五、塑料丝油墨的选择

　　用什么样的油墨进行塑料丝印，这关系到丝印产品的质量。一般的热固型油墨是不适合塑料丝印的，因为油墨的固化温度多在100℃以上，而在这时塑料则早已变形。所以只能根据塑料的溶解性选择溶剂型油墨，即挥发干燥类型的油墨。
　　配制塑料印刷油墨难度比较大。因为承印物是热塑型塑料，若要采用强溶剂，就会使塑料表面“过溶”，所以必须采用一种微溶塑料的溶剂，并与印塑油墨本身树脂的结构相似，它们的膨胀系数才能接近，在溶剂作用下，油墨与塑料之间才能形成互溶的中间层，使油墨成膜后具有高的强度和耐磨性，由于塑料的品种多种多样，所以就更增加了配制油墨的难度。塑料丝印油墨在国科已形成系列化的产品，有各种颜色，能适应各种塑料承印物，并具备不同的干燥时间等。
　　国内油墨厂家生产的塑料丝印油墨以溶剂挥发干燥型居多。成膜物质大多为合成丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、聚酚胺树脂等与塑料相应的树脂。溶剂大多为酯类、松节油、环己酮、二甲苯等。颜料以无机颜料为主。
　　1．塑料印刷用油墨及溶剂。进行塑料印刷时，如表4－16所表示那样，事先应先实验着墨的性能，没有故障才可进行印刷。
　　表4－16　塑料印刷油墨的印前实验

项目	现象及原因	有关成分
粘连	油墨未干，重叠粘加，分离困难。原因：残留溶剂，树脂、增塑剂析出。	连结料、溶剂
渗色及渗色转换	油墨中的颜料在印刷中或印刷后，在水、溶剂、油脂等物质中溶解，渗出颜色。	颜料、增塑剂、稳定剂
粉化	印刷物干燥后，摩擦印刷物表面时会产生颜料变成粉状脱落的现象。其原因是由于油墨的连结料干燥皮膜过弱，以及油墨的干燥不好或是纸的吸收性过强所造成。补救的办法是加入粘度较大的清漆或合成树脂。	连结料、增塑剂、稳定剂、溶剂
固着性	油墨不能固着在塑料上，或固着欠佳。	连结料、溶剂、稳定剂、增塑剂
耐气候性	油墨不耐光、热、低温、日晒。连结料在上光下分解。	连结料、溶剂
墨膜破裂	成品墨膜龟裂。	颜料
承印物开裂	成型承印物开裂。塑料不耐溶剂。	溶剂
毒性	颜料中含铅、砷、镉等重金属。	颜料
热成型性	热成型加工性差，塑料不耐热。	连结料、颜料
耐醇性	油墨不耐，遇醇墨膜分解。	连结料
耐药品性	成品墨膜遇药品变色。	颜料
耐水性	成品墨膜遇水剥离。	连结料
印刷适性	印刷作业性差。	连结料、溶剂、颜料

　　印刷时要根据所使用的材料及成品的用途和要求选择合适的油墨。
　　聚乙烯塑料在耐水性、耐药品性、电的绝缘性等方面性能都很优良，成本也低，所以其用途很广。因此，我们必须根据成品的不同用途来选择合适的油墨和溶剂。
　　聚丙烯塑料有优良的机械强度和耐气候性能，所以被使用于高级的商业标牌及照明招牌。在承印品中有许多是精密度很高的，所以要认真地选择颜料和溶剂。招牌的耐气候性能是非常重要的，但随着时；司的推移，溶剂是会发生变色的，我们必须注意这一点。
　　如前所述，经过前处理的聚乙烯塑料才能使油墨很好地粘合在上边。与不经前处理的聚乙烯塑料能很好粘合的油墨，目前世界各国都处于研究阶段。但是这只是一个要求程度的问题，如果使用条件并不那么苛刻的话，一般固着性的油墨也是可以使用的，像苯乙烯类塑料，在一定程度下耐溶剂性极低，因此，就必须使用乙醇类溶剂的油墨。
　　在合成树脂中，有些树脂在阳光的作用下会分解变质，因此在后加工工序中增加了如压膜、喷涂、层压等加工处理。在印刷前我们还必须了解塑料的使用条件、弯曲程度、粘结性能和所要求的耐药品性能及耐摩擦性能等。同时还必须知道塑料的后加工使用什么工艺方法。
　　丝印油墨中主要溶剂的性能如表4－17所列。
　　表4－17丝印油墨用主要溶剂

类别	品名	分子量	沸点（℃）	比重	蒸气压（20℃mm）	燃点（℃）	蒸发速度
酯类	醋酸乙酯 醋酸（正）丁酯 醋酸（异）戊酯	88.06 116.10 130.11	77 126.5 138～142	0. 901 0.882 0.875	74.0 22 4.5	-4 22 25	2. 7 7.8 11.6
酮类	丙酮 甲乙基酮 甲异丁基酮 环己酮	58.05 72.06 100.15 98.08	56.2 79.6 116 156～157	0. 790 0.810 0. 790 0.947	180.3 77.5 16.0 4	-18 -1 22.7 46	0. 9 0. 7 5.6 22.2
醇类	甲醇 乙醇 正丙醇 异丙醇 正丁醇 戊醇	32.03 46.05 60.06 60.06 74.08 88.10	64.7 68 97 82.3 117 137	0. 791 0.789 0.804 0. 789 0. 801 0.817	95.2 51.8 14.5 32.9 4. 71 2.24	11 13 22 11～14 29 40～42	5. 2 7 7.8 7.7 19.6 28.1
醇衍生物	甲基溶纤剂 乙基溶纤剂 丁乙溶纤维	76.06 90.08 118.11	124.3 134.5 171	0. 968 0.930 0.907	0. 7 4.5 1.8	36 40 60	21.1 28.1 85
芳香族烃类	苯 甲苯 混合二甲苯 汽油 四氢萘 松节油	78.05 92.06 106.08 - 132.1 -	80.1 110.6 137～142 120～200 207 153～175	0. 879 0. 867 0.866 0.86～0.92 0.973 0.86～0.88	74.6 22.3 5.1 0.263	-11 4 23 - 75～78 30～37	2.8 4.5 9.5 100
脂肪族烃类	正己烷 环己烷 正庚烷 十氢化萘 矿油精	86.11 84.10 100.13 138.14 -	69 80.8 98 180～190 149	0.661 0.783 0.683 0.887 0.80	119.8 76.7 35.6 0.6	-18 -17 -1～-17 57～60 26～36	1.9 2.6 2.7 48.1
卤化烃类	四氯化碳 三氯乙烯 四氯乙烯 氯苯	153.84 131.39 165.84 112.5	76.7 87 121.2 131.7	1.585 1.465 1.631 1.112	90.7 58 14.4 8.71	- - - 27～39	2.6 3.1 19.1 8.2
氮化物	苯胺 硝基苯 吡啶	93.06 123.05 79.05	184.2 209.6 115	1.021 1.023 0.978	0.37 0.31 15.4	171 88～90 -	200 160 8.2

　　2．塑料印刷用油墨的表面张力和固着性能。在塑料片、股上进行丝网印刷，有一定困难，因为油墨在聚氯乙烯（PVC）、聚酯、聚丙烯、聚乙烯等塑料上固着困难。油墨表面张力与塑料的表面能大小不匹配，就会产生上述问题。弄懂表面张力和表面能这两个参数之间的关系，并在生产过程中加以仔细观察，在进行塑料印刷时，就能避免挫折和失败。
　　在各种塑料片、膜上进行丝网印刷时，表面张力和表面能是影响丝网印刷质量的两个极为重要的因素。所有液体都有一个表面张力值，同样地，所有固体也都有表面能数值。这两个参数的计量单位都是达因／厘米，它们可作为油墨固着性能和湿润性能的指标。
　　为了使油墨能成功地固着于承印片、膜上，油器的表面张力必须等于或小于承印片、膜的表面能。一般来说，当油墨的表面张力与塑料表面能之间的差值增大时，油墨的湿润性能和固着性能都会改善。
　　①表面湿润性与表面张力。当水在刚涂过蜡的汽车外壳上形成水珠的时候，就能看到表面张力和表面能的作情。因为涂错降低了汽车外壳的表面能，水的表面张力（70～73达因／厘米）使水形成水珠，结果就不能使水分散开并润湿汽车外壳。如果汽车外壳末涂蜡，外壳的表面能可能大于水的表面张力。这样，水就会弄湿汽车的涂层。
　　油墨必须湿润塑料的表面，才能附着在上面。例如，如果将表面张力为40达因／厘米的漆喷涂到表面能为18.5达国／厘米的带聚四氟乙烯涂层的煎锅上，干燥后的漆股很容易从锅上剥落下来。因为油漆的表面张力大于聚四氟乙烯涂层的表面能，所以附着力不牢。
　　②油墨的表面张力。实际应用时，可以把油墨的表面张力当作固定值。某些油墨供应商提供表面张力数据，而其他供应商则喜欢推荐较小的表面能数据，以便得到较好的效果。这样作可使供应商保证油墨的表面张力与片、膜的表面能之间的差值不致太大。
　　通过改变溶剂或增加表面活性剂及硅有机树脂，可以改变油墨的表面张力。但这样作之前，应该先和油墨生产厂协商。不恰当地改变油墨表面张力，可能造成诸如印迹不平以及白斑点等缺欠。
　　③固体的表面能。所有的固体都有正常的表面能（表4－18），但这些数据仅作为“基础”数值。在生产中基础表面能的实用价值不大，我们所关心的是印刷时的表面条件，即所谓的表观表面能。被油脂、手印、增塑剂及脱膜剂污染的固体表面，其表观表面能会明显低于基础数值。通过提高塑料表面粗糙度或进行表面处理（等离子体处理、电晕处理以及火焰处理），可以明显提高塑料的表面能数值。
　　表4－18 通用材料的基础表面能

材料名称	表面能 dyn/cm	材料名称	表面能 dyn/cm
聚四氟乙烯 聚三氟氯乙烯 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯（硬的） 聚氯乙烯（软的） 聚氟乙烯 聚偏二氯乙烯 聚偏氟乙烯 聚丙烯酰胺 聚丙烯酸酯（丙烯酸薄膜） 聚甲基丙烯酸甲酯 聚对苯二甲酸乙二酸酯（聚酯膜） 聚－6－氨基己酸（尼龙的一种） 聚－11－氨基十一酸（尼龙的一种） 聚亚己基二酰胺（尼龙的一种） 聚四氟乙烯－三十六氟化乙烯 80％∶20％	18.5 31.0 31.0 31.0 33～35 39.0 33～38 28.0 40.0 25.0 35～40 35.0 33～44 43.0 42.0 33.0 46.0 20.0	60%∶40% 聚四氟乙烯－乙烯 50％∶50％ 聚四氟乙烯－六氟丙烯 94％∶6％ 92％∶8％ 96％∶14％ 84％∶16％ 77％∶23％ 纤维素（再生品） 二甲基硅氧烷 紫铜（干燥） 铝 铁（干燥） 钠钙玻璃（干燥） 镀锡钢片 熔凝石英 氧化锡 氧化铁	24.0 26～27 19.0 18.3 18.2 18.0 17.8 44.0 24.0 44.0 45.0 46.0 47.0 35.0 78.0 111.0 107.0

　　聚氯乙烯（PVC）、聚酯、聚丙烯和聚乙烯等塑料材料的表面能都较低，其原因是增塑剂（保持柔软性）和脱膜剂（防止粘膜）在片、膜成型后继续向表面移动，大大降低了表面能。 　　
　　确定添加剂溶出是否是导致表面能降低的原因，最好的实验方法是用酒精擦试片、膜表面。首先测定塑料表面能的大小，然后用普通酒精和干净棉布擦试片基表面。如果表面能数值发生变化（通常是变大），大概是存在污染。 　　
　　3．塑料印刷用油墨的干燥。在印刷完成后，一般都希望油墨能快些干燥，以提高效率、节省晾架。但干燥过快或过慢都会给印刷带来困难。干得过快，将使印版上的油墨很快变调，出现于版现象，降低油墨的流动性和油墨对承印物表面的浸润效果，图案印刷不牢。如果干得过慢，则会给多色套印带来困难，增加晾片空间或者使下一版叠印不上。所以，正确掌握干燥速度，是提高印刷效率，保证印刷质量必须注意的问题。影响干燥速度的因素，除去室温、湿度和空气流动情况外，更主要的是应根据印刷车间的具体干燥条件，合理地选择溶剂的种类和配比，因为油墨的干燥速度取决于溶剂的挥发速度。下边将常用的几种溶剂的挥发速度以从快到慢的顺序排列，供读者选择时参考。甲苯——丙酮——醋酸乙酯——乙醇——醋酸丁酯——环己酮——二甲苯——正丁醇。一般油墨配方的干燥速度，在北京的夏季约30～40秒钟即可套印下一版。　
　　值得注意的是，在选择溶剂时，除了考虑干燥速度外，还必须注意其与塑料中各种增塑剂的相溶性。如大多数有机溶剂都能与聚氯乙烯薄膜中的增塑剂迅速溶解。如果溶剂选择不当，当油墨印上后，将很快使薄膜发生溶涨而失去平整的外观，使印刷无法进行。当出现这种现象时，要及时调节溶剂配方或者更换增塑剂较少的薄膜印刷。

[时间：2001-05-14  作者：郑德海　郑军明　沈   来源：《丝网印刷工艺》·塑料丝网印刷]