油墨表面张力对印刷产生的影响
油墨稀释是表面张力降低的过程,稀释率越高,表面张力越低。油墨转移到基材上后,随着溶剂的挥发,油墨的表面张力逐步升高,在干燥时达到最高。
在印刷过程中油墨表面张力升高的原因有2个:一是低表面张力的溶剂逐步减少,二是溶剂,特别是快干溶剂的挥发,导致油墨的温度降低,从而使油墨的表面张力升高。
油墨表面张力的变化会对印刷过程产生如下影响:
1)影响油墨的流平。表面张力低的油墨流平较好。
2)影响油墨的附着力。油墨对基材的润湿程度会影响与印刷基材的附着力,油墨的表面张力越低,对印刷基材的润湿程度越好。
3)导致印刷中出现印刷故障,如缩孔等。
印刷故障分析与解决
凹印油墨正常稀释后,表面张力较低,有利于油墨的流平和附着;油墨干燥后,墨膜表面张力较高,有利于下一色油墨的叠印或下一工序的顺利进行(如复合、涂胶)。
1. 油墨转移过程
就油墨的润湿来说可分2个阶段,油墨对印版的润湿(即油墨对网穴的润湿)和网穴内油墨对印刷基材的润湿。只要任一阶段润湿不佳,油墨的转移都不能正常进行。油墨润湿的界定原则是:
接触角s90时可润湿,s90时不可润湿。
但在印刷过程中还有动态润湿存在,液滴向左运动(或被润湿物向右运动),这时就会产生两个接触角,即动接触角。一个接触角大于s,为前进角a;另一个接触角小于s,为后退角r。速度一定时,液滴的表面张力越小,前进角越小;反之则越大。液滴移动的速度越大,前进角a越大;当速度大到一定程度,动接触角就大于90,导致可润湿体系变为不能润湿体系(即亲液体系变为不能润湿的憎液体系)。在能够润湿的条件下,所能容许的最大界面运动速度叫做润湿临界速度。
在印刷过程的第一阶段,墨槽内的油墨是静止的,印版滚筒是转动的,属动态润湿状态。在第二阶段,油墨与基材的运动速度相同,属静态润湿状态。由于黏度高的油墨表面张力高,可能导致动态润湿不能完成,即油墨不能充分润湿网穴;也可能导致静态润湿不能完成,即网穴内油墨不能充分润湿印刷基材,最终使油墨转移不良。
2.缩孔故障分析
当印刷基材的表面张力与油墨表面张力不匹配,如基材表面张力较低或油墨的表面张力较高时,油墨在承印材料表面不能完全铺展,形成露珠状,即造成缩孔故障。关于缩孔的原因及相关案例列举如下。
1)基材的表面张力较低。
2)基材不干净,有油污。大部分油污的表面张力低于基材的表面张力。
3)基材可能附有一些低表面张力的异物。
某一包装厂,挤复车间与印刷车间紧紧相邻,挤复机工作时印刷经常出现缩孔。后来挤复车间搬走缩孔消失。原来此工厂在车间内安装的主动送风装置的进风口正好与挤复机排气口距离较近,在300℃以上的高温环境下生产时,挥发的低分子聚合物刚排出室外,马上又被吸入印刷车间,而印刷机高速印刷产生的静电极易使这些低分子物附在基材上而导致缩孔。
4)油墨配方不合理。
5)油墨黏度不适。缩孔的形成需要同时满足热力学和动力学的要求,热力学要求油墨的表面张力高至不能润湿基材;动力学要求油墨有流动性且有足够的时间收缩。印刷图文暗调 和实地墨量大、墨层厚,溶剂在挥发时吸收了大量热量,若此时外在的热量不能弥补墨层损失的热量,油墨表层温度的降低致使油墨表面张力升高,而油墨下层温度较高,表面张力相对较低(或基材表面张力低)。根据贝纳尔涡流学说,表面张力低的油墨向周围表面张力高的墨层铺展,墨膜流平变差,严重时就导致缩孔,如果提高油墨的黏度,油墨内溶剂含量少,挥发量少,温度降低幅度小;油墨流动性变差,从油墨转移到基材上到油墨丧失流动性所需的时间缩短,油墨没有足够的时间收缩,从而使印刷品上出现缩孔故障。
6)油墨稀释剂干燥速度太快。原因基本同上。可通过降低干燥速度来解决。
7)外在原因使墨层进入干燥箱前溶剂挥发过快,油墨表面张力升高。
在印刷过程中油墨表面张力升高的原因有2个:一是低表面张力的溶剂逐步减少,二是溶剂,特别是快干溶剂的挥发,导致油墨的温度降低,从而使油墨的表面张力升高。
油墨表面张力的变化会对印刷过程产生如下影响:
1)影响油墨的流平。表面张力低的油墨流平较好。
2)影响油墨的附着力。油墨对基材的润湿程度会影响与印刷基材的附着力,油墨的表面张力越低,对印刷基材的润湿程度越好。
3)导致印刷中出现印刷故障,如缩孔等。
印刷故障分析与解决
凹印油墨正常稀释后,表面张力较低,有利于油墨的流平和附着;油墨干燥后,墨膜表面张力较高,有利于下一色油墨的叠印或下一工序的顺利进行(如复合、涂胶)。
1. 油墨转移过程
就油墨的润湿来说可分2个阶段,油墨对印版的润湿(即油墨对网穴的润湿)和网穴内油墨对印刷基材的润湿。只要任一阶段润湿不佳,油墨的转移都不能正常进行。油墨润湿的界定原则是:
接触角s90时可润湿,s90时不可润湿。
但在印刷过程中还有动态润湿存在,液滴向左运动(或被润湿物向右运动),这时就会产生两个接触角,即动接触角。一个接触角大于s,为前进角a;另一个接触角小于s,为后退角r。速度一定时,液滴的表面张力越小,前进角越小;反之则越大。液滴移动的速度越大,前进角a越大;当速度大到一定程度,动接触角就大于90,导致可润湿体系变为不能润湿体系(即亲液体系变为不能润湿的憎液体系)。在能够润湿的条件下,所能容许的最大界面运动速度叫做润湿临界速度。
在印刷过程的第一阶段,墨槽内的油墨是静止的,印版滚筒是转动的,属动态润湿状态。在第二阶段,油墨与基材的运动速度相同,属静态润湿状态。由于黏度高的油墨表面张力高,可能导致动态润湿不能完成,即油墨不能充分润湿网穴;也可能导致静态润湿不能完成,即网穴内油墨不能充分润湿印刷基材,最终使油墨转移不良。
2.缩孔故障分析
当印刷基材的表面张力与油墨表面张力不匹配,如基材表面张力较低或油墨的表面张力较高时,油墨在承印材料表面不能完全铺展,形成露珠状,即造成缩孔故障。关于缩孔的原因及相关案例列举如下。
1)基材的表面张力较低。
2)基材不干净,有油污。大部分油污的表面张力低于基材的表面张力。
3)基材可能附有一些低表面张力的异物。
某一包装厂,挤复车间与印刷车间紧紧相邻,挤复机工作时印刷经常出现缩孔。后来挤复车间搬走缩孔消失。原来此工厂在车间内安装的主动送风装置的进风口正好与挤复机排气口距离较近,在300℃以上的高温环境下生产时,挥发的低分子聚合物刚排出室外,马上又被吸入印刷车间,而印刷机高速印刷产生的静电极易使这些低分子物附在基材上而导致缩孔。
4)油墨配方不合理。
5)油墨黏度不适。缩孔的形成需要同时满足热力学和动力学的要求,热力学要求油墨的表面张力高至不能润湿基材;动力学要求油墨有流动性且有足够的时间收缩。印刷图文暗调 和实地墨量大、墨层厚,溶剂在挥发时吸收了大量热量,若此时外在的热量不能弥补墨层损失的热量,油墨表层温度的降低致使油墨表面张力升高,而油墨下层温度较高,表面张力相对较低(或基材表面张力低)。根据贝纳尔涡流学说,表面张力低的油墨向周围表面张力高的墨层铺展,墨膜流平变差,严重时就导致缩孔,如果提高油墨的黏度,油墨内溶剂含量少,挥发量少,温度降低幅度小;油墨流动性变差,从油墨转移到基材上到油墨丧失流动性所需的时间缩短,油墨没有足够的时间收缩,从而使印刷品上出现缩孔故障。
6)油墨稀释剂干燥速度太快。原因基本同上。可通过降低干燥速度来解决。
7)外在原因使墨层进入干燥箱前溶剂挥发过快,油墨表面张力升高。
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