丝印油墨性能介绍

1. 粘度。

 

    粘度，又称内摩擦，是一层流体对另一层流体作相对移动时所产生的阻力。它是流体内部阻碍其流动的一种特性。油墨粘度一般用“泊”、“厘泊”来表示。丝印油墨粘度约在4000至12000厘泊之间。

 

   粘度过大油墨对承印物润湿性差，不易通过丝印转移到承印物上。造成印刷困难，印迹缺墨。

 

   粘度过小，会造成印迹扩大，致使印刷品线条合并，成为废品。

 

   粘度指标可以使用粘度计进行测量。

 

  粘度变化与印刷性的关系是：油墨在网版上，粘度愈稳定愈好，但转移到印件上后，粘度变大愈快愈好。触变性则对前者不利，对后者有利，因此适当地触变性是可取的，而剪切变调对印刷有害无利。

 

   加溶剂、稀释剂或增塑剂，可降低粘度；加填料、颜料、硅化物，能提高粘度。

 

  2. 触变性。

 

   触变性是指液体由于应力粘度降低而后又恢复其原来粘度的能力。在丝印过程中，表现为油墨在静止一定时间后变稠，粘度变大，搅动后又变稀，粘度也变小的一种可逆现象。因为，油墨中颜料颗粒的外形是不规则的，尽管吸附了一层连结料，也是一种不规则的圆球。所以，在静止一定时间后，颜料颗粒就会接触或相距很近，造成相互吸引，阻碍颗粒的自由活动，油墨就变稠、变粘。然而，这种暂时稳定的结构，被外力搅动后，很快被破坏，解除了颗粒间的相互吸引力，颗粒的自由运动又得到恢复，流动性提高了，油墨变稀，粘度下降。丝网印刷油墨的触变性越小越好。为消除这种不利因素，在印刷之前，要充分搅拌油墨，使之恢复常态，然后进行印刷。

 

   油墨中的颜料颗粒越不规则，多角多孔，如黑墨，其触变性就大。反之，如黄墨，其触变性就小。油墨中连结料多，颜料少，触变性也小，反之则触变性大。另外连结料的不同对触变性影响也很大，如聚合植物油所制作的油墨，其触变性小，如高分子树脂作连结料，其触变性大。

 

  3. 屈服值。

 

   屈服值是指对流体加一定外力，从弹性形变到流动变形的界限应力，也是油墨开始层流时必须施加的最低应力。屈服值太大，油墨发硬，不易打开，输墨不便，流平性差；屈服值太小，印刷细线和网点再现性差。丝印墨层较厚，故屈服值不能太小。丝印油墨根据不同要求，屈服值可由1000dyn/cm2到3000dyn/cm2，印刷精细线画时，屈服值宜取高值。

 

   4. 流动度。

 

   流动度是粘度的倒数。即：粘度大，流动度小；粘度小，流动度就大。

 

   油墨的流动度可以看做是在无外力作用下，一定量的油墨在一定时间内和一定的平整面上自然流动的程度。油墨的流动度可以衡量油墨的稀稠。在丝印油墨中其流动度一般控制在30~50mm。测量方法是取一毫升油墨，在250克的压力经15分钟后，测量其直径即可。

 

   油墨的流动度大，印迹易扩大，使间隙小的细线分辨不清以致合并；流动度小，印迹中线条易断线缺墨，印刷也困难。

 

   5. 可塑性。

 

   可塑性是指受外力作用变形后，能完全或部分保持其变形的性质。

 

   丝印油墨是介于流体和半固体之间的浓稠悬浮胶体，所以它既有流动性，也有可塑性。颜料和其它固体含量高，油墨就显得稠，可塑性就大；颜料和其它固体含量低，油墨及稀薄，可塑性就小，丝印油墨要求有一定的可塑性，以保持印刷的精度，否则印刷的线条极易扩大。

 

  6. 表面张力。

 

   油墨的表面张力关系到油墨的转移性能和印迹在承印面上的稳定性。例如：当油墨的表面张力大于承印面的表面张力较多时，印迹会收缩，甚至出现鱼眼状的小孔；若承印面与油墨的表面张力相近，而网版的表面张力又大于承印面的表面张力时，印刷会出现堵网现象。

 

  7. 细度。 

 

   细度是表示油墨中颜料及其它固体原料颗粒的大小，及其这些颗粒在连结料中分布的均匀程度的指标。

 

  油墨的细度与固体粉末的细度是不一样的。后者指粉末的基本颗粒尺寸，它是很小的，单位为μm，实际上颜料是以若干基本颗粒粘连在一起的聚集状态加入到油墨连结料中的。经研磨，聚集体分散开，分散得越好，油墨颗粒（细度）越小。细度会影响到油墨的光泽及油墨的流平性。

 

  8. 粘弹性。

 

  粘弹性是指油墨受到利板压力后被剪切断裂，丝网版弹起，油墨迅速回弹的性能。油墨和承印物粘接，和丝网脱离，出现迅速缩回的现象，是典型的油墨粘弹性现象。

 

  油墨的粘弹性，对丝印影响较大的是出现拉丝现象。拉丝现象就是当刮墨板刮过，网版弹起瞬间，在网版与承印物之间出现很多油墨细丝。这是丝印中最忌的现象，不仅易使印刷品和网版粘脏，甚至会使印刷无法进行。

 

  拉丝长短与油墨的粘度有关。粘度大，墨丝长；反之则短。为此常加减粘剂或降低树脂的分子量等来降低油墨粘度，改善油墨粘弹性，减少拉丝现象。

 

  拉丝现象还与作用力的时间有关。同一油墨，若分离速度很快呈弹性分裂，则墨丝短；分离速度很慢，则油墨像纯液体一样完全流下，不成丝。

 

  9. 干燥性。

 

  丝网印刷既要求油墨在网版上能够较长时间不干燥结膜，又要求在印刷后，在承印物上干燥越快越好。这样可以保持印迹的清洁，节省场地，加快印刷速度，提高质量。

 

  丝印对油墨的干燥性要求，在多色连续套印时尤为突出。一般采用的干燥方法有自然干燥、热风干燥、紫外线干燥、电子束照射干燥、红外线干燥、微波干燥等多种形式。

 

  测定油墨的干燥程度，可采用简易方法。即制作一块宽1.5cm、长4cm，晒好图像的丝网印版，将油墨印在承印物上。观察油墨，以不粘纸为标准，计算自印刷后多长时间不粘纸，使可测定出这种油墨在此种承印物上的干燥时间。

 

  对于丝网印刷来说，网上慢干及印迹快干的油墨，才是理想的丝网印刷油墨，光固、热固及热印冷固等油墨就是因此而产生的。

 

  10. 硬度。

 

  指油墨受压变形的程度，可用油漆及涂料工业用的硬度计测量。从印品应用出发，硬度也可用耐划破性度量，如用相同的力，以不同硬度（H）的铅笔刻划充分干燥（印后48小时）的墨膜，以能刻破墨膜的铅笔的H值为所测油墨的印度。硬度对金属、硬塑及玻璃等刚体的装演印刷甚为重要。

 

  11. 耐光性。

 

  是指油墨印迹在日光照射下色泽稳定程度的一种性能。它取决于颜料的耐光性、墨层厚度、连结料及填充剂等的性能。包装印刷和室外广告对油墨耐光性的要求甚高，室外广告常要求历时3~5年，印品色彩无明显变化。光的照射会使颜料发生化学（如氧化或还原）反应和物理（晶体）变化，导致颜料变暗、变淡以至完全退掉。

 

  12. 耐化学力。

 

  油墨的耐水、酸、碱、醇等溶剂的能力，统称为耐化学力，其测定标准与方法要从应用目标出发，目前常用的有浸泡法和湿擦法。

 

  浸泡法是将干燥后的印品，浸泡在选定的水、酸、碱、醇等溶剂中，经一定时间后取出，比较印品浸泡前后的变化程度。

 

    湿擦法是将布用选定的溶液浸湿后，在干燥后的印品上往返湿擦若干次（50~100），再比较印品湿擦前后的差异。

 

   其它如油墨的颜色、光泽度及透明度（或遮盖力），分别用色度仪、反射光泽度计及密度计（或遮盖力仪）予以测定。

 

  13. 丝印油墨的固着牢度。

 

  油墨是丝网印刷中最重要的材料，在整个印刷过程中占有极其重要的地位。因为丝网印刷的对象相当的广泛，如纸张、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷和各种纺织品等等。所以正确掌握油墨的性能，是顺利进行丝网印刷的必不可少的条件。

 

  丝印油墨最突出的一个问题是印刷后油墨在承印物上的固着牢度。没有固着牢度，就等于没有印刷，还会造成很大的浪费。固着牢度问题涉及到油墨和承印物的粘结机理。目前一般认为影响油墨固着牢度的原因有以下几点：

 

  1）树脂的影响。

 

   树脂是构成油墨粘结料的主要成分，油墨的固着效果与树脂性能有密切关系。

 

   a. 分子量。若树脂的分子量与承印物的分子量太接近，油墨溶剂不易选择。若树脂的分子量太大，为使油墨达到丝印要求的粘度，则油墨中固体（树脂）含量就太少，造成溶剂浪费。分子量高，溶点亦高，在溶剂中难溶解，对附着效果不利。若树脂分子量太小，则内聚力与相容性太差，附着效果就差。配墨树脂的分子量选择是重要的，必须适宜。

 

  b. 玻璃化温度。高分子链段运动只有在玻璃化温度以上，才具有显著的扩散速度。整链运动只有在更高温度下才能进行。对室温固化油墨其树脂的玻璃化温度应很低，这显然对附着效果有利。对于热固化油墨，加热温度应高于玻璃化温度，低于承印物的热变形温度。附着效果与操作（干燥）温度有关。

 

   c. 树脂的组分。树脂分子中的官能团、支链结构等直接影响油墨在承印物上的固着效果。因此丝印专用油墨对不同承印物越来越专一。单一树脂往往满足不了专用丝印油墨的需要，事实上，采用两元或三元共聚树脂、混合树脂，对树脂改性等方法能配制出质地优良的油墨。选择合适的树脂组分对固着效果有利。

 

   d. 树脂单体的元素含量。合成树脂单体某元素含量的改变，使树脂的性能也随着变化。设计油墨配方时，合成一些特殊的树脂，将大大的改进油墨性能。树脂单体某一元素含量的改变，将导致树脂某一特性的突出变化。

 

   e. 树脂的极性及结晶性。极性的存在利于固着效果，但高极性的线型聚合物，结晶性也高，可采用共聚和接枝对树脂改性来破坏结晶性，保持极性。

 

   实践证明，环氧树脂对木材、金属、某些塑料凳许多物质能产生化学键，故许多专用丝印油墨常采用环氧树脂来配制，以期达到理想的固着效果。

 

  2）溶剂的影响。

 

   配制油墨的溶剂也影响着固着效果。采用的树脂和溶剂的溶解度参数相近是合适的，对于承印物溶解度参数也要同时考虑相近。但是对于塑料丝印油墨还要从其它丝印效果来通盘考虑（其它专用油墨也应这样）。

 

   a. 树脂和溶剂的溶解度参数相近，利于溶解。

 

   b. 高沸点溶剂使用过多固着效果下降。

 

   c. 溶剂选用不当固着效果差，溶剂的使用要从多方印刷来考虑，所以油墨溶剂常使用三种以上的混合溶剂。

 

   d. 油墨中的溶剂和连结料（高分子聚合物）和承印物接触对承印物表面进行溶胀和溶解，使承印物和油墨中的连结料相互扩散，形成一层混合后无界线的中间层，导致了界面的消失，形成油墨和承印物的牢固结合。

 

   e. 扩散过程是油墨溶剂对承印物表面溶解的过程，而承印物的溶解与否，则决定于油墨中的连结料和溶剂的极性。只有油墨和承印物的极性相似时才能溶解，才具有粘合牢度。

 

   油墨中的连结料一般是线型结构的大分子聚合物，其分子两端很容易向承印物内扩散，短侧链不利于扩散，大支链有利于扩散。连结料的分子量大、链长，其渗透慢，扩散也慢。分子量小，则渗透快，粘结力大，但本身内聚强度小。因此作为连结料的高分子聚合物需要有一最佳分子量，既利于扩散，又有一定内聚强度。连结料在向承印物扩散过程中对温度较敏感，提高温度能促进大分子的布朗运动，有利于扩散的速度和能力，也有利于油墨的粘结牢度。

 

  3）添加剂的影响。

 

   种类繁多的添加剂，将大大改善油墨的性能。对固着效果有作用打粉添加剂有：

 

   a. 交联剂。交联剂不但可提高油墨的固着效果而且能大大提高油墨的硬度、耐溶剂性能、耐水性能及干燥速度等。

 

   b. 偶联剂。偶联剂促使油墨中树脂及高分子承印材料产生偶联作用，可提高油墨的固着效果。

 

  4）油墨性能的影响。

 

  油墨的润湿性好，对固着效果有利，若承印物还没浸润，油墨已经干燥或固化，则固着效果差，这涉及油墨的流动性能问题。流动性能还和丝印的其它因素有密切关系，这里仅着重讨论固着效果。

 

   a. 配制油墨，必须控制溶剂的挥发速度，高沸点溶剂的存在利于流平。

 

   b. 采用适当分子量的树脂来配制油墨，树脂的粘度越高越不利于油墨流平。

 

   c. 油墨中添加适当的流平剂。

 

  5）承印物的影响。

 

   承印物材质直接影响着丝印油墨的固着效果。通过对承印物的改性、表面处理等办法，也可改进油墨在承印物上的固着牢度。

 

    a. 通过对承印物的改性提高油墨的固着效果。

 

   b. 对承印物表面进行清洁处理，也能提高油墨在其上的固着牢度。承印物表面的灰尘、油脂、污物的存在使油墨难以固着，必须清除。

 

   c. 对承印物表面进行氧化、改变承印物的表面状态等，将极大地提高油墨的固着效果。

 

   d. 用偶联剂对承印物进行预处理，促使表面基团的活化，也能改善油墨在承印物上的固着效果。