軟包裝凹版印刷油墨和復(fù)合粘合劑部分問題的探討

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上軟包裝凹版印刷油墨和復(fù)合粘合劑部分問題的探討 一、軟包裝的油墨和粘合劑的應(yīng)用塑料軟包裝制品，在低溫季節(jié)印刷時(shí)或使用過程沒問題，而當(dāng)在高溫季節(jié)印刷或使用過程，墨膜互相粘連。在高溫季節(jié)印刷或復(fù)膜時(shí)沒問題，而當(dāng)在低溫季節(jié)使用時(shí)，出現(xiàn)復(fù)合膜沒有復(fù)合強(qiáng)度。     前者是油墨體系里熱塑性樹脂軟化點(diǎn)過低或油墨體系含有過量的慢干溶劑殘留在墨膜里，一旦環(huán)境溫度升高，就會因釋放溶劑而軟化回粘。后者是由于油墨或粘合劑體系里的分散助劑使用不當(dāng)或過量造成的。下面就上述問題進(jìn)行探討。      1、用壓力解決墨層、

2、膠層過厚導(dǎo)致的粘附問題：      印刷和復(fù)合涂布的加壓，可使印刷墨膜層和涂布粘合劑膠層之間的粘結(jié)達(dá)到緊密配合，并使油墨和粘合劑在壓力下產(chǎn)生流動(dòng)，有利于油墨體系的分子和粘合劑體系的分子擴(kuò)散和滲透，從而提高油墨與承印物、粘合劑與印刷墨膜的附著粘結(jié)強(qiáng)度。      當(dāng)然，壓力應(yīng)以不使墨膜、粘合劑及復(fù)合膜變形為度。也就是說，在加壓后，其目的還在于排出多余油墨或膠料，減少墨層和膠層的厚度，從而保證整個(gè)墨層和膠層厚薄均勻、致密，防止局部欠墨或欠膠而產(chǎn)生空隙，還可以防止某些油墨和粘合劑在加熱固化或冷卻熟化時(shí)因排出揮發(fā)物而產(chǎn)生氣

3、泡。      2、用吹風(fēng)等解決溶劑殘留問題：      通常包裝印刷過程中采用紅外干燥、紫外干燥、吹風(fēng)冷卻甚至烘道干燥、晾置；目的是讓油墨和粘合劑體系里的溶劑揮發(fā)，粘度增大，便于油墨成膜、粘合劑復(fù)合工藝的操作。同時(shí)還能讓油墨和粘合劑充分濕潤承印物表面，利于其擴(kuò)散、滲透和吸附。所以，有溶劑的油墨和粘合劑需要充分吹風(fēng)、紅外烘烤等，迫使溶劑揮發(fā)和蒸發(fā)完全。無溶劑的，則可以在印刷、涂膠后立即覆膜粘結(jié)。      紅外、紫外、吹風(fēng)、烘烤等晾置時(shí)間的冷卻，取決于溶劑的揮發(fā)速度和蒸發(fā)速率

4、。既不宜過長，以免墨膜和膠膜硬化（固化），附著力不好，粘結(jié)不牢；也不宜過短，以致溶劑揮發(fā)、蒸發(fā)或交聯(lián)不夠，造成油墨的附著牢度不好和粘合劑的復(fù)合強(qiáng)度降低。      我們知道：印刷和復(fù)膜可以在室溫下，也可以在紅外、紫外、加熱烘烤固化或冷吹風(fēng)熟化等條件下進(jìn)行，或者在紅外加熱和冷吹風(fēng)交替進(jìn)行，也可在紅外和紫外交替進(jìn)行。這須視油墨和粘合劑的固化（熟化）溫度等加以選擇。特別是待油墨成膜和粘合劑熟化（固化）后再去復(fù)合才是科學(xué)的。      3、用濕潤分散劑解決油墨和粘合劑的流平粘附問題：    &

5、#160; 實(shí)踐告訴我們：無論軟包裝油墨和粘合劑粘附界面發(fā)生了什么作用，油墨和粘合劑對其粘附材料（承印物或底材）表面的完全浸潤，是獲得粘附強(qiáng)度的先決條件，但影響濕潤的因素主要有油墨和粘合劑的本質(zhì)，其次還有被粘附物的粗糙程度、孔隙度、吸附層的污染程度，以及潤濕時(shí)間的長短等。     在軟包裝凹版印刷油墨和復(fù)膜用的粘合劑體系中，為了改變油墨體系對顏料表面性能除掉其表面吸附的水和空氣，改變其極性，構(gòu)成吸附層，產(chǎn)生電荷斥力和空間位阻效應(yīng)，防止顏料、填料粒子再度形成有害的絮凝甚至膠化，保持上述的分散體系處于穩(wěn)定和懸浮狀態(tài)，降低液/固之間的表面張力，增加顏料或填料與

6、連結(jié)基料的親合力，縮短油墨制造、粘合劑合成過程的研磨時(shí)間和油墨對承印物的濕潤附著性，常常添加濕潤分散劑或偶聯(lián)劑。實(shí)踐早已證明：如果油墨和粘合劑體系添加過量的濕潤分散劑，反而濕潤的能力下降，油墨和膠水干后粘合附著力也會下降，尤其是在低溫時(shí)就暴露出來。     可以看出為了提高油墨體系中顏、填料的濕潤效率，在設(shè)計(jì)軟包裝印刷凹版油墨和粘合劑的配方時(shí)，要選擇適宜的樹脂濃度，粘度不宜過高，濕潤分散劑不宜過量，更不宜單一選用，應(yīng)選用高固量、低粘度的油墨和粘合劑。分散劑應(yīng)與偶聯(lián)劑配伍、協(xié)同，結(jié)合不同分散設(shè)備，設(shè)計(jì)合適的顏填料/連結(jié)基料比，既起濕潤分散，又起無機(jī)與有機(jī)架

7、橋作用，還要根據(jù)油墨和粘合劑的特性種類，選擇相應(yīng)的濕潤劑和偶聯(lián)劑，實(shí)現(xiàn)其吸附使用的目的。因?yàn)橛湍驼澈蟿┦且粋€(gè)多相的分散體，在有機(jī)顏料與無機(jī)顏料之間、有機(jī)填料與無機(jī)填料之間、顏料與填料之間、顏填料與連結(jié)基料（樹脂）之間、樹脂與溶劑之間的表面必然會產(chǎn)生競爭吸附，所以一定要注意顏料、填料、樹脂表面吸附物的添加順序以及承印物材料尤其是高分子與低分子化合物的酸堿性、油墨和粘合劑與承印物表面吸附的強(qiáng)弱性。      從吸附理論中得知：軟包裝凹版印刷油墨和粘合劑的印刷墨層和復(fù)合粘合劑涂布膠層越薄、越小，粘附力越大，粘結(jié)強(qiáng)度也越高。因此，在保證印刷網(wǎng)點(diǎn)不丟失或復(fù)合涂布

8、不欠膠的前提條件下，墨層和膠層應(yīng)盡可能地薄一些為好。      若油墨體系里連結(jié)料（樹脂）或粘合劑的粘度過大，不僅不易在印刷后轉(zhuǎn)移均勻，涂布均勻，而且也不利于印刷油墨對承印物或粘合劑對印刷墨膜的滲透和擴(kuò)散，更不利于粘合劑對印刷墨膜及承印物的滲透和擴(kuò)散，有損油墨的附著力和粘合劑復(fù)膜后粘結(jié)強(qiáng)度。必要時(shí)，采用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行稀釋或更換網(wǎng)淺的印版或涂布輥。熱力學(xué)的粘附理論條件是：油墨和粘合劑的表面張力相等。即OS=OL。此時(shí)，粘附能WA及浸潤張力F達(dá)到最大值，界面張力OSL達(dá)到最小值，這就是完全浸潤。此時(shí)，界面過剩的自由能達(dá)到最小值，固液體界面呈最高的穩(wěn)定狀態(tài)，兩

9、相分子的吸附和取向等作用達(dá)到最大。      承印物（聚合物）的OC是一種物理性質(zhì)，它和聚合物的其他理化特性，如溶解度參數(shù)SP，玻璃化溫度Tg、磨擦系數(shù)Us等有密切的關(guān)系。一般說來，Oc值低的聚合物，其SP值、Tg值、Us值也都低。反過來，也可以利用承印物（聚合物）的各項(xiàng)特性粗略地判斷它和粘附難易的程度。      另一方面，粘附強(qiáng)度的高低還有一個(gè)表面粗糙程度的問題。對油墨或粘合劑來說，真正光滑的固體表面，并不是理想的粘附面，只有具有一定的粗糙程度，才可以增大粘附面積，并和油墨或粘合劑之間發(fā)生機(jī)械的“嚙合”作用。&

10、#160;    我們在實(shí)際的印刷、復(fù)膜時(shí)，真正的光滑表面，在微觀上是不存在的，用高倍顯微鏡就可以發(fā)現(xiàn)，看上去是平滑的兩個(gè)表面相接觸時(shí)，其接觸面積往往只占總面積的1%，如果用油墨或粘合劑將接觸的間隙填滿，就可借“鑲嵌”作用和粘附力，使之聯(lián)結(jié)。用化學(xué)的理論來說，油墨或粘合劑的溶解度與承印復(fù)合物的溶解度相近時(shí)，其兩者之間的氫鍵值往往也十分相近，就可以借助印刷或涂布的作用力使之鍵合。      當(dāng)我們在討論承印復(fù)合物表面粗糙時(shí)，更不能忘記，單純追求表面粗糙，就可以實(shí)現(xiàn)油墨或粘合劑的粘附也是不科學(xué)的，比如，表面過于粗糙，以及具有明顯

11、的凹凸不平現(xiàn)象對油墨的成膜吸附和粘合劑的粘結(jié)也是不利的。承印物或印刷墨膜界面太粗糙，界面不能接觸的地方，就會形成缺陷，這些缺陷，能使油墨或粘合劑無法進(jìn)入，起到不粘附的作用，反而會產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而大大降低了油墨與承印物、粘合劑與印刷墨膜的粘結(jié)附著強(qiáng)度，對于上述表面，用墨量稍少（轉(zhuǎn)印率厚薄）油墨網(wǎng)點(diǎn)就會丟失；涂膠量過少就會形成欠膠，也同樣會降低復(fù)膜的粘結(jié)強(qiáng)度。4、用油墨和粘合劑浸潤承印物的表面孔隙度：      有些承印物表面（包括墨膜表面），有許多肉眼看不到的開口毛細(xì)孔，如果油墨或粘合劑能夠浸潤孔壁，則要排除空氣滲入孔隙內(nèi)，并“鑲嵌”在孔中，利于提高粘附

12、強(qiáng)度。油墨或粘合劑滲入孔內(nèi)的深度，與孔隙的形狀和大小有關(guān)，還受油墨對承印物、粘合劑對印刷墨膜表面的粘附力，油墨的細(xì)度包括粘合劑的粘度及固化時(shí)間等因素的影響，其表達(dá)項(xiàng)目是：油墨滲入承印物毛細(xì)孔的深度；粘合劑滲入墨膜毛細(xì)孔的深度；粘附力（爾格/厘米2）；固液界面張力；毛細(xì)孔半徑（um）；流動(dòng)時(shí)間（S）油墨的粘度。      5、控制油墨和粘合劑的粘度及增塑劑用量： 為了應(yīng)對弱界面層對粘附的影響，只有控制油墨、粘合劑的粘度去處理。承印聚合物、油墨墨膜中含有部分低聚物，此類低分子物的流動(dòng)性大，極易滲出承印聚合物表面，或極易滲現(xiàn)墨膜的表面（如分散劑），使表面張力減

13、小。承印聚合物和油墨配伍生產(chǎn)加工過程中加入的潤滑劑、增塑劑、穩(wěn)定劑等低分子物滲出表面。承印物表面、墨膜表面吸附的薄層氣體和水分，以及外來固體和液體，如灰塵和油污等的污染。為了預(yù)防和消除這些弱界面層的影響，在印刷前在復(fù)合前必須對承印物表面和墨膜表面加以處理。      為了應(yīng)對增塑劑的影響，只有控制其用量，選擇相對應(yīng)的增塑劑。我們知道：在油墨和粘合劑中使用增塑劑的目的，主要是使油墨墨膜和粘合劑粘結(jié)層獲得韌性，其次，對粘度大的油墨和粘合劑也可以降低該體系基料的內(nèi)聚力，加大該體系基料的擴(kuò)散能力，提高粘附強(qiáng)度。選擇增塑劑時(shí)，應(yīng)考慮增塑劑與基料及承印物的相溶性，還

14、要注意增塑劑的用量。在油墨和粘合劑中，增塑劑用量一般控制在10%以下，過量反而降低該產(chǎn)品的粘附力。      6、用適量的填充劑彌補(bǔ)油墨和粘合劑的不足：      在印刷油墨和復(fù)合膠中使用填充料，不僅可以節(jié)約該產(chǎn)品體系的基料，并降低材料成本，還可以減少油墨和粘合劑粘結(jié)縫的收縮率等。同時(shí)可大大提高墨膜和粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度，另一方面，如導(dǎo)電，這些賦予某些的特性等。通常應(yīng)用的填充料有：還原銀粉或電解銀粉、氧化鋅粉、活性二氧化硅（白炭黑）、云母粉、碳酸鈣等。為了應(yīng)對油墨和粘合劑的影響，控制貯存時(shí)間是最好的方法。  &

15、#160;   油墨和粘合劑粘附力，往往會隨著貯存期的增加而下降，這是因?yàn)橛湍驼澈蟿┰谫A存期中，發(fā)生了表面老化，如果暴露在空氣中，這種老化現(xiàn)象則會更為嚴(yán)重。所以油墨和粘合劑應(yīng)該在隔絕的空氣的容器中貯存，但不宜時(shí)間過長。      7、掌握固化溫度，提高粘附性：      固化溫度的增高，增大了油墨、粘合劑體系中基料分子的熱運(yùn)動(dòng)的能力，使擴(kuò)散的速度加快，有利于浸潤和吸附，增強(qiáng)附著力，并提高粘結(jié)強(qiáng)度。從另一方面講，固化溫度并不是越高越好，首先，不得超過承印物的軟化點(diǎn)（溫度），以免承印復(fù)合材料的變形

16、。若溫度過高，油墨和粘合劑流動(dòng)到微空隙時(shí)容易產(chǎn)生氣泡而降低其粘附強(qiáng)度。為了應(yīng)對干燥成膜時(shí)間的影響，除了油墨體系和粘合劑體系里的溶劑，必須考慮到溶劑配伍的梯度平衡。      另一個(gè)方面，在印刷油墨與承印材料和粘合劑與形成的墨膜接觸不長的時(shí)間范圍內(nèi)，承印物和復(fù)合材料粘結(jié)強(qiáng)度往往會隨著固化時(shí)間的增加而增大，同時(shí)，會隨著時(shí)間的增長，強(qiáng)度增大的機(jī)率卻愈來愈小。也就是說，當(dāng)達(dá)到某一個(gè)數(shù)值以后，其粘附強(qiáng)度就不再會增大了。通常被人們視為油墨和粘合劑擴(kuò)散是一個(gè)過程，而且也將會隨著油墨和粘合劑的分子量的不同，達(dá)到最大粘附強(qiáng)度的固化時(shí)間也不盡相同。也就是說，相同體系分子量高

17、的，固化時(shí)間就會長一些；相同的印刷油墨和相同的粘合劑也會因固化時(shí)間的長短與收縮尺寸大小發(fā)生不同的變化。所以說，固化溫度和固化時(shí)間是會互相制約的，簡言之，提高溫度，增加光能和光強(qiáng)，可縮短時(shí)間；降低溫度和降低光強(qiáng)，則要延長時(shí)間。      8、用抗靜電助劑解決不易著墨、不易涂膠問題：      在軟包裝中，尤其是輪轉(zhuǎn)連續(xù)的印刷和連續(xù)涂膠的膠水復(fù)合過程中，由于塑料薄膜等與印刷、涂布機(jī)有關(guān)部分的磨擦，往往會產(chǎn)生一定數(shù)量的靜電，又由于上述一些承印物系電絕緣體，靜電荷不易逸散而越積越多，有可能會形成幾萬伏的積累。靜電，除了會產(chǎn)

18、生火災(zāi)外，還會因靜電不易著墨而丟失印刷圖文的網(wǎng)點(diǎn)和不易將膠水涂布均勻，甚至復(fù)膜不牢，從而導(dǎo)致包裝印刷制品的質(zhì)量低下脫墨、脫膠、脫膜。為此建議適量地在印刷油墨和膠水體系里添加抗靜電劑，提高油墨轉(zhuǎn)印率和膠水涂布量，是目前使用的方法之一。      9、有待應(yīng)對問題還有以下三點(diǎn)：      (1)復(fù)合膠現(xiàn)大都采用凹印方法涂布，用于連續(xù)平面卷筒材料，因該方法可連續(xù)操作，速度快，無膠水飛濺，用料省，質(zhì)量好，勞動(dòng)強(qiáng)度低又勞動(dòng)保護(hù)好，但缺陷是只可涂布平面。      (2)粘附質(zhì)量的好壞，

19、也與基材的表面有關(guān)，尤其是在適當(dāng)?shù)碾姇灧ɑ蚧瘜W(xué)法處理的承印物和印刷油墨墨膜。      (3)墨膜層和膠膜層的熟化（固化）的程度大小直接關(guān)系到油墨與承印物、粘合劑與印刷墨膜的粘附牢度的高低未完全熟化的墨膜就去涂膠和未完全熟化的膠層就去復(fù)膜，往往能使粘結(jié)強(qiáng)度降低。二、 粘合劑和油墨匹配中易出現(xiàn)的問題塑料軟包復(fù)合生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常遇到，復(fù)合產(chǎn)品熟化2448 小時(shí)后仍然不干，甚至熟化后的產(chǎn)品通過制袋、熱封的地方會出現(xiàn)皺折；復(fù)合后油墨部分轉(zhuǎn)移及全部轉(zhuǎn)移；其實(shí)這跟復(fù)合膜膠層不干及油墨的復(fù)溶性太強(qiáng)有關(guān)，常在高溫高濕季節(jié)出現(xiàn)。1、復(fù)合膜不干的現(xiàn)象分析：、膠粘劑分析：聚氨酯粘合

20、劑主劑以O(shè)H 封端的高分子聚酯、聚氨酯化合物，本身具有一定粘性，聚氨酯粘合劑固化劑含NCO（異氰根）封端聚氨酯化合物。前者只有通過與固化劑內(nèi)的異氰根反應(yīng)，產(chǎn)生網(wǎng)狀交鏈結(jié)構(gòu)，才有較高剝離強(qiáng)度。而后者的中異氰根極易跟含有羥基、氨基的物質(zhì)（水份、醇類、胺類）起反應(yīng)。聚氨酯粘合劑主劑與固化劑反應(yīng)的速度一般與催化劑用量、溫度、濃度有關(guān)，催化劑用量越多，反應(yīng)速度越快，溫度越高反應(yīng)速度越快，濃度越大而反應(yīng)速度越快?？梢?，膠層不干的主要原因是主劑與固化劑交鏈反應(yīng)不完全，即有部分主劑沒有與固化劑反應(yīng)，因?yàn)橹鲃┦蔷哂姓承缘奈镔|(zhì)，因此復(fù)合膜的膠層就具有粘性。影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。而造成主劑與固化劑交聯(lián)不全完的原因在于固

21、化劑內(nèi)NCO 基團(tuán)大量被水份或醇類消耗掉了。、使用聚氨酯油墨也易出現(xiàn)膠層不干。首先對聚氨酯油墨體系進(jìn)行分析，聚氨酯油墨的組成：顏料、聚氨酯樹脂、助劑、溶劑等。聚氨酯油墨的稀釋溶劑組成成份一般有：丁酮、乙酯、丁酯、異丙醇、甲苯等。帶OH 的醇類及帶NH2（氨基）的物質(zhì)對復(fù)合后加工干擾較大。油墨中聚氨酯樹脂本身也是OH 封端，也能與聚氨酯粘合劑固化劑起反應(yīng)。另外，油墨的復(fù)溶性太強(qiáng)，在復(fù)合涂布時(shí)被乙酯復(fù)溶后溶劑不能揮發(fā)或殘留溶劑中的醇類溶劑析出與消耗固化劑。、有些快固化聚氨酯粘合劑常通過增加催化劑用量來提高主劑與固化劑的反應(yīng)速度，但同時(shí)也提高了水份和醇類與固化劑的反應(yīng)速度，如果溶劑內(nèi)含水份或醇類再稍高一點(diǎn)，膠液中的固化劑就會在進(jìn)烘道之前就被水份或醇類消滅而所剩無幾了。這樣就會引起不干現(xiàn)象。2、復(fù)合膜不干原因、主劑與固化劑的配比不準(zhǔn)確，固化劑比例太小或配制膠液時(shí)配比失調(diào)，固化劑太少或失效；、稀釋溶劑水份或小分子醇含量太高，消耗大量的固化劑；、薄膜吸潮，特別是NY 和剝離紙；、使用的油墨中含有醇類溶劑沒有揮發(fā)完全；、使用聚氨酯油墨印刷醇類溶劑殘留及油墨復(fù)溶性太強(qiáng)；、環(huán)境溫度和濕度太高，配制好的粘合劑放置時(shí)間過長導(dǎo)致固化劑與水份長時(shí)間反應(yīng)；、含有K 涂層的PET 膜復(fù)合及PET 膜內(nèi)的添加劑影響。3、復(fù)合膜不干解決的方法、如果因粘合劑本身