

用于金属印刷的溶剂型油墨通常具有2种干燥形式:一种是空气干燥(通过蒸发),另外一种是热固化(化学硬化或交联)。

空气干燥的油墨一般用于乙烯基、丙烯酸或亮漆效果的产品。这些油墨在干燥过程中不会发生化学反应,因此很容易被刮伤和磨损,且不能抵抗溶剂、汽油和清洁溶液的侵蚀。如果没有完全干燥,墨膜就会出现油墨结块问题。因为金属是一种比较重的承印物,所以如果在金属上发生了油墨结块的现象,就会带来一定的问题。目前,很多空气干燥的油墨都能给印刷品带来良好的灵活性和出色的户外耐久性。

采用热固性干燥方式的溶剂型油墨通常含有某种形式的环氧、瓷釉、聚酯或丙烯酸成分(环氧成分非常适用于对户外耐久性要求比较高的热固性油墨中)。所有这些油墨都需要在较高的温度下进行长时间的干燥,固化后其墨膜非常坚硬,因此它们比空气干燥的油墨更加结实,不但能抵抗溶剂、汽油和清洁溶液的腐蚀,而且能避免划伤和磨损。当然,在灵活性方面,这些油墨比空气干燥油墨要差一些,但是它们适合进行热压凸或变形。如果在堆放之前,进行了合适的固化和冷却处理,用热固性溶剂油墨生产出的印刷品就不会出现油墨结块现象。

用于金属印刷的UV固化油墨也分为2种:阳离子型和自由基型(丙烯酸酯)。阳离子型UV固化油墨的主要化学成分是环氧树脂,这种油墨系统的固化速度比传统自由基系统的速度慢一些,后者的主要成分是丙烯酸树脂。如果经过恰当的处理,这两种油墨系统都能给印刷品带来良好的户外耐久性。阳离子和自由基型UV固化油墨都属化学反应型,在固化过程中,能够产生坚硬的墨膜,不仅能抵抗磨损和化学试剂的侵蚀,还具有与热固性溶剂油墨相似的灵活性。

将油墨与印品性能要求匹配

不管为金属印刷选择哪种类型的油墨,这种油墨都应该能够满足印件对性能的具体要求。比如说,网印油墨所形成的墨膜不但要具有一定的硬度,以抵抗磨损、划伤、油墨堆积和溶剂侵蚀等问题,同时还要有足够的灵活性,方便人们对印刷品进行弯曲、模切和压凹凸。不会有一种油墨和一种金属承印物能满足你所有的生产要求,相反,你需要对金属进行不同的涂布处理,同时还要将油墨系统与不同的涂布材料和产品的最终用途相匹配。

比如说,如果产品是室内使用,就非常适合环氧树脂型油墨,其他以树脂为基础的加热固化油墨也可以;如果产品不需要具有耐溶剂腐蚀性,那么使用空气干燥的溶剂型油墨就足够了;如果印刷品既需要具备耐腐蚀性和户外耐久性,那么空气干燥型和环氧基溶剂型油墨都不是理想的选择,但其它传统热固型或UV固化型油墨均可应用于这个领域。在选择油墨类型时,首要任务是确保墨膜在干燥或固化后,能够粘附到承印物上,而且要根据不同的材料选择不同种类的油墨。

油墨的选择为什么对金属印刷如此重要?这与金属的涂布过程密切相关。如果金属涂层是热塑性的,那么很多油墨都可粘附在上面。但如果涂层是热固性的(多数网版印刷中都使用热固型油墨),采用任何一种网印油墨都比较困难,而且需要对整个生产过程进行严密且有规律的监控。

在具有热固性涂层的金属上进行印刷的困难之处在于这些涂层的硬度较高,热固性涂层的硬度会受树脂系统、涂布方式和涂层固化方式的影响。固化过程的温度越高,持续的时间越长,涂层表面就越坚硬,而表面越坚硬,油墨就越难附着在涂层上。较高的表面硬度是造成网版印刷厂很难在金属材料上印刷UV固化油墨的原因。

UV固化油墨的收缩特性,特别是自由基的多样性,是这些油墨很难附着在坚硬的热固性涂层上的主要原因。根据配方的不同,含有自由基的UV油墨层可能会随着油墨在固化过程中交联反应的进行而逐渐收缩(有时候会达到50%以上)。墨膜将在短短几秒钟内固化、收缩,而金属承印物和它上面的涂层却基本没有变化(如图1所示)。由于UV油墨的迅速收缩,给油墨和承印物之间的粘附点施加一定的压力,如果这种压力足够大,墨膜就能很容易地从金属承印物上脱落。

相反,采用传统的热固型溶剂油墨在经过涂布的金属上印刷之后,产品必须在高温下进行长时间的烘焙,使金属涂层的表面软化,从而保证油墨在涂层表面更好地附着。金属和涂层冷却后,墨膜也随之冷却下来。但发生在这一过程中的所有的缓慢收缩现象,都不会影响到油墨的附着效果。

阳离子UV油墨与自由基UV油墨相比,不太容易收缩,并且固化速度也较慢。由于墨膜的收缩不是很严重,所以这种油墨系统通常能牢固地附着在具有热固性涂层的金属材料上。然而,阳离子型油墨需要大量的能量来进行固化,而且它们在经过紫外灯固化后,还需继续固化或后固化,容易发生油墨结块现象。在使用这类油墨的时候,必须小心谨慎,使其完全固化,避免产生油墨黏附性问题。

需要时刻牢记的另一个问题是:现在市场上比较常见的涂布金属都是由卷材涂料公司生产的,它们最初的市场与印刷行业毫无关联,而且更多的是属于商业建筑行业或其他生产制造领域。因此,这些公司提供的金属都不太适合进行网版印刷。这些涂层在化学成分和交联密度等方面有着相当大的区别,质量参差不齐,这往往会使UV油墨的附着力受到限制。

为了提高油墨在市场上常见金属上的附着能力,必须在生产前确定承印物表面硬度,测试其粘附性(使用画交叉阴影线和相关测试)。除此以外,张力测试也有助于发现涂层上的异常现象,避免产生油墨附着效果不良现象。

保证理想金属印刷效果的关键是对涂布过程进行良好的控制,且保持涂层硬度达到一定的等级。与金属材料和油墨供应商密切合作,使涂层达到理想硬度,并不断地对引进的材料进行测试,使它们满足你的要求。现在,已有很多自由基和阳离子UV油墨能应用于金属承印物。金属材料供应商也应与印刷厂和油墨生产商共同努力,开发出一种更加柔软的涂层,满足印刷的需要。经常需要在金属上印刷的产品有:销售点

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