絲網印刷如何提高油墨附著牢度

文 | 任玉峰

絲網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，是一種物質的原子和分子附著在另一種物質表面的現(xiàn)象。印刷過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，如果一種物質的原子和分子均勻地透過了界面進入到另一種物質的原子或分子內部就是吸收。吸附和吸收同時存在時稱為附著。

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

吸附有化學吸附和物理吸附?；瘜W吸附靠氫鍵力產生吸附，這種吸附比較牢固，如：用環(huán)氧樹脂做為連接料制成的油墨印金屬承印物，感光膠發(fā)生光化學反應附著在絲網上，這就是化學吸附，它的粘著性很強。物理吸附依靠范德華力、機械交織力，如利用熱運動力熱固化，但這種吸附粘著性不如化學吸附。

如何提高油墨對承印物的粘附性

提高油墨對承印物的粘附性，主要應該從以下兩個方面著手，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．油墨中樹脂應與承印物相匹配。

樹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脂應選用環(huán)氧樹脂，由于它具有環(huán)氧基，具有反應活性，形成交聯(lián)聚合后附著力很強。要印聚乙烯塑料，連接料應該用聚乙烯；印聚丙烯，就要用聚丙烯作為連接料，因為它們的極性及分子量相同；要印刷聚氨酯材料，油墨中連接料用聚氨酯樹脂，用它印刷后膜層堅韌耐磨，附著良好。

2．樹脂溶劑和承印物溶解度參數(shù)要相近。

油墨中的樹脂、溶劑和承印物的溶解度參數(shù)相近時才可以印在承印物上，這樣溶劑會對承印物表面溶脹，油墨中色料會越過界面進入到承印物內部去，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脂及高分子承印材料產生偶聯(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，但有一個共同點，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。必須同時進行蒸化或焙烘才能進一步提高固著效果，提高水洗牢度。

但近年來，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)，然而溫度過高，會使織物脆損，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)應用非常廣泛，是包裝業(yè)一道亮麗的風景線。但塑料表面，因分子結構、密度、結晶程度、極性基團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，在制作時里面加了穩(wěn)定劑，具有一定的抗酸堿性和抗氧性，所以對油墨的吸附性很差，影響牢固性，耐磨性。所以必須在印前對塑料進行表面處理。

處理的原理是，改變塑料表面的極性。塑料表面是非極性的，經過處理以后，使塑料表面具有極性基團，這個極性基團，就能與油墨連接料中的極性基團連接，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

電暈處理裝置的結構組成是一個高壓交流電機，一個輸出變壓器，兩個電極。處理時讓塑料薄膜從兩個電極中間穿過，由于高壓電使空氣中的氧高度電離而產生臭氧，使薄膜表面活性化，產生電火放電，生成極性基團，分子極性增大，表面張力提高，同時消除了塵埃，產生了肉眼看不見的坑穴，使表面粗化，增強了對油墨的吸附性，是目前普通應用的方法。

B．火焰處理法

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

這種方法處理時重在“快速”，否則會“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。處理時所用的溫度應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

等離子體在強電場、高溫、激光的作用下，中性原子或分子會失去電子電離為離子，這種離子包含的正負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，產生特征輝光放電現(xiàn)象，使通過的氣體物質產生許多激發(fā)態(tài)電子、離子和原子，它們再去轟擊塑料表面，使塑料表面活性基團產生變化或形成新的基團或自由基，產生沉積，達到了聚合物表面化學改性及物理改性的目的，產生了極性，會與油墨連接料中的極性集團對接，從而使油墨附著力增強。

D．化學藥品及溶劑處理法

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或其他官能團。會與油墨中的極性基團對接，增強對油墨的吸附性。

對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，經處理能改變塑料薄膜表面的潤濕性，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藥物如高錳酸鉀氯磺酸，環(huán)烷基鉻酸，使表面通過化學腐蝕來提高油墨的浸潤能力。

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，必須在印前對塑料進行除靜電處理，以消除靜電，除去塵埃異物，從而增強油墨的吸附性。

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，涂后進行干燥，干燥后放置5小時印刷。

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，主要是通過增加導電性不同，降低表面電阻來實現(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，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

隨著社會發(fā)展越來越廣泛金屬材料的應用也越來越廣泛，如金屬標牌、三片罐、兩片罐等容器。

金屬表面由于在運輸儲存過程中涂了一層防銹油和工藝潤滑油，且金屬比較活潑，長期暴露在空氣中，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，它對油墨會產生排斥及反潤濕現(xiàn)象。所以印前必須對金屬表面進行處理。

（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，用5%磷酸三鈉使油類產生皂化物變成細小的液滴分散在水中，水89~92%，在60~70℃的溫度下除油30~60秒，就會使油脂脫離金屬表面。

鋼版的化學除油，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℃、時間5~7分鐘。作用：氫氧化鈉與油脂起皂化反應，碳酸鈉控制反應速度：磷酸三鈉、硅酸鈉起乳化作用，增強油污的活性而分散在水中。

b．有機溶劑除油，可除去非皂化油，如潤滑油、石蠟、凡士林，常用的有機溶劑有汽油、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溶劑的容器中浸泡。這種方法對于瀝青塊，干固的油脂除油效果好。

c．電化學除油：是將承印材料掛在堿性電溶解液中的陰極或陽極上。由于電極的化學作用降低溶液界面的表面張力，電解時，電極上析出氫氣和氧氣泡，對油墨有強烈的撕裂作用，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 時間 30s水 1000ml

（2）除氧化膜

金屬在空氣中吸收水份會生成一層氧化膜ZnO、Al2O3、FeO、Fe2O3、Zn(OH)3，這些自然形成的氧化層，結構疏松，極易與酸堿發(fā)生反應，會使油墨難以附著，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，硅主要在玻璃內部，氧原子在玻璃表面，這種結構具有很高的表面能，很容易與其他物質作用，如遇到空氣會與空氣中的氫結合，形成親水基因，OH（羥基）這種親水基團浮在玻璃表面，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致油墨難以附著。因此要對玻璃表面進行處理才能印刷。

（2）玻璃表面處理方法

a．進行感脂處理，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，提高玻璃對油墨的親和力。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)劑預先加在油墨中印刷后自行擴散至玻璃表面。

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

c．強酸處理：通過強酸處理，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，用細粉磨料進行輕度噴砂處理或用水磨砂進行水磨，可除去表面的附著物。提高親墨性。