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吴松山
油墨的种类很多,而网版(或称网印)油墨与其他油墨的区别就在于:网版油墨,特别适合网版的印刷方式,油墨很松软,在网版上能均匀地分布,又能顺利通过网孔,适印时很轻滑,刮印后不起丝,具有松、软、短、滑的特点,有良好的印刷适性。
网印油墨是网印铭牌中,用量最大的基础材料。它的用量几乎是工件表面积的3倍以上。油墨品种很多,分类也愈来愈细,总体上讲可分为装饰性油墨与功能性油墨两大类。其中装饰性油墨又是网印铭牌的主流。
一、装饰性油墨的常用品种
适用于铭牌作业的常用装饰性油墨可分为塑料油墨、金属油墨、光固化油墨和其他特种油墨。
1、塑料油墨
塑料油墨是一类油墨的总称。由于塑料品种很多,表面性能各异。不同的塑料都有不同的适用油墨,最常用的塑料油墨有以下几种。
(1)聚氯乙烯油墨
聚氯乙烯(PVC)有软硬之分,有的厂家分别有两种油墨;有的厂家则合用一种油墨,软硬PVC都可适用,如IPI、东洋等品牌。有些品牌的塑料油墨适用范围更广,具体可参阅产品说明。
(2)聚碳酸酯(PC)与ABS油墨
这类油墨有些是专用的,如金龙25系列。专用于ABS,有些也是通用的,如IPI、东洋(7000与8000系列)、金龙10系列等用于ABS、PC、PVC均可。但选用时应根据产品的特点和要求,如耐乙醇性、耐湿性等特殊要求,先做试验。
(3)有机玻璃油墨
有机玻璃又称压克力,缩号PMMA,在许多通用性的塑料油墨中,常常包括适用于以上的一些称谓。但也有专门适用于有机玻璃的专用油墨。
(4)聚酯(PET)油墨
在PET材料上印刷,必须采用专用的PET油墨,才能获得墨层坚固的效果,适用于PET的塑料油墨,并不很普遍,特别是 具有性能特点的更不多见,且价格比普通塑料油墨贵1倍以上。常用的有日本十条9000系列、精工GAP系列、田中PT-122M系列等。国产有浙江、无锡等地产多功能油墨等。
2、金属油墨
印刷在铜、铁、铝、不锈钢等金属表面的油墨。在光滑的金属表面网印。因它不能吸取油墨中的溶剂,也不具备浸润的条件,因此只能选用黏着性非常好的二液反应型油墨和热固化型油墨,以得到良好的结合力,这也就成为金属的专用油墨。金属油墨的品种很多,一般采用加热固化型较普遍。金属的表面应先做一定的处理,如去除油脂、去除表面氧化层等,使基体裸露,才能获得良好的结合力。这里所指的金属油墨是指直接在金属表面印刷的油墨,一旦金属表面有了新的涂覆层,如氨基烘漆、醇酸漆、粉末涂料等,这就需要根据漆面的性能,选择其他适合配伍的油墨,而不是采用金属油墨,例如在漆面选用玻璃油墨,自干型油墨、仪表油墨等都能产生很好的效果。
3、光固化油墨
紫外线固油墨习惯称为UV油墨。UV油墨不同于挥发型的油墨,它在普通的环境下,不会自行干燥,而需要一定波长的紫外线照射后引起油墨连接的聚合反应才能固化。
UV油墨的开发和应用,在我国可以推溯到20世纪60年代,最初是应用在纸张印刷和铁皮印刷行业。从网版印刷铭牌行业的特点来看,网印铭牌作业的广泛性、设备组合的灵活性、印刷要求的特殊性,UV油墨在网印铭牌中有着更好的应用前景。
UV油墨近年来在薄膜开关、标牌面板等某些特定场合已有应用,特别是薄膜开关,无论是面板层或电路层,装饰与功能上的需要已经是非它莫属了。
(1)挥发干燥型油墨与UV固化型油墨的区别
挥发干燥型油墨是由树脂、溶剂和添加剂所组成。树脂为乙烯或丙烯化合物,呈粉末状或固体状,作为油墨的连接料;溶剂一般为两种以上溶剂的混合物,起着溶解树脂、调节黏度、提高印刷与基料的结合能力;添加剂诸如颜料、增塑剂等。挥发干燥型油墨主要靠溶剂作为印刷过程的媒介。印刷后待油墨中溶剂彻底挥发,油墨由液态还原成固态,形成牢固的膜层。
在UV油墨中虽然同样也是由泛称的树脂、溶剂和添加剂所组成,但是这里的树脂是光固树脂,作为光固连接料的主体。UV油墨中的溶剂与挥发性油墨不一样,它以单聚物代替了溶剂。单聚物是一种低分子量的化合物,它具有光固化过程的反应性,单聚物除了起着溶剂或稀释剂的作用外,其最主要特征是它并不挥发,能完全参与化学反应,添加剂是具有光敏性的光引发剂,能促进聚合反应。由于光固油墨的物质成分都参与光化反应,很少损耗,能使绝大部分组分通过光化反应而变成固态,因此它的利用率极高。
(2)UV油墨的固化机理
UV油墨的固化过程是光引发剂的反应过程,光引发剂是一种易受光激发的化合物,当它吸收了紫外线成为受激分子,受激分子分裂成若干个原子团,能量转移给感光性高分子聚合物,通过光交联剂发生链聚合反应,使UV油墨发生光固化反应,这就是光固油墨的固化过程。
(3)UV油墨的特点
①印刷作业性好
UV油墨不会挥发,油墨在网上不会干燥,即使是印刷中途停下,再印时也不会发生堵网、拉丝、干涸,同样能保持印刷的一致性。
②作业周期短
在紫外线的照射下,UV油墨在数秒钟内能干燥固化,有利于组成流水作业线,多色套印而无需等候。
③印刷色彩浓
UV油墨的墨层湿态与干态的墨层厚度基本上没有变化,保持了墨层色彩的浓度,同时,墨层的耐磨性较高。
④不污染环境
UV油墨因不含挥发性溶剂,对作业环境不会污染。
⑤抗化学性好
UV油墨的墨层能耐多种化学药品。由于它本身不含溶剂,因此更耐受普通油墨中溶剂的溶解,这一优秀性质给铭牌在特殊场合下应用创造了较好的条件。
除此以外,诸如UV所用设备占地面积小、网板易于清理、油墨不易燃、安全性高等,都较热固油墨更为有利,但是UV油墨也不是完美去缺,虽然它弥补了热固油墨的不足,拓宽了油墨的应用领域,但是它并不可能完全取代热固油墨,其主要原因是价格偏高、色相不全、墨层在同等厚度下覆盖力不及溶剂型油墨。
(4)UV油墨固化所需具备的条件
UV油墨固化需要有一台专用的固化机、UV固化机一般由灯管、传送装置、反射罩、冷却装置等所组成。
①灯管
灯管是固化机中的重要组成部分,也是UV油墨固化的关键。UV灯管是一种金属卤素灯或高压汞灯。它应含有丰富的紫外线波段的紫外线。UV光源虽然发射的主要是UV光,但它并不是单一波长的光,而是一个波段内的光。不同的UV光源,发射光的波段范围不一样,波段内光谱能量的分布也是不同的。其中波长为300-310nm、360-390nm的光的能量分布是较好的。灯管由透明度较好的石英玻璃制成,灯管的长度取决于功率的大小。在总功率一定时,紫外线管的长度又决定于每厘米长度内的辐射功率。这个指标比较实际而更具意义。UV灯管在有效工作区域内每厘米长度的功率应在80W以上。 不同厂家的UV固化油墨所要求的固化条件不尽相同,主要也是反映在单位厘米的功率上。
UV灯管相对于工件的距离,一般宜在10-15cm之间,并应配以良好的反射灯罩,使反射聚光的焦点落在工件上,以提高光能的利用。
UV灯管的工作寿命一般在10000h左右,这仅是平均寿命的一个参考参数。寿命与使用方法、外电电压、启动次数等有关,主要视其固化速度与固化效果有无改变而决定灯管是否应需更换。
②传送
传送装置的传送速度应是可调整的,以获得固化时间与印刷速度的匹配。一般光固油墨要求的固化速度大致在每秒0.3~0.4m左右,传送装置的输送带一般宜采用由玻璃纤维编织并有涂层的,称为铁氟隆的网状履带,具有耐高温、不燃烧、抗老化的特点。
③风冷
UV灯管工作时会散发出较大的热量,为保证工件不受温度的影响,UV机应装有良好的散热装置,散热装置一般采用风冷式,对大功率灯管视其需要可采取送风及吸风同时工作的方法,并应考虑不能影响工件在传送带上的稳定性。
④尺寸
在选购UV固化设备时,首先应根据生产规模、加工能力、工件尺寸等情况选择适当的规格,而不是愈大愈好。譬如在加工工件尺寸不大的情况下,就不宜选择较宽的UV设备。如果UV机幅面较宽,总功率势必增加,对小尺寸的工件而言能源消耗浪费很大,同时设备造价和占用场地都会增加许多不必要的负担,这就显得很不合理。
(5)使用UV油墨应注意的一些问题
①稀释
UV油墨生产时已按照印刷条件配制成适合的黏度,由于它不具有挥发性,黏度不会因时间、环境而改变,故此一般无需稀释。如果由于某些特殊的需要而需调整油墨黏度时,应采用UV专用的稀释剂或增稠剂。
由于UV油墨不含有挥发性溶剂,添加任何挥发性溶剂作为稀释剂的做法都是不恰当的。例如,在使用UV型砂面油墨时,习惯性添加普通溶剂“开油水”或酒精,以改变“印刷适性”,这一做法实质上是把UV油墨改性,在固化过程中首先要挥发多余的溶液后,才能进行光交联,因此导致固化过程太长,甚至影响墨层的结合力与牢度。
②色彩对固化速度的影响
由于油墨颜料的有色体吸收UV光子的过程不同,所以不同颜色油墨的固化速度也不同。从一般情况看,品红色的透过率为50%-60%,黄色为20%-30%,青色为8%-20%,黑色仅为12%,所以它们固化所需的时间也不一致。这在传送速度上宜作适当调整。
③墨层厚度对固化质量的影响
网版目数或制版方式(包括诸如胶刮硬度、网版间隙、回墨力度等因素)的不同会影响到墨层的厚度,墨层的厚度与紫外线下的固化速度与固化质量有关。墨层厚,UV光源不易渗入厚膜层的底部,表面层虽已固化,但底部未得到充分固化,这将使油墨与基材的附着力下降,在透明基片上,可采取正反面各固化一次的方式弥补;而在不允许反面固化的情况下,就应对墨层厚度并结合所印的颜色作适当调整。
二、镜面油墨及其他特殊油墨
1、镜面油墨
镜面油墨是出现于20世纪90年代末期的一种新颖的装饰性油墨,具有犹如镜面般的光泽。关于镜面油墨具有的高反射率光泽效果的构成和原理,目前尚无定论,有的认为它是六方金属结构的微粒,有的则认为是金属微粒的定向排列,一般认为是片状金属的微粒在通过网印后得到了鱼鳞状重叠的排列,而提高了对光线的反射率。
镜面油墨已有多种色泽,除金色和银色外,还有桃红、粉红、浅绿、浅黄等,其中最常用的为银色,即通常所称的镜面银。 镜面油墨是塑料膜片制作的铭牌中,已愈来愈多地得到应用,如薄膜开关的面板、洗衣机、电饭煲、微波炉等多种电子产品的面板层,都会采用镜面油墨作为装饰的点缀。
(1)镜面油墨的应用
镜面油墨只限于应用在透明的、有光泽的片基上,例如在光面的PET、PC、PVC、PMMA等透明膜片,不同的材料或不同的表面状态,所产生的镜面效果也不一样,表1列举了几种以镜面为例的常见型号,在不同基材上的镜面效果情况。
镜面油墨既然是一种点缀,就不大可能是大面积地使用,这一方面由于镜面银的价格高昂,几乎是一般装饰油墨的数十倍;另一方面大面积高光泽的亮面,会引起视觉疲劳,因此,一般都是在面板键体的沿周仅作一道装饰的框线,或者是一个商标图案小面积地装饰。
⑵镜面油墨的操作要领
镜面油墨不仅是装饰效果与普通油墨不同,其操作工艺也不一样,镜面油墨的粘稠度很低,几乎像水一般,因此操作应有一定的技巧,归纳有以下几点。
①高网目
印网应采取单丝面的薄型网印,网目宜在250~300左右,过粗的网目这种液态的油墨很容易漏过网印,产生不良印记。 ②硬刮胶
胶刮的硬度宜在80度以上,且胶刮刀口呈直角,刮印时胶刮的角度稍大,避免油墨产生压力角,同时还应将网距适当调小。
③低湿度
环境的湿度关系很大,在高湿环境下,镜面效果就差,因此印刷场所应有去湿装置,特别是在雨季更应注意。
④快速印
所谓快速印是因为镜面油墨的挥发速度快,如果不是连续地抓紧印刷,减少间隔的时间,油墨不仅会堵网,同时还会使干燥的油墨堆积在网版上成为“银渣”,而降低了镜面光泽效果。
⑤轻回墨
刮印后应迅速而轻盈地回墨覆盖图文,这一点特别在机械作业时,应注意将回墨用的金属墨刀改为胶质的回墨刀,否则,过重的回墨会迫使油墨向网目间的渗透。
⑥速干燥
印品虽然在常温下也能较快的干燥,但不及在有湿度的条件干燥好,一般可采用20~30min,光泽会更好。
⑶镜面油墨的新进展
除了通常所用的普通镜面油墨外,新近又有一种具有镭射效果的光变色镜面油墨应市。这种所谓光变色镜面油墨是利用光干涉的作用原理,其油墨的颜色随着不同观察角度的变化,从某一种颜色变化为另一种颜色,具有镭射的某些特征。
2.透明油墨
普通油墨往往以其覆盖能力的优劣作为估评油墨实用性能的一项重要指标,而透明油墨则是以其透明性作为衡量产品的重要标志。无色的透明油墨较为容易实现,而有色的透明油墨由于其组分中的树脂、燃料、填充物的影响,要做到粒度细、色泽均匀、无杂质、透光率好就有相当的难度,因此,透明油墨的色相,不及普通装饰油墨那么齐全,它只有少数几个颜色。
⑴透明油墨的用途
透明油墨主要用于铭牌中以透明片基制作版面的显示,或指示区域的窗口或者是EL发光体的彩色透明区域。彩色透明油墨当用于膜片面版层的指示窗口时,色彩的作用一般是为了反映整机的工作状态,作出监控的提示;而彩色透明油墨当用于显示窗口与LED发光数码管配合时,彩色透明油墨的作用除了起着隐蔽数码管的形体轮廓外,还起着滤光作用,从而使LED数码管所显示的字符更为清晰。
⑵透明油墨的选择
使用有色透明油墨应注意以下几点。
①无论是指示窗口或是显示窗口,所选用的透明彩色油墨的颜色都不宜太深,且印刷的墨层也不宜过厚。
②当颜色过深需要冲淡时,可采用专用的无色透明冲淡油墨或加入无色透明光油,光油的假如量不宜超过总量的30%。
③要改变彩色透明墨的黏度,首先应弄清楚透明墨中溶剂类型后,再选用适当的稀释剂。
④如需采用茶色透明或黑色透明,不宜加入黑墨,否则会有颗粒状微粒,应向油墨供应商订购所需要色泽的原厂原品。
⑶透明油墨的工艺要求
①膜片应先经过笑静电,除尘埃,防止尘埃或纤维被封闭在墨内。
②网目宜在250~300目,单丝平织网,制版膜层稍薄,网版间距不大于5mm。
③刮刀硬度宜在75~80之间,刀口平直,印刮力度均匀,不宜重复
④工作场地清洁,印后及时干燥避免落尘。
透明油墨对油墨细度的要求很高,不允许有肉眼可辨的微粒状杂质;同时色泽要均匀,色相要纯正,膜层光亮平整。为此,能提供高品质彩色透明油墨的厂家并不多,同时,它的价格一般为普通油墨的3倍以上。由于薄膜面板所使用的透明彩色油墨的用量有限,因此,在选购时特别注意它的品质,而不以经济性为取舍。
3.铭牌作业常用的其他特殊油墨
网印铭牌的适用面很广,除了以上所介绍的几种具有代表性的特殊油墨外,还有多种功能各异的特殊油墨满足不同网印铭牌的特种需要,现列于表2(略)。
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