凹版印刷材料.ppt

第3章凹版印刷材料,3.1凹印油墨3.1.1凹印油墨的组成,1.色料色料的选择色泽鲜艳，着色力强体质要轻、柔软，不易磨损印版滚筒分散性好性能稳定溶剂释放性良好,3.1凹印油墨3.1.1凹印油墨的组成,1.色料主要决定油墨的色相、着色力和各种耐性；另外还将影响油墨的稠度和干燥性。（1）无机颜料无机盐类：铬黄、铁红、锰紫、体质颜料氧化物类：钛白、锌钡白单质元素：碳黑金属颜料：铜粉、铝粉,1.色料,（2）有机颜料色源颜料：偶氮颜料：有黄色、桔色和红色等色相。汉莎黄、联苯胺黄、立索尔红、永久红等酞菁颜料：酞菁蓝、酞菁绿色淀颜料：偶氮色淀颜料：金光红C酸性色淀颜料：孔雀蓝、射光蓝碱性色淀颜料：,2.连接料,（1）树脂固体树脂决定了凹印油墨的某些属性，如粘稠度、光泽、干燥、耐摩擦性及各种耐抗性等。在凹印油墨中，所选树脂应满足以下主要条件：色浅，无气味，透明，干燥后有一定复溶性不变色，不损坏版面；储存中稳定，与颜料不发生反应与颜料有良好的亲和力和湿润性软化点较高（140）有良好的溶剂释放性，便于快速干燥能与选定的溶剂形成高浓度低粘度体系在承印物表面有较强附着力，成膜后墨膜硬度高，有较好的耐酸、耐碱、耐化学药品和耐光的性能能形成有合适光泽和柔韧性的墨膜,2.连接料,（1）树脂硝化纤维素：皮膜强度和耐热性好，与多种树脂和增塑剂有互溶性，是玻璃纸和塑料用油墨的常用树脂聚酰胺树脂：对颜料的分散性好，光泽好，对多种承印材料都有良好的附着力，耐酸、碱。是塑料油墨的常用树脂。氯化聚丙烯树脂：常用于未处理塑料制品上，能获得较高的附着力，但与其他树脂的互溶性差，颜料分散性和印刷适性需通过接枝改善，主要用作BOPP复合薄膜的里印油墨。氯乙烯醋酸乙烯共聚物：用于聚氯乙烯、皮革用的油墨，或作为聚酰胺和聚酯等蒸煮袋的油墨。环化橡胶：可在未处理过的聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜上印刷，但溶剂脱离性差，印墨中残留的溶剂较多。丁睛橡胶：有优异的耐油性，可用作增塑剂含量多的软质聚氯乙烯等制品的印刷油墨。粘接性较好，对极性高分子物质有良好的相溶性，但遇热和光容易变色。,2.连接料,（1）树脂氯丁橡胶：结晶度高，极性大，粘接优异，初期粘接力强，但耐油性比丁睛橡胶差，不能用于有大量增塑剂存在的塑料印刷油墨。聚氨酯树脂：粘接范围广，皮膜柔软且强韧，溶剂脱离性好，印刷品残留溶剂少，耐水性、耐溶剂性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐药品性、耐氧化性和复合粘着性好等优点。是很好的里印油墨用树脂，还可作聚酯、聚酰胺等蒸煮袋用的高性能油墨。丙烯酸酯类树脂：成膜性好，耐光性和耐药品性好，主要用于聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等耐溶剂性差的塑料制品，特别适用于醇类油墨印刷的塑料制品。醇酸树酯：有优良的耐候性、柔软性，便不耐碱。能溶于酯、酮类溶剂，但不溶于脂肪族溶剂。,2.连接料,（2）溶剂溶剂在凹印油墨中起到溶解树脂、决定油墨干燥性能、油墨粘度的作用。凹印油墨选择溶剂应满足下列条件：沸点在80150能充分溶解选定的树脂能将残留在版面上的干燥墨膜溶解不腐蚀凹印机上各滚筒和刮墨刀无毒或微毒，无异常刺激气味有适当的挥发速度,2.连接料,（2）溶剂甲苯：芳香气味，有毒，挥发速度中等，溶解性强二甲苯：性能与甲苯相似，但毒性、溶解性和挥发性比甲苯小乙醇：挥发速度中等偏上，基本上不侵蚀印版和各种塑料，能溶解醇溶性树脂异丙醇：性能与乙醇相似，但溶解性小，挥发速度慢。丙酮：挥发速度快，溶解性好，能溶解多种树脂，蒸气会刺激人体粘膜。环已酮：挥发速度慢，能溶解聚酰胺、纤维素。乙酸乙酯：挥发速度快，能溶解酯类纤维。乙酸丁酯：挥发速度慢，在油墨中能防止树脂和硝化纤维素析出。,3.辅助剂,抗静电剂：表面活性剂消泡剂稀释剂增塑剂聚乙烯蜡,3.1.2凹印油墨的分类,根据用途不同分类出版凹印油墨：用于书刊、报纸等出版物的凹版印刷包装凹印油墨：用于在流通过程中保护及识别、销售和方便使用产品的容器、材料及辅助物的凹版印刷特种凹印油墨：主要是指证券凹印油墨,3.1.1凹印油墨的分类,根据承印材料分类塑料凹印油墨：主要分表印油墨和里印油墨（也称复合油墨）两大类。纸张凹印油墨主要使用硝化纤维素系列树脂。铝箔凹印油墨采用氯乙烯醋酸乙烯共聚合树脂、丙烯酸树脂，以芳香烃、酮类、酯类为溶剂。,3.1.1凹印油墨的分类,根据印刷方法分类雕刻凹版油墨：稠度大、粘性较小、墨丝短、遮盖力强，具有适当触变性，依靠氧化结膜干燥，主要用印刷钞票等有价证券。照相凹版油墨：低粘度的流体型墨，流动性好而表面张力低，干燥速度快。按照选用的溶剂，又分为苯型、混合型、醇型和水型凹印墨。,3.1.1凹印油墨的分类,根据连接料分类有机溶剂型凹印油墨：主要使用易挥发的低沸点有机溶剂、配以能溶解于其中的树脂。水基型凹印油墨：采用是是丙烯酸类树脂，并配有水、氨水、乙醇等物质。,3.1.2有机溶剂型凹印油墨,特点具有良好的印刷适性、干燥快、光泽度好、色彩鲜艳污染环境，危害健康组成有机颜料树脂：聚酰胺树脂、聚胺酯树脂、醇酸树脂、硝化纤维素有机溶剂助剂,有机溶剂的种类及性质,脂肪烃类：一般气味小，毒性小，价格便宜，但溶解性较差。芳香烃类：有较强烈的刺激性气味，溶解性、挥发性好，毒性大，成本较低。酯类：有强烈的气味，微毒，成本高，溶解性很强。醇类：对某些树脂溶解性好，气味好，微毒，成本略高。酮类：气味不佳，毒性较小，价格较高，有很强的溶解力。醚：气味柔和，毒性小，价格高，溶解性良好。混合型溶剂：混合型溶剂既能很好地溶解树脂，又能通过改变其配比来调节油墨的干燥速度，是凹印油墨主要使用的溶剂。,有机溶剂的作用,对固体物质的溶解性溶剂用以溶解树脂和辅助剂，它能改善油墨的流动性，使油墨转移良好。调节粘度溶剂是低粘度的液体，加到油墨中，可降低其粘度，以适应凹印印版上着墨孔的深度和印刷速度。调节油墨干燥速度在凹印过程中，可根据印刷速度、干燥装置的能力、气候条件、图案面积的大小等，适当调节溶剂的种类和各组成百分比以获得理想的产品增强对承印材料的润湿或溶解在印刷塑料薄膜时，如果凹印油墨对薄膜面不润湿或不溶解，导致油墨粘着不好则会影响印刷效果，而溶剂能起到改善润湿和溶解的作用。,有机溶剂的选择,1.溶剂的溶解性与树脂相匹配：极性相似相溶原则根据“化学结构相似相溶”原理，溶剂与聚合物如果有相同的极性，溶解效果好。溶解度参数、氢键强度相近原则：极性较强的体系，若两种物质的溶解度参数相近且氢键强属同一等级强度时，可望溶解；非（或弱）极性体系时，只要两种物质的溶解度参数小于1.5即可溶解。单个体系溶解度参数：（E/V）1/2混合溶剂的溶解度参数：m=V11+V22+Vnn,常用有机溶剂常数表,A为闭杯；B为开杯A为乙醚1；B为乙酸正丁酯100。氢键S=强；M=中；W=弱。,常用聚合物的溶解度参数,有机溶剂的选择,2.溶剂的挥发性与油墨的干燥速度相匹配根据印刷速度、干燥系统的能力、车间温度及图文面积等因素选择适当的溶剂来调节油墨干燥速度。溶剂的挥发速度除与自身因素有关外，还受树脂和颜料的影响,有机溶剂的选择,3.环保与安全在作业车间内挥发性有要溶剂的浓度必须低于50mg/m3如果溶剂闪点较低，则可在凹印机的干燥装置中引入惰性气体在能满足凹印工艺要求的前提下，凹印油墨选用的油墨应低毒或无毒、挥发性小、安全可靠。4.经济性在保证印刷质量和生产的稳定的前提下，应尽量选用价格低廉的溶剂5.其他的一些指标对颜料的润湿性比较好，不会使颜料结晶转移而引起色相变化，更不能溶解油墨中的颜料不能使承印物材料发生老化、粘连等，也不应在墨层中残留下溶剂的气味,有机溶剂的使用要求,不同承印材料对应的凹印油墨其溶剂不应混用：不同凹印油墨有自己专用的溶剂，不能随意误用，否则，会出现油墨呈色不良，堵版或墨脱落。粘度调节要合适：外界条件确定下，油墨粘度是保证其转移性能的一个关键因素。粘度太小，印刷品会产生针孔、发虚，对承印材料的粘着力下降，严重时会出现粉化现象。粘度太大，则造成糊版、起皮等故障，所以使用混合溶剂对凹印油墨进行稀释时，必须控制其粘度，调整到合适的数值。挥发速度要与印刷速度相适应：凹印油墨中使用的溶剂，可根据挥发速度分：促干溶剂、标准溶剂、延干溶剂和超延干溶剂4类，它们针对的对象和要求不同。一般情况用标准溶剂，但在印刷速度较快、实地较多情况下，要使用一定的促干溶剂，反之，使用延干溶剂和超延干溶剂。安全和环保问题：印刷上要求凹印油墨无毒或低毒、安全，然而许多有机溶剂的蒸气是有毒且易燃，所以在配制时要注意其允许的浓度值。,3.1.3水基型凹印油墨,特点环保、安全稳定性、干燥性、某些耐抗性不佳组成色料：耐碱性强，在水中分散性好的颜料，永久红、酞菁蓝、联苯胺黄、钛白粉纯水溶剂乙醇碱性物质：氨水、单乙醇胺（MEA）、三乙醇胺（TEA）树脂：丙烯酸类树脂助剂,连结料树脂的选择,碱溶性树脂分子质量（MW）：170015500选择标准酸值（AV）:135155溶解过程：ROOH+NH3COOHNH4干燥过程：COOHNH4ROOH+NH3乳液型树脂：丙烯酸乳液颗粒直径接近0.08m选择要求适当的相对分子量：25000100000在最低成膜温度下合适的Tg值,助剂的选择,消泡剂：三甲基硅油等，通过自身化学反应来消除气泡稳定剂：氨水或乙醇胺等，保持PH值稳定在7.58.5稀释剂：水、乙醇等，降低油墨粘度，增加流动性蜡：增加墨膜的耐摩擦性,水基凹印油墨的使用要求,适当浅版化：传墨量比溶剂型凹印墨大15以上固含量是溶剂型凹印墨的1.5倍使用消泡剂：弱碱性水基墨更易产生气泡加入0.1左右消泡剂干燥温度控制：PH值的控制：控制在7.58.5之间,3.1.4凹印油墨的性能及测试,凹印油墨测试粘度测试射流粘度计着色力测试S=B/A100%S：样品油墨的着色力，用百分比表示A：冲淡标准油墨所需的白墨量B：冲淡样品油墨所需的白墨量细度测试：刮板细度计,凹印油墨的印刷适性,流变性和流平性凹印油墨是牛顿流体的低粘度油墨牛顿流体在不同剪切速率下，其粘度为常数牛顿流体的流变特性只有粘度附着性吸收性承印材料：机械抛锚效应非吸收性承印材料：先润湿后吸附,凹印油墨的印刷适性,干燥性受溶剂种类、性质的影响受机器干燥装置的影响树脂、色料对溶剂的挥发速率也有所影响初干性和彻干性用刮板细度计来测定。初干性以mm/30s计；彻干性以s/100m计。粘弹性凹印速度快，油墨要求应力松弛时间长，在印刷时不易拉丝，即墨丝短，在瞬间内发生断裂，无法呈现粘性流动，而是在油墨内聚力下，表现出良好的回弹性。,3.2.1凹印纸张,常见凹印用纸白卡纸：主要用于印刷香烟、食品、化妆品等包装盒。除此外还用于名片、封皮、请柬等的印刷。由100漂白硫酸盐木浆制成的一层或多层结合的白色硬纸，其纸厚实，两面平滑，白度高，挺度、耐破度、抗水能力高。它分A、B、C三级。有卷筒纸和单张纸两种。单张纸尺寸为8801230mm、7871092mm，卷筒纸幅宽有787mm、1092mm、1575mm。定量为200、220、250、270、300g/m2。,3.2.1凹印纸张,常见凹印用纸铜版纸：又称涂料纸，是一种经过涂布整饰之后制成的高级印刷纸。用于印刷图片、画报、画册、年历等。铜版纸按涂布面可分单面和双面两种，按光泽度分高光泽、有光泽和无光泽3种，按质量又可分A、B、C三级。有卷筒纸和单张纸两种。单张纸尺寸为8801230mm、7871092mm，卷筒纸幅宽有787mm、1092mm、1575mm。定量为70250g/m2。,3.2.1凹印纸张,常见凹印用纸证券纸与邮票纸：证券纸用以印刷支票、汇票及长期保存又不易伪造等印刷品。它是双面光纸，有特号、一号、三号3种，特号用100漂白棉浆制成，其余两种用漂白棉浆、化学木浆（35以内）等制成。邮票纸是专门用来印刷普通邮票、纪念邮票和特种邮票。它是用完全漂白亚硫酸盐木浆制成，有时也加入少量漂白棉浆，多为卷筒料。,3.2.1凹印纸张,常见凹印用纸水松纸：特种工业用纸，专供卷烟厂做过滤嘴烟滤嘴棒外包装用。主要分为印刷型和涂布型两大类，水松纸的定量在3340g/m2之间，是卷筒纸，尺寸规格为宽4856mm，长20003000m。水松纸同吸烟者嘴唇直接接触，并且具有一定的抗水性和湿强度。,3.2.1凹印纸张,常见凹印用纸铝箔纸：是纸张采用复合方式和铝箔形成复合材料，或者通过真空镀铝的方式把金属铝涂布在纸张上而获得。常见有两类：用于各类卷烟用内衬和印刷基材，其定量为4080g/m2，宽度为62130mm，常见有涂油铝箔纸、染色铝箔纸、印字防伪铝箔纸、压花铝箔纸、印刷用铝箔纸等；用于烟盒、洒盒等各种产品的外包装印刷基材，定量为250350g/m2，常见卷筒或平张覆膜卡纸、覆箔板卡、印金板卡纸及覆箔、覆膜插舌卡纸等。,凹印纸张的印刷适性,纸张首先要有良好的平滑度和可压缩性纸张在受压瞬间对油墨的接受性要好、吸收性要小抗张强度高白度高凹印用纸中填料的硬度不能太高且含量低表面强度要求不高,3.2.2塑料薄膜和铝箔,塑料薄膜的表面特性表面张力（表面自由能）低：PP29mN/m。PE31mN/m，溶解度参数小：印刷时一般要求塑料薄膜和油墨中溶剂的差值小于3（J/ml）1/2。结晶度高：化学性能稳定，难以被溶剂溶或溶解，因此，油墨中的高分子聚合链很难与塑料分子相互扩散或缠结形成粘附力。分子链上无极性基团：油墨在塑料表面上的附着力较弱。表面平滑度高：比表面积小，且不能形成机械咬合力，不利于油墨附着。易产生静电：摩擦产生的电荷难以消失。,参数与附着的关系,接触角与附着的关系：90为能润湿，90为不能润湿。表面张力与附着的关系：塑料薄膜的临界表面张力高，润湿和附着性好；反之则差。溶解度参数与附着的关系：反映两物质的相溶性，当两者之间的溶解度参数相同或相近时，则相溶性和溶解性就好，附着力就大。分子极性与附着的关系：塑料薄膜与油墨分子的极性越大，它们间的附着力越大，结合就越紧密。表面粗糙度与附着的关系：90时，粗糙度越大，越容易被润湿，印墨的附着力越大；90时，粗糙度越大越难以被润湿，印墨的附着力越小。,润湿,润湿是指固体表面的气体被液体所取代，衡量润湿程度的参数是接触角。接触角是指在固、液、气三相交界处，从固液界面经过液体内部到达气液界面的夹角。90为不润湿，90为润湿；角越小润湿越好；180为不完全不润湿，0为完全润湿。杨氏方程：,数值上LS总是介于S和LS之间，即SLSL或SLSL，固体表面被润湿的条件是：SLS，所以SS。,常用塑料薄膜,聚乙烯薄膜（PE）：分为低密度聚乙烯薄膜（LDPE）、中密度聚乙烯薄膜（MDPE）、高密度聚乙烯薄膜（HDPE）和单向拉伸高密度聚乙烯薄膜等。聚乙烯薄膜热封性好，透气性较大，透湿性较小，延展性较大，较难控制套印精度，对油墨的附着牢度差，印刷前必须进行表面电晕处理，使其表面张力达到3844mN/m。聚丙烯薄膜（PP）：分为吹塑聚丙烯薄膜（IPP）、流延聚内烯薄膜（CPP）、双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）等。聚丙烯薄膜的透明性好，伸展变化较聚乙烯薄膜小，套色精度较聚乙烯薄膜易掌握，但受热过高（100以上）仍会延伸变形。油墨附着力差，印刷前必须进行表面处理，使其表面张力大于38mN/M。,常用塑料薄膜,聚酯薄膜（PET）：机械强度大、尺寸稳定性好，透明度高，光泽性好，具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性，但热封性不佳，由于绝缘性强，凹印中极易产生静电积累现象，因此需要有效的静电消除器。聚氯乙烯（PVC）：透明性、光泽和印刷适性好，但耐热、耐寒性差，大多有毒，容易拉伸变形，受热后更易拉伸。聚酰胺：透明性好，光泽性和印刷适性好，拉伸强度大，耐磨性、耐穿刺性优良，具有较好的耐热、耐寒性和良好的耐油性，但热封合比较困难。玻璃纸（PT）：透明度、光泽度和油墨附着性好，不带静电，延伸性小，印刷适性好，但脆性大，防潮性与耐热、耐寒性差。,塑料薄膜的表面处理,电晕处理：通过空气电离后生成的各种等离子体