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塑料薄膜凹版印刷是一项综合性的技术,在印刷过程中容易出现的问题很多,粘连就是其中最常见的问题之一。在高温、高湿的梅雨季节,尤其容易发生粘连。因为粘连不能马上觉察到(具有非直观性),所以往往会引起很大的损失。所谓粘连,是指印刷收卷后,印刷品上的油墨层与另一个接触面(通常是薄膜的背面)互相粘连,或油墨附着到另一个接触面上。粘连的现象有两种: 一是塑料薄膜印刷背表面粘连,通常称“回黏”,就是薄膜印刷后印迹有干燥的假象,在印好卷简或制袋后,在存放时期又出现背面粘脏的现象。具体表现为不能顺利开卷,或者因油墨剥离而损伤印刷图案、污染接触面。在粘连较轻时(粘连的前一阶段),表现为重卷时发出剥离声,或在重叠部分的油墨表面呈现出异常的光泽。严重时印件之间撕不开,图文墨层移染,造成产品报废。 二是塑料管状薄膜表面相互粘连,袋口难以揭开,用户拒绝使用。上述两种情况,在夏季更容易发生。操作车间温度高,相对湿性大是造成粘连的主要原因之一。但有时与PE 树脂本身滑爽剂的含量太少有关,也与风量、速度等一系列因素有着密切的联系。 导致塑料薄膜凹印产品产生粘连的原因比较复杂,涉及到油墨、溶剂、印刷薄膜、工艺条件等多方面的因素。在印刷、复合、分切等加工过程中均有可能发生粘连。下面就印刷工序中产生粘连故障的影响因素和解决办法等方面进行讲述。从实际统计情况看,粘连现象主要是由油墨黏度增高、温度太高、残留溶剂太多、压力太大等因素引起的。下面分别进行具体分析。 1.油墨中的连结料树脂 油墨中采用的连结料树脂不同,油墨的抗粘连性也不同。目前塑料薄膜凹印所用的油墨均属于溶剂型油墨,由连结料树脂、颜料、溶剂等组成。作为连结料树脂,要求其与承印薄膜黏合要牢固,印刷收卷后不粘连,具有一定的柔软性,并能耐一定的高温,在一定范围内不受外界因素变化的影响。 ①连结料树脂的软化点 连结料树脂的软化点高低直接影响着印刷墨层的性能。连结料树脂的软化点过低,会使印刷墨层在高温环境下呈微熔状态,从而使印刷产品收卷后发生粘连。提高连结料树脂的软化点,显然有利于防止粘连。但软化点过高,印刷墨层的挠屈性会变差,容易脆裂。以PE、PP 薄膜表印常用的聚酰胺油墨为例,该油墨的连结料为聚酰胺树脂,一般均为低分子量的线型聚合物,是由二聚酸和烷基(或芳基)二元胺缩聚得到的,其软化点通常为100℃~110℃。 ②连结料树脂对溶剂的释放性 通常情况下,为了适应印刷的需要或考虑到经济性,印刷时在油墨中常常要加入混合溶剂。 每一种连结料都有自己的真溶剂、次溶剂、非溶剂。溶解性越好,就表示连结料树脂与溶剂分子之间的亲和力越大;而溶剂对树脂的溶解性越好,树脂对溶剂的释放性也就越差。释放性差,就会直接引起下文提到的残留溶剂问题。所以,在配制混合溶剂时,溶剂应该控制在一定的范围内。 既要考虑到油墨的印刷适性要求,同时还要考虑到溶剂的综合释放性。 对于同一种类型的连结料树脂来说,树脂的软化点越低,也就意味着树脂越容易溶解,树脂的脱溶剂性就会越差。从这一方面考虑,也应该相应地提高连结料树脂的软化点。 ③研磨时间与研磨温度 在加工油墨时,如果研磨时间过长,研磨产生的温度就会过高,导致连结料树脂部分变性,也会给粘连带来一定的影响。 2.残留溶剂 印刷油墨转移到塑料薄膜上以后,印刷墨层表面的溶剂将首先蒸发,而处在印刷墨层内部的溶剂则必须先扩散渗透到墨膜表面,而后才能进行蒸发干燥。当印刷墨层的干燥进入终期时,印刷墨膜的表层已经固化,这就限制了印刷墨层内部溶剂的继续扩散和蒸发,从而造成了残留溶剂问题。 当印刷墨层内的残留溶剂达到一定的浓度时,印刷墨层保持微融(润湿)状态,这就直接导致了粘连问题的产生。因此,必须对残留溶剂量予以控制。残留溶剂量除受到上述连结料树脂的溶剂释放性影响以外,还受到下列因素的影响。 ①溶剂的挥发能力 单一溶剂的挥发速度是由它的物理参数所确定的。印刷墨膜中所含的溶剂属于混合溶剂,每种溶剂的挥发速率是不同的。在这种情况下,溶剂的挥发情况将发生变化,挥发性强的组分首先逸出,而挥发性弱的组分则滞留下来,导致溶剂的组成发生了变化,也就不可能像单一溶剂那样在恒定的温度下以单一的挥发速率逸出,溶剂的挥发速率将逐渐缓慢下来。 若溶剂的纯度不合要求(如含有过多的高沸点组分)或过多地使用了慢干溶剂,则在正常条件下就会产生严重的残留溶剂问题。因此,合理地设计混合溶剂的配方是一个十分重要的技术问题,使用代用品时更应该十分慎重。另外,颜料的表面特性、比表面积及浓度也都对溶剂的挥发有一定的影响。就同一颜料来说,溶剂挥发速率将随颜料浓度的增大而减小;对于不同的颜料来说,一般情况下,颜料密度小,溶剂的挥发速率低,颜料的颗粒小,溶剂的挥发速率也低。 ②干燥条件 干燥条件包括干燥风温、风量(风速)、干燥装置结构等。干燥不良,残留溶剂量就会增多。 因此,应创造尽可能好的干燥条件。提高风温、风量(风速),无疑可以强化干燥条件。但应该注意的是,在印刷墨层较厚的情况下,如果干燥过快,会使墨层表面迅速结膜,导致内部溶剂无法逸出,反而会使残留溶剂量增大。再则,温度过高,还容易使墨膜软化。 ③印刷速度 印刷速度的快慢,决定了印品所能到的干燥时间的长短。所以,应在首先保证印刷墨层充分干燥的情况下,才可提高印刷速度。 ④干燥介质(空气)的湿度 干燥介质(空气)的湿度对于残留溶剂量有很大的影响。一是空气中的水分如果进入油墨中,将造成溶剂的综合挥发性变差。二是干燥介质(空气)中水分的大量存在,也抑制了溶剂的挥发。 环境湿度增加一倍,油墨的干燥速度一般要迟缓近两倍。也正是由于这个原因,在梅雨季节印刷塑料薄膜时最容易发生粘连故障。因此,在高湿环境中,应尽量减慢印刷速度,并减少油墨与空气的接触,以保证油墨能充分干燥。印刷车间的相对湿度一般不应超过70%。当然,也不能过于干燥,否则,容易引起静电问题。 ⑤承印薄膜 不同材质的薄膜对于溶剂有着不同的选择性吸收倾向。铝箔、聚酯等为非吸收性薄膜,残留溶剂一般较少;聚丙烯系薄膜容易残留碳氢系溶剂;吸水性薄膜(如尼龙、玻璃纸)则容易残留醇系溶剂。另外某些薄膜中添加的助剂也会影响溶剂的挥发,由此增大了残留溶剂量。 3.印刷墨层的附着牢度 印刷墨层的附着牢度与粘连也有着密切的联系。印刷墨层附着牢度差时,很容易使印刷墨膜在压力条件下转移到与之接触的另一层薄膜上,从而造成粘连。因此,必须保证良好的油墨附着牢度。造成油墨附着牢度不良的原因有以下几点。 ①错用了油墨或混合了不同种类的油墨。 ②塑料薄膜电晕处理不良或吸湿过度。 ③塑料薄膜中的添加剂析出,或空气被灰尘吸附到薄膜上,从而影响了油墨的附着性。 ④油墨发生白化及变质。 ⑤干燥不良。 4.冷却条件和储存环境 印刷品在经过干燥箱后带有很高的热量,经过干燥系统出来的薄膜尚带有一定的余热,如不进行回冷,就会使收卷的半成品内部产生余热积累,进而由于油墨软化而增加粘连的可能性。因此,印刷薄膜在收卷前必须经过冷却处理。 现在普遍使用冷却辊进行冷却。冷却辊的温度、运行平滑性、印刷线速度等是影响冷却效果的主要因素。如果在操作时忘记用自来水冷却,冷却辊就失去了冷却作用,塑料薄膜全部印完收好卷以后,热量将积累在膜卷中,温度会上升到50℃~60℃。这样引起粘连的例子是很多的。另外,在储存和搬运过程中,温度过高或通风不畅也有可能引起粘连。
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