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UV固化油墨如何丝印PEPP瓶子

2022-04-28 来源:贺州机械信息网

UV固化油墨如何丝印PE、PP瓶子

瓶子表面印刷属于容器印刷,用曲面丝网印刷机就可以完成。而对于用无极性的 PE、PP材料所加工成的瓶子,如洗发水、沐浴露、化妆品、杀虫剂等瓶子的印刷,一般皆选用光固化油墨,所以丝印前必须对PE、PP表面处理方能解决油墨在其上的附着牢固。那么,光固化油墨的最佳固化条件是什么? PE、PP瓶子如何极化处理才能达到好的着墨效果,就此问题,叙述于下。

一、UV油墨的基本知识

1.UV油墨的组成及在油墨中的作用

①反应性稀释剂(又称稀释剂单体):是一种分子量较小(低分子量)化学物,它可降低粘度,起分散颜料和稀释树脂的作用,决定油墨的表面特性,如粘度、硬度、柔软性。它不挥发,并且参与UV树脂固化交联反应。

②助剂:包括颜料、润滑剂、增厚剂、填充料、促固剂等,它影响到油墨的颜色、固化速度、墨层厚度以及印刷适性和油墨的耐候性等。

③光固树脂:它是UV油墨成膜的主要部分,即UV油墨的连接料,决定UV油墨的光泽、附着力。不同的油墨用不同的树脂来适应不同材质的承印物。

④引发剂:它是激发交联反应的化学物质。在光化学反应中,引发剂一经光激发吸收光子后便变得非常兴奋活跃,产生自由基,将能量传递到其它感 光性高分子,使其连锁反应,把单分子物、添加剂、光固树脂结合起来,形成网状稳定结构,油墨结膜牢固地附着在承印物上。

2.UV油墨固化及对固化系统的要求

①反射罩的类型:聚焦型,非聚焦型和多面反射型。一般使用聚焦型,非聚焦型和多面反射型常用来固化光油(没有着色料的油墨)。

②UV灯:UV灯的功率要满足能穿透UV油墨达到固化的要求。 UV灯的最长使用寿命不能超过1200小时,一般建议使用l000小时就应更换下来。每隔一定时间清洁灯管,清洁后将灯管逆时针旋转1/4周(可重复三次)。在安装和清洗UV灯时要小心。

③化系统的检测:可用能量计测量UV灯的输出能量。用UV,IMAP波形显示器绘制出UV图,根据UV图,检测固化系统;若绘制出的能量图很尖,说明固化系统无问题;若顶端为驼峰,说明反射罩有灰尘;若顶端为圆的,说明灯管老化,根据老化的程度该更换的应换掉。

④光固化的要素:

●UV灯的功率:即UV光的辐射量,也称穿透力,一定要满足紫外固化油墨 的要求,若UV灯的功率不够,即使光照时间再长,或者重复固化次数,也不能使油墨完全固化。所以当UV灯的功率不够时,就需通过高功率的灯使油墨固化,这是因为低功率的灯发出的UV光不能穿透到墨层底部,使底部不固化。

●固化速度:固化速度要从两方面来考虑。一是充分固化;二是以最佳固化速度固化。最佳固化速度的选择方法是:先以某一速度通过UV机固化,如果固化了,再加快速度,直到通过固化机出来的墨层不能固化为止,这时,就能确定最佳固化速度,即开始不固化的速度×0.8=最佳固化速度。

●UV灯的光谱波长范围:即UV灯的分光感度范围一定要与UV油墨相匹配。 一般要求UV灯的波长范围为l80-420nm之间。

⑤附着力的测试:

将印件通过UV机后冷却至室温,可将印件划格6×6mm,注意,只能划穿墨膜而不能损伤,用3M-600#胶带测试附着力,通过测试附着力可说明下列问题:

●若胶带上没有墨层,则说明固化良好,附着力好。

●若印迹全部转移到胶带上,则说明有四个问题:油墨系列没选对(即与承印物材质不匹配);承印物中含有大量的增塑剂或表面脱模剂;承印物表面张力太低,须进行处理或已处理而没有处理好;油墨固化不良。

●印迹边缘不转移,而中间部分转移到胶带上,则说明是没有完全固化,这是因为灯的功率不够或是灯的功率满足了,但固化速度太快。

●印迹成为鬼影,表明油墨没完全固化。

●叠印时,若第二个颜色附着力不好,胶带测试时,仅第二层掉,说明第一个颜色过度固化了;若叠印后测试两层都掉了,说明第一层固化不足。叠色印时UV固化的规则为70/30RULE,即70%固化,30%未固化,最后墨层应100%固化。

⑦添加剂的影响。

加入添加剂会影响油墨的一些性能,如加入引发剂,可提高附着力,但会影响油墨的柔软性,并且加入的量过多,会立即引起交联而不能印刷。

⑧工艺条件:

●UV油墨印刷中的丝网一般选用高张力,低延伸率,S级平纹丝网或单双面压平丝网。网框强度好。

●网版上的张力一致,误差±2N/cm,张力不一致,油墨层不均匀,并能产生位置偏差。

●网距一般在2-4mm之间,应根据张力大小调整网距。

●刮板硬度在60°~90°选用,一般手工用70°,机印80°。

●承印物的预处理。由于承印物材料表面状况不同,要对承印物进行表面处 理,这对UV油墨的附着力是极其重要的。对于塑料软片,可用蘸酒精或异丙醇的清洁布清擦,以除去浮在承印物表面的增塑剂及不纯的化学物质,如灰尘,油脂;对于表面张力低的PP 、PE、PU、PET等材料,可根据印件的厚、薄,分别进行火焰处理或电晕处理,以增加其表面活性从而改善其附着力。经表面处理后使承印物表面张力达到≥45达因/厘米为佳。

●油墨在使用前要充分搅拌,特别是加入添加剂后一定要搅拌均匀,否则就会产生有的固化附着力强,有的没有固化或未充分固化附着力差,印件还会产生粘连。

●UV灯的功率一定要满足要求,并调整好固化速度。

●固化后冷却至室温,用3M-600#胶带进行划格测试,固化后24小时,附 着力和耐溶剂性达到最佳。

●洗网,普通洗网水洗网,但不能够用酒精,因为酒精能损坏网模版。

⑨气候对UV油墨的影响。

●温度的影响:温度高,UV油墨的粘度变低,印刷后易产生毛牙和糊版现象。温度低,粘度高,易产生不完全固化现象。因此要求夏天油墨要冷藏,丝印车间温度不能过高;冬天在冷冻环境中拿来时,应提前放置于印刷环境的温度下,并适当放慢固化速度。

●湿度的影响:湿度影响承印物的表面状态及油墨对承印物的丝印性能。

⑩颜色的影响。

因为各种颜色对光的反射不同,故UV油墨随颜色的不同对油墨的UV固化是有影响的,七色对光的反射波长与光固化快慢的关系。

二、瓶子(塑料PE、PP、PET等)印前处理要求及参数

目前光固化油墨还没有直接用于未处理的PE、PP瓶子上,所以,要印PE 、PP瓶子,在印前必须对PE、PP进行极化处理,否则UV墨不能牢固地附着。那么如何极化处理?

极化处理的方法有多种,在PE、PP塑料及其瓶子行业大多数用火焰处理 的方法,这种火焰处理的结果是利用火焰中含有O、N0、OH和NH等自由基,它 能把高聚物如PE、PP等表面氧抽取出来,随后按自由基机理进行表面氧化, 并引入了一些极性的含氧基团发生断链反应,对无极性PE、PP达到极化来改变其表面的润湿性,保证了油墨的附着牢度。

水表面张力为72.5达因/厘米,油表面张力为25-50达因/厘米。

火焰处理的参数:目前有火焰处理的单位大多数使用煤气作燃烧源,应控制空气:煤气=7:1才能达到蓝紫火焰,这时火焰温度可达1270。C左右,火焰内芯长度控制在6-19mm,火焰芯顶端至表面为l 0-15mm,接触时间为l-4秒(LDPE为1-2秒,HDPE为3-4秒),旋转速度100-150转/分,可处理的表面深度在40-90A,使PE、PP表面能达到45达因/厘米来满足油墨附着的牢度要求。

对PE、PP塑料瓶子火焰处理后的极化效果的检测:当PE、PP经火焰处理后,必须达到>45达因原来的表面张力值才能确保UV墨牢固地附着,因此火焰处理效果的检测是很重要的,其方法有达因测试笔(用乙二醇乙醚35%+甲酰胺65%混合液)检测和浸水检测。目前普遍应用浸水来检测,即将火焰处理过的PE、PP瓶子全部浸没在净水中,然后将瓶子从水中取出稍停片刻(约10秒钟左右)让多余的水流掉,然后观看瓶子被处理部位表面是否布满了一层均匀的水膜,若是布满了并持续l5秒钟以上的亲水,则说明该火焰处理已达到可印刷的要求,若瓶子表面水膜不连续,甚至像雨后荷叶上水珠况,这时就必须调整火焰处理参数来满足要求,例如空气与燃气的燃烧比例,火焰有效成份与PE、 PP接触的时间和距离等等。

三、丝印工艺参数

1.油墨在印刷前要彻底搅拌,并将溅在盛墨罐盖上物质全部刮入油墨内搅拌均匀。

2.丝网及网版。丝网:目数>355目/英寸的黄色,高强度,低延伸网。网版:张力18-25N/cm,用直接感光浆或毛细菲林,膜层厚度15-25微米。

3.胶刮:硬度为80°聚氨酯尖刮。

4.网版清洗用普通洗网水。

5.固化条件:中/高压水银灯,波长:280-380nm,峰值在365nm较好。功率:80-120W/cm左右。过UV速度:调整光固化能量的需求。

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