软包装凹版印刷油墨和复合粘合剂部分问题的探讨

1、软包装凹版印刷油墨和复合粘合剂部分问题的探讨 一、软包装的油墨和粘合剂的应用塑料软包装制品，在低温季节印刷时或使用过程没问题，而当在高温季节印刷或使用过程，墨膜互相粘连。在高温季节印刷或复膜时没问题，而当在低温季节使用时，出现复合膜没有复合强度。 前者是油墨体系里热塑性树脂软化点过低或油墨体系含有过量的慢干溶剂残留在墨膜里，一旦环境温度升高，就会因释放溶剂而软化回粘。后者是由于油墨或粘合剂体系里的分散助剂使用不当或过量造成的。下面就上述问题进行探讨。 1、用压力解决墨层、胶层过厚导致的粘附问题： 印刷和复合涂布的加压，可使印刷墨膜层和涂布粘合剂胶层之间的粘结达到紧密配合，并使油墨和粘合剂在压力

2、下产生流动，有利于油墨体系的分子和粘合剂体系的分子扩散和渗透，从而提高油墨与承印物、粘合剂与印刷墨膜的附着粘结强度。 当然，压力应以不使墨膜、粘合剂及复合膜变形为度。也就是说，在加压后，其目的还在于排出多余油墨或胶料，减少墨层和胶层的厚度，从而保证整个墨层和胶层厚薄均匀、致密，防止局部欠墨或欠胶而产生空隙，还可以防止某些油墨和粘合剂在加热固化或冷却熟化时因排出挥发物而产生气泡。 2、用吹风等解决溶剂残留问题： 通常包装印刷过程中采用红外干燥、紫外干燥、吹风冷却甚至烘道干燥、晾置；目的是让油墨和粘合剂体系里的溶剂挥发，粘度增大，便于油墨成膜、粘合剂复合工艺的操作。同时还能让油墨和粘合剂充分湿润承

3、印物表面，利于其扩散、渗透和吸附。所以，有溶剂的油墨和粘合剂需要充分吹风、红外烘烤等，迫使溶剂挥发和蒸发完全。无溶剂的，则可以在印刷、涂胶后立即覆膜粘结。 红外、紫外、吹风、烘烤等晾置时间的冷却，取决于溶剂的挥发速度和蒸发速率。既不宜过长，以免墨膜和胶膜硬化（固化），附着力不好，粘结不牢；也不宜过短，以致溶剂挥发、蒸发或交联不够，造成油墨的附着牢度不好和粘合剂的复合强度降低。 我们知道：印刷和复膜可以在室温下，也可以在红外、紫外、加热烘烤固化或冷吹风熟化等条件下进行，或者在红外加热和冷吹风交替进行，也可在红外和紫外交替进行。这须视油墨和粘合剂的固化（熟化）温度等加以选择。特别是待油墨成膜和粘合

4、剂熟化（固化）后再去复合才是科学的。 3、用湿润分散剂解决油墨和粘合剂的流平粘附问题： 实践告诉我们：无论软包装油墨和粘合剂粘附界面发生了什么作用，油墨和粘合剂对其粘附材料（承印物或底材）表面的完全浸润，是获得粘附强度的先决条件，但影响湿润的因素主要有油墨和粘合剂的本质，其次还有被粘附物的粗糙程度、孔隙度、吸附层的污染程度，以及润湿时间的长短等。 在软包装凹版印刷油墨和复膜用的粘合剂体系中，为了改变油墨体系对颜料表面性能除掉其表面吸附的水和空气，改变其极性，构成吸附层，产生电荷斥力和空间位阻效应，防止颜料、填料粒子再度形成有害的絮凝甚至胶化，保持上述的分散体系处于稳定和悬浮状态，降低液/固之间

5、的表面张力，增加颜料或填料与连结基料的亲合力，缩短油墨制造、粘合剂合成过程的研磨时间和油墨对承印物的湿润附着性，常常添加湿润分散剂或偶联剂。实践早已证明：如果油墨和粘合剂体系添加过量的湿润分散剂，反而湿润的能力下降，油墨和胶水干后粘合附着力也会下降，尤其是在低温时就暴露出来。 可以看出为了提高油墨体系中颜、填料的湿润效率，在设计软包装印刷凹版油墨和粘合剂的配方时，要选择适宜的树脂浓度，粘度不宜过高，湿润分散剂不宜过量，更不宜单一选用，应选用高固量、低粘度的油墨和粘合剂。分散剂应与偶联剂配伍、协同，结合不同分散设备，设计合适的颜填料/连结基料比，既起湿润分散，又起无机与有机架桥作用，还要根据油墨

6、和粘合剂的特性种类，选择相应的湿润剂和偶联剂，实现其吸附使用的目的。因为油墨和粘合剂是一个多相的分散体，在有机颜料与无机颜料之间、有机填料与无机填料之间、颜料与填料之间、颜填料与连结基料（树脂）之间、树脂与溶剂之间的表面必然会产生竞争吸附，所以一定要注意颜料、填料、树脂表面吸附物的添加顺序以及承印物材料尤其是高分子与低分子化合物的酸碱性、油墨和粘合剂与承印物表面吸附的强弱性。 从吸附理论中得知：软包装凹版印刷油墨和粘合剂的印刷墨层和复合粘合剂涂布胶层越薄、越小，粘附力越大，粘结强度也越高。因此，在保证印刷网点不丢失或复合涂布不欠胶的前提条件下，墨层和胶层应尽可能地薄一些为好。 若油墨体系里连结

7、料（树脂）或粘合剂的粘度过大，不仅不易在印刷后转移均匀，涂布均匀，而且也不利于印刷油墨对承印物或粘合剂对印刷墨膜的渗透和扩散，更不利于粘合剂对印刷墨膜及承印物的渗透和扩散，有损油墨的附着力和粘合剂复膜后粘结强度。必要时，采用适当的溶剂进行稀释或更换网浅的印版或涂布辊。热力学的粘附理论条件是：油墨和粘合剂的表面张力相等。即OS=OL。此时，粘附能WA及浸润张力F达到最大值，界面张力OSL达到最小值，这就是完全浸润。此时，界面过剩的自由能达到最小值，固液体界面呈最高的稳定状态，两相分子的吸附和取向等作用达到最大。 承印物（聚合物）的OC是一种物理性质，它和聚合物的其他理化特性，如溶解度参数SP，玻

8、璃化温度Tg、磨擦系数Us等有密切的关系。一般说来，Oc值低的聚合物，其SP值、Tg值、Us值也都低。反过来，也可以利用承印物（聚合物）的各项特性粗略地判断它和粘附难易的程度。 另一方面，粘附强度的高低还有一个表面粗糙程度的问题。对油墨或粘合剂来说，真正光滑的固体表面，并不是理想的粘附面，只有具有一定的粗糙程度，才可以增大粘附面积，并和油墨或粘合剂之间发生机械的“啮合”作用。 我们在实际的印刷、复膜时，真正的光滑表面，在微观上是不存在的，用高倍显微镜就可以发现，看上去是平滑的两个表面相接触时，其接触面积往往只占总面积的1%，如果用油墨或粘合剂将接触的间隙填满，就可借“镶嵌”作用和粘附力，使之联

9、结。用化学的理论来说，油墨或粘合剂的溶解度与承印复合物的溶解度相近时，其两者之间的氢键值往往也十分相近，就可以借助印刷或涂布的作用力使之键合。 当我们在讨论承印复合物表面粗糙时，更不能忘记，单纯追求表面粗糙，就可以实现油墨或粘合剂的粘附也是不科学的，比如，表面过于粗糙，以及具有明显的凹凸不平现象对油墨的成膜吸附和粘合剂的粘结也是不利的。承印物或印刷墨膜界面太粗糙，界面不能接触的地方，就会形成缺陷，这些缺陷，能使油墨或粘合剂无法进入，起到不粘附的作用，反而会产生应力集中，从而大大降低了油墨与承印物、粘合剂与印刷墨膜的粘结附着强度，对于上述表面，用墨量稍少（转印率厚薄）油墨网点就会丢失；涂胶量过少

10、就会形成欠胶，也同样会降低复膜的粘结强度。4、用油墨和粘合剂浸润承印物的表面孔隙度： 有些承印物表面（包括墨膜表面），有许多肉眼看不到的开口毛细孔，如果油墨或粘合剂能够浸润孔壁，则要排除空气渗入孔隙内，并“镶嵌”在孔中，利于提高粘附强度。油墨或粘合剂渗入孔内的深度，与孔隙的形状和大小有关，还受油墨对承印物、粘合剂对印刷墨膜表面的粘附力，油墨的细度包括粘合剂的粘度及固化时间等因素的影响，其表达项目是：油墨渗入承印物毛细孔的深度；粘合剂渗入墨膜毛细孔的深度；粘附力（尔格/厘米2）；固液界面张力；毛细孔半径（um）；流动时间（S）油墨的粘度。 5、控制油墨和粘合剂的粘度及增塑剂用量： 为了应对弱界面

11、层对粘附的影响，只有控制油墨、粘合剂的粘度去处理。承印聚合物、油墨墨膜中含有部分低聚物，此类低分子物的流动性大，极易渗出承印聚合物表面，或极易渗现墨膜的表面（如分散剂），使表面张力减小。承印聚合物和油墨配伍生产加工过程中加入的润滑剂、增塑剂、稳定剂等低分子物渗出表面。承印物表面、墨膜表面吸附的薄层气体和水分，以及外来固体和液体，如灰尘和油污等的污染。为了预防和消除这些弱界面层的影响，在印刷前在复合前必须对承印物表面和墨膜表面加以处理。 为了应对增塑剂的影响，只有控制其用量，选择相对应的增塑剂。我们知道：在油墨和粘合剂中使用增塑剂的目的，主要是使油墨墨膜和粘合剂粘结层获得韧性，其次，对粘度大的油

12、墨和粘合剂也可以降低该体系基料的内聚力，加大该体系基料的扩散能力，提高粘附强度。选择增塑剂时，应考虑增塑剂与基料及承印物的相溶性，还要注意增塑剂的用量。在油墨和粘合剂中，增塑剂用量一般控制在10%以下，过量反而降低该产品的粘附力。 6、用适量的填充剂弥补油墨和粘合剂的不足： 在印刷油墨和复合胶中使用填充料，不仅可以节约该产品体系的基料，并降低材料成本，还可以减少油墨和粘合剂粘结缝的收缩率等。同时可大大提高墨膜和粘合剂粘结强度，另一方面，如导电，这些赋予某些的特性等。通常应用的填充料有：还原银粉或电解银粉、氧化锌粉、活性二氧化硅（白炭黑）、云母粉、碳酸钙等。为了应对油墨和粘合剂的影响，控制贮存时

13、间是最好的方法。 油墨和粘合剂粘附力，往往会随着贮存期的增加而下降，这是因为油墨和粘合剂在贮存期中，发生了表面老化，如果暴露在空气中，这种老化现象则会更为严重。所以油墨和粘合剂应该在隔绝的空气的容器中贮存，但不宜时间过长。 7、掌握固化温度，提高粘附性： 固化温度的增高，增大了油墨、粘合剂体系中基料分子的热运动的能力，使扩散的速度加快，有利于浸润和吸附，增强附着力，并提高粘结强度。从另一方面讲，固化温度并不是越高越好，首先，不得超过承印物的软化点（温度），以免承印复合材料的变形。若温度过高，油墨和粘合剂流动到微空隙时容易产生气泡而降低其粘附强度。为了应对干燥成膜时间的影响，除了油墨体系和粘合剂

14、体系里的溶剂，必须考虑到溶剂配伍的梯度平衡。 另一个方面，在印刷油墨与承印材料和粘合剂与形成的墨膜接触不长的时间范围内，承印物和复合材料粘结强度往往会随着固化时间的增加而增大，同时，会随着时间的增长，强度增大的机率却愈来愈小。也就是说，当达到某一个数值以后，其粘附强度就不再会增大了。通常被人们视为油墨和粘合剂扩散是一个过程，而且也将会随着油墨和粘合剂的分子量的不同，达到最大粘附强度的固化时间也不尽相同。也就是说，相同体系分子量高的，固化时间就会长一些；相同的印刷油墨和相同的粘合剂也会因固化时间的长短与收缩尺寸大小发生不同的变化。所以说，固化温度和固化时间是会互相制约的，简言之，提高温度，增加光

15、能和光强，可缩短时间；降低温度和降低光强，则要延长时间。 8、用抗静电助剂解决不易着墨、不易涂胶问题： 在软包装中，尤其是轮转连续的印刷和连续涂胶的胶水复合过程中，由于塑料薄膜等与印刷、涂布机有关部分的磨擦，往往会产生一定数量的静电，又由于上述一些承印物系电绝缘体，静电荷不易逸散而越积越多，有可能会形成几万伏的积累。静电，除了会产生火灾外，还会因静电不易着墨而丢失印刷图文的网点和不易将胶水涂布均匀，甚至复膜不牢，从而导致包装印刷制品的质量低下脱墨、脱胶、脱膜。为此建议适量地在印刷油墨和胶水体系里添加抗静电剂，提高油墨转印率和胶水涂布量，是目前使用的方法之一。 9、有待应对问题还有以下三点： (

16、1)复合胶现大都采用凹印方法涂布，用于连续平面卷筒材料，因该方法可连续操作，速度快，无胶水飞溅，用料省，质量好，劳动强度低又劳动保护好，但缺陷是只可涂布平面。 (2)粘附质量的好坏，也与基材的表面有关，尤其是在适当的电晕法或化学法处理的承印物和印刷油墨墨膜。 (3)墨膜层和胶膜层的熟化（固化）的程度大小直接关系到油墨与承印物、粘合剂与印刷墨膜的粘附牢度的高低未完全熟化的墨膜就去涂胶和未完全熟化的胶层就去复膜，往往能使粘结强度降低。二、 粘合剂和油墨匹配中易出现的问题塑料软包复合生产时经常遇到，复合产品熟化2448 小时后仍然不干，甚至熟化后的产品通过制袋、热封的地方会出现皱折；复合后油墨部分转

17、移及全部转移；其实这跟复合膜胶层不干及油墨的复溶性太强有关，常在高温高湿季节出现。1、复合膜不干的现象分析：、胶粘剂分析：聚氨酯粘合剂主剂以OH 封端的高分子聚酯、聚氨酯化合物，本身具有一定粘性，聚氨酯粘合剂固化剂含NCO（异氰根）封端聚氨酯化合物。前者只有通过与固化剂内的异氰根反应，产生网状交链结构，才有较高剥离强度。而后者的中异氰根极易跟含有羟基、氨基的物质（水份、醇类、胺类）起反应。聚氨酯粘合剂主剂与固化剂反应的速度一般与催化剂用量、温度、浓度有关，催化剂用量越多，反应速度越快，温度越高反应速度越快，浓度越大而反应速度越快。可见，胶层不干的主要原因是主剂与固化剂交链反应不完全，即有部分主

18、剂没有与固化剂反应，因为主剂是具有粘性的物质，因此复合膜的胶层就具有粘性。影响了产品的质量。而造成主剂与固化剂交联不全完的原因在于固化剂内NCO 基团大量被水份或醇类消耗掉了。、使用聚氨酯油墨也易出现胶层不干。首先对聚氨酯油墨体系进行分析，聚氨酯油墨的组成：颜料、聚氨酯树脂、助剂、溶剂等。聚氨酯油墨的稀释溶剂组成成份一般有：丁酮、乙酯、丁酯、异丙醇、甲苯等。带OH 的醇类及带NH2（氨基）的物质对复合后加工干扰较大。油墨中聚氨酯树脂本身也是OH 封端，也能与聚氨酯粘合剂固化剂起反应。另外，油墨的复溶性太强，在复合涂布时被乙酯复溶后溶剂不能挥发或残留溶剂中的醇类溶剂析出与消耗固化剂。、有些快固化

19、聚氨酯粘合剂常通过增加催化剂用量来提高主剂与固化剂的反应速度，但同时也提高了水份和醇类与固化剂的反应速度，如果溶剂内含水份或醇类再稍高一点，胶液中的固化剂就会在进烘道之前就被水份或醇类消灭而所剩无几了。这样就会引起不干现象。2、复合膜不干原因、主剂与固化剂的配比不准确，固化剂比例太小或配制胶液时配比失调，固化剂太少或失效；、稀释溶剂水份或小分子醇含量太高，消耗大量的固化剂；、薄膜吸潮，特别是NY 和剥离纸；、使用的油墨中含有醇类溶剂没有挥发完全；、使用聚氨酯油墨印刷醇类溶剂残留及油墨复溶性太强；、环境温度和湿度太高，配制好的粘合剂放置时间过长导致固化剂与水份长时间反应；、含有K 涂层的PET 膜复合及PET 膜内的添加剂影响。3、复合膜不干解决的方法、如果因粘合剂本身质量原因就必须要更换粘合剂；、降低乙酸乙酯中水和醇的总含量（更换质量好的乙酸乙酯，水份和醇类的总含量在0.2以下）；、当复合易吸潮的NY 和玻璃纸等薄膜