丝网印刷如何提高油墨附着牢度

文 | 任玉峰

丝网印刷如何提高油墨附着牢度

文 | 任玉峰

吸附是一种界面现象，是一种物质的原子和分子附着在另一种物质表面的现象。印刷过程油墨固着在纸张表面这一现象就属于吸附现象。吸收也是一种界面现象，如果一种物质的原子和分子均匀地透过了界面进入到另一种物质的原子或分子内部就是吸收。吸附和吸收同时存在时称为附着。

附着性是油墨对承印面粘附的牢度，如果附着不良并固着不好，没有一定牢度，不耐摩擦，不耐冲击，不抗疲劳，就等于没有印刷。

吸附有化学吸附和物理吸附。化学吸附靠氢键力产生吸附，这种吸附比较牢固，如：用环氧树脂做为连接料制成的油墨印金属承印物，感光胶发生光化学反应附着在丝网上，这就是化学吸附，它的粘着性很强。物理吸附依靠范德华力、机械交织力，如利用热运动力热固化，但这种吸附粘着性不如化学吸附。

如何提高油墨对承印物的粘附性

提高油墨对承印物的粘附性，主要应该从以下两个方面着手，即油墨的印刷适性和承印材料的印刷适性。

油墨的适性控制

1．油墨中树脂应与承印物相匹配。

树脂是油墨连接料的中心材料，它直接影响固着牢度，印金属承印物油墨中连接料树脂应选用环氧树脂，由于它具有环氧基，具有反应活性，形成交联聚合后附着力很强。要印聚乙烯塑料，连接料应该用聚乙烯；印聚丙烯，就要用聚丙烯作为连接料，因为它们的极性及分子量相同；要印刷聚氨酯材料，油墨中连接料用聚氨酯树脂，用它印刷后膜层坚韧耐磨，附着良好。

2．树脂溶剂和承印物溶解度参数要相近。

油墨中的树脂、溶剂和承印物的溶解度参数相近时才可以印在承印物上，这样溶剂会对承印物表面溶胀，油墨中色料会越过界面进入到承印物内部去，形成牢固的附着。

3．添加合适的助剂。

添加偶联剂：偶联剂能够促使油墨中的树脂及高分子承印材料产生偶联体从而可提高油墨的固着效果。

织物印花油墨，加入粘合剂才能提高固着效果。常用的粘合剂有F型阿克拉明粘合剂、丁苯橡胶粘合剂和丙烯酸酯类。各类粘合剂，有各自的特点，但有一个共同点，就是只有在加入交联剂的情况下，才能提高粘合剂的牢度。

添加交联剂：交联剂的作用主要是能形成粘合剂的交联，降低粘合剂成膜温度，提高油墨固着效果，同时墨膜的硬度、耐水性、耐溶剂性、干燥速度也大大提高。必须同时进行蒸化或焙烘才能进一步提高固着效果，提高水洗牢度。

但近年来，出现了能自身交联的新型粘合剂，但必须在较高温度下才能交联，然而温度过高，会使织物脆损，所以现在又向低温自身交联方向发展。

承印物表面要进行处理

1．塑料及塑料薄膜处理

塑料薄膜因其使用方便，在经上光覆膜等印后加工后，色泽鲜艳，牢固耐用，在包装行业应用非常广泛，是包装业一道亮丽的风景线。但塑料表面，因分子结构、密度、结晶程度、极性基团不同性能有很大差异。即使是同一种塑料其密度也有高、中、低的差异。加之塑料表面光滑，在制作时里面加了稳定剂，具有一定的抗酸碱性和抗氧性，所以对油墨的吸附性很差，影响牢固性，耐磨性。所以必须在印前对塑料进行表面处理。

处理的原理是，改变塑料表面的极性。塑料表面是非极性的，经过处理以后，使塑料表面具有极性基团，这个极性基团，就能与油墨连接料中的极性基团连接，从而使油墨牢固地附着在塑料表面。常用的处理方法有：A．电晕放电处理

电晕处理装置的结构组成是一个高压交流电机，一个输出变压器，两个电极。处理时让塑料薄膜从两个电极中间穿过，由于高压电使空气中的氧高度电离而产生臭氧，使薄膜表面活性化，产生电火放电，生成极性基团，分子极性增大，表面张力提高，同时消除了尘埃，产生了肉眼看不见的坑穴，使表面粗化，增强了对油墨的吸附性，是目前普通应用的方法。

B．火焰处理法

这种方法的原理是：让塑料薄膜快速通过氧化火焰，轰击出肉眼看不见的毛刺，对油墨的粘附性大大提高。

这种方法处理时重在“快速”，否则会“烧坏”表面，使油墨的粘附性降低，造成火焰处理的氧化膜和油墨一起脱落。处理时所用的温度应低于塑料薄膜的热变形温度。如常用于包装的聚乙烯，热变形温度为60～80℃，聚乙烯热变形温度为100～110℃。

C．等离子体处理

等离子体在强电场、高温、激光的作用下，中性原子或分子会失去电子电离为离子，这种离子包含的正负电荷相等故称等离子体。

处理的原理是：射频发生器在较高的电压下发射激光能量，产生特征辉光放电现象，使通过的气体物质产生许多激发态电子、离子和原子，它们再去轰击塑料表面，使塑料表面活性基团产生变化或形成新的基团或自由基，产生沉积，达到了聚合物表面化学改性及物理改性的目的，产生了极性，会与油墨连接料中的极性集团对接，从而使油墨附着力增强。

D．化学药品及溶剂处理法

用氧化剂处理塑料表面，使塑料薄膜表面氧化生成亲水基团或其他官能团。会与油墨中的极性基团对接，增强对油墨的吸附性。

对于较厚的薄膜可用溶剂处理。常用的溶剂有表面活性剂或氯系溶剂，如二氯戌烷、五氯乙烷、三氯乙烯等，经处理能改变塑料薄膜表面的润湿性，破坏塑料薄膜在制造前所加的稳定剂（增塑剂、防氧化剂等）。

药品处理法：给塑料薄膜表面涂上化学药物如高锰酸钾氯磺酸，环烷基铬酸，使表面通过化学腐蚀来提高油墨的浸润能力。

E．除静电处理

由于塑料薄膜有较好的绝缘性，电阻很大易带静电且很难清除，必须在印前对塑料进行除静电处理，以消除静电，除去尘埃异物，从而增强油墨的吸附性。

除静电的方法主要是用除静电剂去除静电。

硅系除静电剂：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水分，再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑料薄膜浸渍在除静电剂中，在30～40℃温度和60～80℃的温度下处理3小时，涂后进行干燥，干燥后放置5小时印刷。

表面活性剂除静电剂：此种方法除静电的原理和硅系除静电剂不同，主要是通过增加导电性不同，降低表面电阻来实现的，其方法也可用滚涂法和浸渍法，和硅系溶剂处理大同小异。

以上处理方法是对大多数塑料而言的，但是有一小部分塑料，表面具有极性基团，表面粗糙，密度低，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等可不必处理，直接印刷。

2．金属承印材料的印前处理

随着社会发展越来越广泛金属材料的应用也越来越广泛，如金属标牌、三片罐、两片罐等容器。

金属表面由于在运输储存过程中涂了一层防锈油和工艺润滑油，且金属比较活泼，长期暴露在空气中，吸收空气中水分和氧气形成一层氧化膜，正是由于这层防锈油和氧化膜，它对油墨会产生排斥及反润湿现象。所以印前必须对金属表面进行处理。

（1）除油处理

由于油脂分为皂化油（如植物油）和非皂化油（如凡士林、石蜡、机油），除油方法也就不同。

a．除皂化油，除皂化油的原理就是利用油脂的皂化或乳化使其脱落金属表面。

铝版除油：用3~4%氢氧化钠与金属表面油脂起皂化反应，用5%磷酸三钠使油类产生皂化物变成细小的液滴分散在水中，水89~92%，在60~70℃的温度下除油30~60秒，就会使油脂脱离金属表面。

钢版的化学除油，配方：氢氧化钠50g，碳酸钠30g、磷酸三钠30g、硅酸钠5g、水800g、温度50~80℃、时间5~7分钟。作用：氢氧化钠与油脂起皂化反应，碳酸钠控制反应速度：磷酸三钠、硅酸钠起乳化作用，增强油污的活性而分散在水中。

b．有机溶剂除油，可除去非皂化油，如润滑油、石蜡、凡士林，常用的有机溶剂有汽油、煤油、甲苯、丙醇、环乙醇及某些氯化烷烃、烷烃等。方法是将金属承印材料放在盛有有机溶剂的容器中浸泡。这种方法对于沥青块，干固的油脂除油效果好。

c．电化学除油：是将承印材料挂在碱性电溶解液中的阴极或阳极上。由于电极的化学作用降低溶液界面的表面张力，电解时，电极上析出氢气和氧气泡，对油墨有强烈的撕裂作用，使油脂的附着力降低而脱离金属表面，这种方法除油彻底，效果好，如锌板材除油的配方：

碳酸钠 5~10g 温度 40~50℃磷酸三钠 10~20g 电流密度（直流电） 500 ~ 700A/cm硅酸钠 5~10g 时间 30s水 1000ml

（2）除氧化膜

金属在空气中吸收水份会生成一层氧化膜ZnO、Al2O3、FeO、Fe2O3、Zn(OH)3，这些自然形成的氧化层，结构疏松，极易与酸碱发生反应，会使油墨难以附着，所以可用硫酸或盐酸配制稀溶液涂在金属氧化层表面。以使氧化层脱离金属表面。

3．玻璃表面处理

（1）玻璃表面状态及印刷适度

玻璃的主要成分为SiO2，硅主要在玻璃内部，氧原子在玻璃表面，这种结构具有很高的表面能，很容易与其他物质作用，如遇到空气会与空气中的氢结合，形成亲水基因，OH（羟基）这种亲水基团浮在玻璃表面，油墨的附着很困难。

玻璃表面有碱离子，形成Na-O键。这种键很容易在空气和水中断键导致油墨难以附着。因此要对玻璃表面进行处理才能印刷。

（2）玻璃表面处理方法

a．进行感脂处理，感脂处理是在玻璃表面涂布各种硅氧烷偶联剂，形成感脂基团，提高玻璃对油墨的亲和力。一种方法是将0.5～1%的偶联剂乙醇溶液涂布在玻璃表面，它水解后形成良好的亲和力；另一种方法是把1～5%的偶联剂预先加在油墨中印刷后自行扩散至玻璃表面。

b．去脂处理，去除油脂提高润湿性，用丙酮、甲乙酮清洗脱脂，或用二氯乙烯蒸汽脱脂。

c．强酸处理：通过强酸处理，去除碱离子提高油墨附着力。配制浸泡液；铬酸一份、浓硫酸100份、蒸馏水4份。将玻璃在溶液中浸泡15～20分钟，然后用蒸馏水洗净，在80～93℃下干燥20～30分钟。

d．物理处理，用细粉磨料进行轻度喷砂处理或用水磨砂进行水磨，可除去表面的附着物。提高亲墨性。