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使用特殊油墨的印刷以及水基柔性版油墨配方设计的要素有哪些?

发布日期:2019-09-17 09:32:51 浏览:

众所周知,油墨并非单体,它是颜料或染料,以及体质颜料和连结料,其它的助剂等构成。而连结料又是由各种树脂和增塑剂、溶剂制成,那么使用特殊油墨的印刷以及水基柔性版油墨配方设计的要素有哪些?

使用特殊油墨的印刷以及水基柔性版油墨配方设计的要素有哪些?

一、使用特殊油墨的印刷

序言

印刷油墨是将形形色色的图像形成在承印物上所用的印刷器材之一种,誊写版那种简单的印刷机起到胶版印刷那样的袋有大量辊筒的印刷机等,印刷油墨必须具有能够对应各种印刷机的印刷适性。而特殊油墨加入了这个行列后,进一步满足人的五感要求,使它醠具有提高印刷品附加价值的功能,由此被称为「附加价值油墨」或「功能性油墨」。

特殊油墨则需要从上列原料中选择能发挥相应功能的材料,有时特地开发,而且要满足印刷适性那样来设计。

本文受篇幅所限,只能简单地介绍各种特殊油墨的用途,至于使用各种特殊油墨及用它来进行印刷的方法,有不少涉及到专利和防伪条例,另行处置。

特殊油墨

1.涂水显像印刷用油墨

涂水显像印刷(Aquaphic)又称润湿显像印刷,其所用的油墨是在用黑一色的粗点子和条纹印成的图画部位上用沾水的笔涂抹一下,便会显现出红、蓝、黄等色。

在适合印刷方式(无水胶印、活版等)的基础油墨中分散着水溶性的染料。过去活版、平台凹印曾经是主流,近来无水胶印方式多起来了。看上槷有「全黑色」和「红、黄、蓝」的两类,应用于幼童用的画册及其附录。

(1)印刷过程中的注意点

所用的原材料以容易吸水的胶版纸类为宜。又因为染料容易溶析出来显色的缘故,用粗点子和条纹表现图画,故有必要多留白色空间。对待轮廓和图样使用普通用的黑墨来印,而对涂水的部分则使用揉进黄、红、蓝色的染料的黑墨,印成粗点子和条纹等的图案。

倘用正式印刷机来印时,在进入正式印刷之前,需要对印样一度用沾水的棍棒等使其发色,以此确认色相和密度等。采纳无水胶印时不成问题的一点点的起脏,遇到涂水显像印刷的情况,因润湿而出现显色造成非常明显的起脏,故需要有对临界起脏温度(CTT)的管理。

(2)印刷方法

通常以无水胶印最适宜,但使用活版,平台凹印也可以。

2.升华转印用油墨

根据加热到200℃上下便会升华(固体→气体),使用具有这种性质的染料制成的油墨,用来印到转印纸上,拿它附在布绢上用电熨斗加热15-20秒钟,便染上带色的图案。由此称作升华转印。用途方面,有运动用的摇旗,向围裙等上染印的图案。最近已不多见的向处理好的铝金属上利用升华转印进行的染印也是使用这种油墨。

(1)印刷过程中的注意点

为了防止加热转印时产生粘页,最好采用胶版纸供作转印纸。关于转印用的布绢,不可用天然纤维,限用聚酯或者是与聚酯的混纺品。

因为是转印到布上成为最终产品,对转印纸的印刷要使用与平常左右相反的底版。此外,转印纸上印刷的色与染印到布上的色很不一样,因为只有染料的部分得到转印,所以打样时应转印一下,以便确认。

再说,转印后的耐旋光性是相当强的,但转印前的印刷品状态,其耐旋光性是弱的,故印刷后尽快进行转印作业为好,需要保存时,应注意不要曝露于日光或荧光灯等的光亮处。

(2)印刷方法

采用胶版印刷或网版印刷为宜。

3.摩擦显像印刷用油墨(Scratch Printing Ink)

擦蹭印刷品,就会显现出隐藏的文字或图案,这类印品有许多种。

(1)硬币显印

用肉眼似乎看不到甚么印迹,但只要用硬币擦蹭,文字或图案便显现出来。油墨用的是硬性的白色颜料(氧化钛等)。

印刷过程中的注意点:设法使印刷面和原材料组配成无光泽感的印刷,为了使不可见化达标,用纸以无光泽类为佳。万一组配起来有困难,在上面加印一层黄色网,或者是用比较软的无光泽油墨修饰一下。

上墨不足,成色性差,上墨过度,造成不可见化困难,故需要充分的上墨管理。由于这种印品的性质,通常图案较为简单,故要注意过乳化,一旦发生过乳化,转移性渐渐地恶化,其结果导致硬币擦显的发色性低劣。

不管怎么说,彻底的不可见化是困难的,故不适宜用于与高价景品等有关的彩票方面。

印刷方法:宜用胶版印刷。

(2)铅笔显印

虽然不像硬币显印那样难的不可见性,但同样是用肉眼看不到甚么的印刷品,只要用铅笔涂擦就能显现出文字或图样。

使用含有无光泽材料(微硅粉、体质颜料、玻璃粉等)的介质来印刷。成色性依靠无光泽材料的量(当然与上墨有关)而定,无光泽材料含量多点为好。但是,要注意其量与印刷适性(堆墨、掉墨等)的关系,对泛用的无光泽罩光油和无光泽介质要仔细判断。

诸如上述,因不可见性差,本设想最适宜用于幼童的文误活动。

印刷过程中要注意点:为了获得充分的发色效果,希望采用光泽涂料纸。同时,最好采用比细网点大一点的点子和条纹。

印刷方法:宜用胶版印刷。

(3)刮蹭显印

用硬币或指甲刮除去隐蔽用的银墨,原先隐藏的文字和图样便显现出来。广泛用于刮蹭彩票。所用的油墨很耐表面接触时的刮擦,只有点和线因接触被擦的地方能够除掉,用的是特制的树脂类油墨。

印刷过程中的注意点:为提高隐蔽度,在反面印刷黑实地,对底基的图案印刷宜以淡灰色进行。底基的图案采用胶印,在其上面加印剥离用亮油(见图1)。这时,OP印刷希望印得比最后套印上去的银墨面积大一点。还有OP的干燥不足时,会发生银墨的剥离不畅,故需注意。与「油性+油性OP+银墨」相比,「UV+UVOP+银墨」比较不易引起剥离不良。

印刷方法:胶版印刷(图案,剥离亮油)+网版印刷(印银)

4.香味印刷用油墨

将香味油或经过微胶囊化的香料分散到油墨中,使印刷品能发出香味。近来多用于香水等化妆品的广告和带香味的电报等。

微胶囊的方法,保香效果虽高,但能够做到胶囊化的香料是有限制的,故需要事先确认。若是香味油(花香、水果香等)虽好,但含水性和水溶性成分的材料(食品等)是无法胶囊化的。

印刷方法:最近尽管已有采纳胶版印刷印出来的印刷品,因保存性不佳,还是采用网版印刷为佳。

5.胶印导电油墨

比起导电糊和网中中水竹竹心尸中刷用的导电油墨来说,电阻值较高,但利用胶版印刷,可以印刷出赋与导电性的图样。根据兼用非导电油墨和导电笔,用于学习教材的印刷(见图2)。

将导电碳黑分散到胶印用连结料中制成油墨。导电油墨按平时的上墨,电阻是104Ω~105Ω,非导电油墨是1010Ω以上。此电阻值属于用光泽涂料纸的值,若用无光泽涂料纸或胶版纸,会更高。根据用笔尖接触图案,会依各个电阻值的范围发出不同的光和声音,需要有这种功能的笔。

光泽涂料纸虽能获得低电阻值,但有容易识别导电和非导电油墨之差的缺点。至于无光泽涂料纸和胶版纸,不易识别导电和非导电油墨的差别,虽然能表明采用本项目的优点,但因电阻值高,导电笔的规格变得困难。当采纳本项目时,应考虑好上述的平衡来选择纸张。

印刷过程中的注意点:电阻值会因图案的上墨,原材料的种类等而有变化,故事先的试验要做得充分些。此外,Wet(印刷后)和Dry(干燥后)的电阻值也因有所不同,故要将印刷品用于干燥器烘干后确认,要极力设法使导电油墨和非导电油墨的色相保持一致。

使用特殊油墨的印刷以及水基柔性版油墨配方设计的要素有哪些?


二、水基柔性版油墨配方设计的要素有哪些?

(一、水基柔性版油墨概念

水性油墨由水性高分子树脂和乳液、有机颜料、溶剂(主要是水)和相关助剂经物理化学过程混合而成。水性油墨具有不含挥发性有机溶剂,不易燃,不会损害油墨制造者和印刷操作者的健康,对大气环境无污染等特性。水性油墨作为一种新型印刷油墨,没有溶剂性油墨中某些有毒、有害物质在印刷品中残留和对包装商品的污染,改善了总体环境质量。

水基柔性版油墨,是根据油墨按印版版型的分类方法并与油墨的干燥机制相结合命名而得。

(二、水性柔性版油墨配方的技术依据

1.水性连结料的中和成盐机制

水性油墨采用水性连结料。水性连接料基本分为三类:胶态分散体、乳液聚合物、水稀释型聚合物。目前油墨行业主要采用的还是稀释型连接料。许多高分子(水溶性)原来并不溶于水或仅部分溶于水,只有添加一种酸或碱,才因电离作用而溶于水。典型的例子是聚丙烯酸和聚酰胺分别是阴离子和阳离子型电解质。这些物质水溶液的pH值与它的粘度、絮凝效果、稳定性、分散性等密切相关。故在水溶性聚合物的分子链上含有一定数量的强亲水性基团,如羧基、羟基、胺基等,但这些极性基团与水混合时多数只能形成乳浊液。而羧酸盐能溶于水,因此水溶性连结料的制造往往是使用高酸态的合成树脂,再以胺中和成盐。

2.挥发、渗透、固化反应或三者兼有的干燥成膜机制

一般来说, 印刷工艺以及相应的干燥方式决定所用的油墨配方体系。为满足柔性版印刷的工艺要求及水性油墨自身的特点,根据不同的印刷基材,水基柔性版油墨的干燥方式有挥发、渗透、固化反应或三者兼有。

(1)挥发干燥机制

对于承印物为非吸收性基材的柔性版印刷,其干燥方式主要以挥发干燥为主,即采用树脂/溶剂的油墨体系。因为:

①柔印机速度很快,80m/min到 200m/min以上都有,一般来说第一色印完到第二色印刷,其间隔仅几秒到零点几秒。对于非吸收性基材,在所有的干燥类型中,仅挥发干燥可满足这一要求。

②只有墨膜中的液体尽快脱出墨膜,例如利用沸点不高的溶剂有瞬间挥发的特性,才能使油墨迅速干燥。快干性也要求油墨为低粘度而且烯薄的液体。

③对于胶印油墨、铅印油墨而言,可以通过墨辊之间的调和,使油墨均匀地涂布在印版上,而柔印油墨仅靠本身的流动性、粘附性填充在网纹辊网眼中并传墨到印版上,只有较低的粘度即较烯薄的液体才能赋予这样的性质。而且油墨必须在很短的时间内填满凹眼,如果粘度太大则难以填入凹眼中,同时刮刀也难以圆滑地刮去网墙部分的油墨。所以柔性版油墨一般为粘度较低的流体形式,大量的溶剂或水只有通过挥发或渗透的方式进行。当然粘度太低也不行,否则压印会造成网点中的油墨易变形,使图文再现性变差。

油墨的干燥速度首先取决于油墨中溶剂的挥发速度。油墨中溶剂的挥发,主要存在如下影响因素:

①不同的树脂对溶剂挥发速度的减缓程度不同。溶解度越大的树脂,溶剂越难以脱出,挥发速度越低。

②颜料在油墨中所占的比例越大,溶剂的挥发速度越低;颜料粒子的半径越小,比表面积越大,溶剂的挥发速度越低;不同种类的颜料对溶剂的脱出性不相同。

(2)渗透吸收干燥

对于吸收性基材的柔印,其干燥方式以渗透吸收干燥为主。吸收性基材如纸张对油墨具有吸收性。油墨中的连接料是液体成膜物质,同时能粘结色料粒子并使之粘着在纸张表面上。连结料转移到纸张后,就向纸张内部渗透,直到油墨中的色料粒子之间变得足够紧密,粒子间的间隙不断缩小所产生的颜料颗粒间毛细管拉力与纸张内吸收连结力相等时完成吸收渗透过程。连接料向纸张内部渗透的程度与纸张内毛细管拉力成正比,即纸张的吸墨性取决于其内部的疏松程度,也就是纸张的紧度和组织匀度。实际印刷时,还应考虑印刷压力、压印时间、油墨粘度的影响。Olsson公式基本上归纳了以上因素对油墨被压入纸张深度的关系:

d = (p×r2×t/2η)1/2

d: 油墨压入纸张深度

p:印刷压力

r:纸张毛细管半径

η:油墨粘度

由于印刷压力远比毛细管引力大得多,故后者忽略不计。

油墨对吸收性基材的渗透吸收对油墨固化和干燥过程很重要。渗透量太少或太浅,油墨粘着不牢,也不易干燥。但是,渗透量太大或太深,就会造成透印问题,也会降低油墨光泽。

另外,对于吸收性基材,还同时存在挥发干燥机制。故对吸收性承印物的柔印,干燥方式是挥发和渗透双重成膜机制。

在某些特殊要求的油墨配制中,还引入一些反应基团进一步改进其成膜性能。

(三、影响水基柔性版油墨配方设计的诸多因素

1.印刷适性的要求

油墨从墨槽到印版辗转到承印物的过程是油墨的传输和转移分离过程。首先要求在印刷过程中能够始终向印版稳定地传输油墨,其次希望版面上的油墨始终以一定的状态有效地转移到承印物上。传输和转移的质量与印刷机的性能和精度有关,又同时要求油墨具有相应的印刷适性。油墨本身的流变性成了支配油墨适性的重要因素。流变性包括粘度、屈服值、触变性、流动度、粘着性、墨丝长短等。

粘度 油墨内聚力的大小,必须适合印刷全过程的要求。

(1)印速越高,要求油墨的粘度就越小。快速印刷,要求转移快,干燥快,即油墨粘滞力小,易分离,且溶剂易从墨膜表面逸出。实践证明,油墨塑性粘度对油墨的转移率影响显著,在同一印刷机速度相同的条件下,粘度小的油墨层分裂状态比粘度大的对油墨的转移有利。如图1所示。

(2)承印物要求:对于比较光滑的铜版纸,在供墨量充足时,转移率较高,所以要求油墨的粘度稍高;对于胶版纸等结构松软的纸张所用油墨粘度应稍低。

触变性 触变性即“剪切稀化”。油墨应具有一定的触变性,在印刷过程中油墨在墨辊上受到机械的转动作用后,油墨的流动性就产生了变化,粘度有所下降,流动性增强,其延展性也在增加,有利于油墨的顺利均匀转移。油墨转移到承印物后,失去外力作用,因其触变性很快由稀变稠而不向周围流溢,保证了印迹的准确性。特别是网点和文字线条版印刷,可以避免油墨在纸张上浸润和铺展所造成网点扩大,线条变粗。油墨的触变性与下列因素有关:

(1)颜料的性质 表面吸附性强的颜料制成的油墨触变性大。

(2)颜料颗粒的形状 颜料粒子呈针状时,比球状粒子制成的油墨触变性大。

(3)颜料的用量 一般地,油墨中颜料所占比例越大,粒子相互作用越强,油墨的触变性越大。

(4)颜料粒子与连接料的润湿能力 润湿能力低,油墨触变性大。

(5)树脂的分子量 连接料中的树脂分子量越大,触变性越大。

印刷适性对触变性的要求:印刷作业要求油墨具有适当的触变性,但如果油墨的触变性过大,油墨在墨斗中会造成供墨不流畅,甚至会出现供墨中断的现象,影响连续印刷时供墨量的均匀和准确程度。不同类型的印刷对油墨的触变性会有差异。一般网线版、文字版和线条版的印刷要求油墨的触变性略大些;大面积的实地版则略小些为宜。

粘着性 在印刷过程中,使墨膜分裂并转移到相应的物面(墨辊表面、印版表面或承印物表面)上的力是附着力,也就是油墨与墨辊、印版、承印物表面间的连接力。油墨在附着力的作用下,先是分裂而后转移,这是油墨对附着力的动态响应。油墨本身在这一动态过程中表现出来的阻止墨膜分离的能力,称油墨的粘着性,实质上是油墨的内聚力(油墨分子间的连接力)在附着力的作用下的一种表现。油墨的粘着性对印刷适性的影响在于 :

(1)油墨的粘着性较大时,油墨的分离困难,造成印刷机上油墨延展不均匀。油墨墨层在纸张或橡皮布间分离时,如果此阻力大大超过纸张的结合力,就会产生拉毛现象甚至剥皮现象。

(2)多色印刷时,在前色的油墨未干的状态下迅速印刷后一色,一般要求第一色油墨的粘着性要大一些,后面各色油墨均要逐渐降低粘着性,否则,就有可能出现后面的印不上去,并把前面的墨层粘走。

油墨的附着与干燥 油墨附着在承印物上之后,便从液态的胶状物变为固态的皮膜,粘结在承印物上,这一变化的过程称为油墨的干燥。这一过程分两个阶段完成:油墨由液态变为半固态,不能再流动转移,是油墨的初期干燥阶段,用初干性表示。半固态油墨中的连结料的主体部分发生物理或化学反应完全干固成膜,是油墨的彻底干燥阶段,用彻干性表示。油墨的初干阶段和彻干阶段统称为油墨的固着干燥。油墨的干燥速度与油墨的干燥方式有关。油墨的干燥方式取决与油墨连结料的组分。不同的印刷方式、承印物以及印刷机械对油墨的干燥有不同的要求。油墨的固着干燥性能对印刷适性的影响有以下两点:

(1)对于纸张类承印物,油墨可以流入其凹洼、空隙而被固定,这是利用机械的“投锚效果”而附着;对于表面光滑无吸收性的承印物,油墨的附着取决于油墨对承印物的润湿作用,即液体对固体表面的亲合作用,还取决油墨与承印物分子间的作用力。但高速印刷时由于纸张的堆积和密附会使分子间距离急剧减小,导致油墨和承印物分子间结合力明显增大,未干的油墨会映到后一印张的背面。所以,一般地,在不影响油墨与承印物附着的前提下,应适当降低油墨的附着能力,或加快油墨的固着干燥,以避免印品的“背面蹭脏”。

(2)油墨的干燥速度影响油墨的粘着性。如图2所示,随着干燥时间的增加,油墨的粘着性逐渐增加到最大值,再下降到零。如果油墨很快干燥,墨膜表面很快光洁干滑而失去粘着性,第二色油墨就难以附着,油墨就产生“晶化现象”。理想的叠印应在油墨初干到彻干的时间内进行。

干燥过快,油墨会在印版表面结皮、糊版、使印品油墨堆积,光泽不良,出现“墨斑”;干燥过慢,印品背面可能发生“蹭脏”现象。

2.包装物使用性能的要求

遮盖力 单位重量的原墨能够印刷的面积通常称为油墨的遮盖力,单位为m2/g。遮盖力取决于以下因素:

(1)油墨的比重 比重大的油墨的印刷面积要少于同等重量的比重小的油墨。

(2)油墨的转移量 转移量受墨斗辊和印版材料的硬度、网纹传墨辊着墨孔的载墨能力和磨损情况、刮墨刀的安装位置等影响。

(3)油墨中着色剂的含量决定了油墨遮盖力的大小。

(4)油墨在非涂层纸或其它吸收性承印材料上的遮盖力比在非吸收性承印物上的遮盖力差,因为油墨能渗入吸收性材料使颜色的明度降低。在印刷纸张时,水基油墨渗入纸体的速度比溶剂油墨慢,遮盖力比同样色强度的溶剂墨高。

耐性 耐化学性、耐刮擦性、耐热封性、耐油脂性、耐冷冻性、耐久性等。

我们论述了影响水基柔性版油墨性能的诸多因素,在此基础上可进一步确定其基础配方、连结料体系及其原材料的选定和准备工作,并且预定开发品种的一般性能要求和技术指标,那么关于使用特殊油墨的印刷以及水基柔性版油墨配方设计的要素有哪些我们就讲到这里了。

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