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楼主-发帖时间:2024/6/10 8:51:33印刷引起复合溶墨的原因及预防措施 |
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复合溶墨(融墨)现象基本上出现在无溶剂复合的生产中,由于无溶剂复合具备生产成本低、速度快、效率高、能耗低、无VOCs排放等诸多优点,近十来年在国内的软包装行业得到了迅猛的发展,短期内就替代了大部分的普通干式复合产品。但工艺革新随之而来的新问题也有很多,溶墨就是最具无溶剂复合特征的一种。 最常见的溶墨是白墨被溶解,复合后部分白墨被胶水渗透溶解,导致印刷的图案出现发暗发花,严重时白墨发黑的现象;部分彩色图文溶墨后出现线条轮廓变得模糊发虚,字迹发糊。 出现在复合透明材质结构的溶墨,从印刷图案的背面观察,可以看到图案明显被侵蚀融化的状态;在镀铝、铝箔、珠光、乳白等不透明材质的复合,溶墨出现后,可以明显看出图案发黑及溶蚀散射现象。出现溶墨问题不仅严重影响产品的外观,还对复合剥离强度及油墨转移也会有一定程度影响。 溶墨是油墨的墨膜面被胶水溶解的一种现象,溶墨的发生需要具备三个条件:胶水和油墨可以互溶(溶剂可以溶解溶质)、溶质和溶剂(墨膜和胶水)的相互作用力、溶解时间。只有这三个条件同时具备的时候,才有可能产生溶墨。 一、胶水和油墨可以互溶 因在复合前,完成印刷的油墨已经在薄膜干燥形成墨膜,故胶水和油墨间的互溶前提是胶水需要具备足够的流动渗透性、油墨的树脂可以被胶水溶解。 软塑复合使用的无溶剂胶水通常为100%固含量的双组分胶,由低分子聚氨酯与架桥剂(固化剂)分为A/B组分混合成胶。复合涂布上胶量基本控制在1-2g/㎡内,复合机速从100m/min--450m/min不等,普通产品的复合机速大多在300m/min以上,在如此高的涂布机速,且涂布量如此之低的情况下,要确保粘接效果,就必须确保胶水涂布的均匀性,要求胶水就必须要保持优异的涂布与转移性能。 由于无溶剂胶水内不含有机溶剂,保持优异的涂布性能的最佳途径,就是让胶水保持良好的流动与转移性能,因此无溶剂双组分胶的粘度就不得不做到一个比较低且适合设备生产的值,无溶剂双组分胶水的粘度一般控制在800~3000mPa·S,换算成涂4杯的粘度,大约也就在16秒~38秒左右。选择这个粘度区间是因胶水粘度过低则流动性能太好,在上胶槽易产生漏胶并影响转移性能,且粘度的降低使得聚氨酯的分子量要随之降低,这样对胶水的交联扩链反应也会产生影响,最终对粘结强度也会产生影响;而粘度过高又很难进行均匀的涂布与转移。 如果说无溶剂胶水保持较好的流动性是其保持涂布性能的根本,那么胶水的交联反应速度就是其胶水配方设计原理的基础。无溶剂胶水的反应速度一方面不能过快,以防止混胶后在胶槽内就产生快速反应,胶水的交联反应导致胶水变稠影响涂布(这个就是胶水的存盘时间);当然,胶水也不能反应太慢,过长时间的反应对复合生产来说,影响生产的时效性。 因此无溶剂胶水在配方设计的时候,除A/B胶本身的交联性能及涂布性能外,还需要考虑整体的反应速率(时间、温度、交联曲线)对胶水的影响。为保持各方综合性能的均衡性,在配方设计的时候,通常将胶水的存盘时间定在40°C条件下,30min不明显增粘的状态,胶水由液态流体状聚合成半固态粘弹体状的时间控制在2-4个小时左右。 花这么多时间来聊这个,就是想让大家了解无溶剂的胶水在涂布后,通常还有2-4个小时左右的流体或半流体状态,这段时间内胶水处于流体状态,分子量也不大,是可以对油墨进行充分侵蚀的,若油墨树脂与胶水的性能相似(如同为聚氨酯,且分子量、分子结构、分子键接近),那么胶水是有能力和时间对油墨进行侵蚀溶解的。这就很好解释溶墨现象的发生了:一是胶水与油墨的树脂有足够的相容性,二是胶水对油墨墨膜有足够的溶解能力,三是胶水有保持渗透的足够时间。 因此,在选用无溶剂复合工艺前,必须要对胶水与油墨溶解适配的性能先进行测试,既要保持胶水对油墨的粘结力,还要保证油墨墨膜在一定的时间和压力条件下,不被胶水侵蚀。不可简单轻易的去判断油墨或者胶水质量有问题,而是双方匹配度的问题,这在事前采购就需要规避和清楚的内容。也就是聚氨酯油墨的树脂分子结构足够大足够稳固,小分子的无溶胶胶水是很难侵蚀的;同理如果胶水的分子量足够大结构足够稳定,对墨膜的侵蚀性也就小,这样匹配的话溶墨现象自然就会减少。 二、溶解的相互作用力 在溶解过程中,溶剂和溶质之间存在着相互作用力。这种相互作用力可以是离子键、共价键、氢键、范德华力等多种类型。当这些相互作用力足够强时,就能够克服溶质粒子之间的吸引力,使其逐渐分散在溶剂中。 无溶剂复合中的胶水相当于溶剂的作用,墨膜就是被溶解的溶质。在溶剂与溶质的接触界面,只有溶质(墨膜)粒子克服其自身的吸引力,并且与溶剂(胶水)分子相互作用,才能够逐渐分散在溶剂(胶水)中。因此,相互作用力的因素对于溶解速率和平衡状态的达成都有着重要的影响。 这可以充分解释无溶剂复合为什么卷底的溶墨现象会比较严重,是因卷底薄膜承受的压力大,内部薄膜间的充分挤压,使得胶水和墨膜间的接触更充分,薄膜间的压力更是变成了相互作用的运动动力,加速了相互溶解的速率,给溶墨的产生带来了充分的条件。 因相互作用力产生溶墨的实例还有很多,如纵向图案实地部分连续规则性的印刷,造成收卷后因局部的墨膜产生厚度累积,导致膜卷产生局部鼓包现象,此处位置明显承受的压力会比较大,这在无溶剂复合中也能得到体现,膜卷局部油墨厚度积累的位置所承受的压力大些,溶墨就会相对严重。 油墨的细度较小,形成的墨膜较为平整的时候,胶水与墨膜的接触面为平面,在外力(薄膜收卷)挤压状态下的作用力加大,分子运动加快,更容易产生溶墨。这也是有机颜料(染料型)油墨相对比较容易产生溶墨的原因之一,染料型油墨的树脂和颜料混溶在一体,相对溶墨也就更加容易。 三、溶墨时间 溶剂与溶质的相互溶解,是需要时间来支撑的。可以假设即使胶水和油墨是可以相互溶解的,但由于油墨已经干燥成膜,那么即使再大的外力和再强的溶解性能,没有足够的溶解时间,溶墨也是无法产生的。 也就是说,胶水如果能够在墨膜被熔融之前,就已经得到充分交联固化,也就是溶墨接触的时间被压缩,也是可以减少溶墨问题的。 清楚以上逻辑之后,对于解决印刷引起的复合溶墨问题,解决溶墨问题就比较清晰,只要做到如下几点,基本上可以避免溶墨问题的发生: 1、使用无溶剂复合的生产工艺,油墨、胶水的溶墨测试未得到充分验证前,不得大批量采购胶水(油墨)进行生产; 2、确保印刷油墨的干燥性,干燥的墨膜可以在一定程度的减轻溶墨; 3、降低复合的收卷张力,特别是起始张力,防止因薄膜的挤压作用力,给溶墨创造了条件; 4、印刷排版时尽可能将实地图案的分布打乱,避免收卷后产生纵向油墨的堆叠,造成实际上薄膜的局部厚度和压力偏差,给溶墨产生带来了条件; 5、对于染料型油墨如透明油墨等,要慎用无溶剂复合,避免产生溶墨。 6、提高油墨树脂的分子量,降低油墨树脂被溶解的性能; 7、选用溶墨性能较差的胶水,选用如聚醚型胶水,避免胶水和油墨树脂性能接近产生溶解。 8、提高胶水的分子量,以期减少胶水的溶墨能力; 9、提高胶水的反应速率,以降低胶水溶墨的时间。 |
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