丝网印刷油墨介绍之三：分类介绍

    【集萃网观察】目前国内使用的印刷油墨，主要是按使用油墨的印版结构进行分类，主要有凸版印刷油墨、胶印印刷油墨、凹版印刷油墨、特种印刷油墨等。

　　丝网印刷油墨是印刷油墨的一种，其品种繁多，分类方法也是多种多样的。但主要分类方法有以下几种。

　　根据油墨的特性分类：可分为荧光油墨、亮光油墨、快固着油墨、磁性油墨、导电油墨、香味油墨、紫外线干燥油墨、升华油墨、转印油墨等。

　　根据油墨所呈状态分类；胶体油墨，如水性油墨、油性油墨、树脂油墨、淀粉色浆等。固体油墨，如静电丝网印刷用墨粉。

　　根据承印材料分类：

　　纸张用油墨：油性油墨、水性油墨、高光型油墨、半亮光型油墨、挥发干燥型油墨、自然干燥型油墨、涂料纸型油墨、塑料合成纸型油墨、板纸纸箱型油墨。

　　织物用油墨：水性油墨、油性油墨、乳液型油墨等。

　　木材用油墨：水性墨、油性墨。

　　金属用油墨：铝、铁、铜、不锈钢等不同金属专用油墨。皮革用油墨：印刷皮革专用油墨。

　　玻璃陶瓷用油墨：玻璃仪器、玻璃工艺品、陶瓷器皿用油墨。

　　塑料用油墨：聚氯乙烯用油墨、苯乙烯用油墨、聚乙烯用油墨、丙烯用油墨等。

　　印刷线路板用油墨：电导性油墨、耐腐蚀性油墨、耐电镀及耐氟和耐碱性油墨。

　　本书依丝印油墨的干燥类型为主，分类介绍丝印油墨如下。

　　1.依于操形式分类的丝印油墨介绍。

　　①挥发干燥型油墨。墨膜的成分主要是高分子物质，印刷后溶剂挥发，其高分子物质就形成墨膜。墨膜形成的过程是：从溶剂分离的分子有数个聚集，形成核；其核集结成分子（成长）；继续成长，形成干燥小粒；干燥小粒凝集形成膜。

　　这种挥发干燥的变化是可逆的，即干燥墨膜可使用溶剂再溶解。

　　油墨转移到承印物上后，含溶剂的油墨墨膜首先发生溶剂的挥发，其挥发过程如3-38所示。油墨中的溶剂因蒸气压的作用扩散在大气中，在墨膜表面形成液膜，然后通过液膜挥发。

　　在这一过程中，油墨表面因溶剂的挥发其粘度必然上升，同时因溶剂挥发，热量扩散，温度下降，然后粘度再上升。其结果是墨膜内部的溶剂挥发慢慢变得因难，这时干燥的进行，需要热量和风。热量可使溶剂分子运动活跃，使油墨表面的粘度降低，对加速溶剂的挥发有很好的效果。另外，在油墨表层，挥发层（气膜）若停滞时，会防碍挥发，因此要送风，吹去这一气膜层，加速干燥的进行。

　　一般，溶剂的挥发速度是由溶剂的蒸气压，溶剂和空气的温度差，以及在其表面流动的空气速度来决定的。当然，对于这种油墨，其溶剂的挥发速度除上述的要素外，也会因溶解的树脂种类及颜料浓度发生变化。

　　单独溶剂的挥发时间和挥发量是成一定比例的，但油墨随时间增加而挥发量减少，到完全挥发需要很长时间，这是可以测定出来的，因此墨膜中的溶剂会长时间的残留。在丝网印刷中，由于使用挥发慢的高沸点溶剂，残留溶剂问题需特别留意。墨膜中的残留溶剂起增塑剂的作用，使墨膜软化，并带来其它许多不良影响。

　　挥发干燥型油墨的溶剂，易使用，具有快干性，因此被广泛使用。其缺点是过量使用会降低耐溶剂性、耐热性。

　　②反应干燥型油墨。这种油墨的墨膜形成时的分子量较小，即呈预聚物状态，然后在空气中氧化，通过热、光或反应性物质的化学反应而高分子化，形成墨膜。这时在树脂间产生交联，新的树脂形成交联结构，如图3-40所示。交联后其性质变得稳定，具有更好的物理性能。

　　这种化学反应的速度，其反应物质的浓度越高就越快，另外可通过催化剂的添加，以及热、光的作用而加快反应速度。在使用反应型油墨时，加热对于加速硬化最有效果。也有不加热就无法硬化的类型。但是，由于有的承印物加热变形及油墨中的树脂、颜料的耐热性的强弱木同，在加热时要注意温度的调整。

　　挥发干燥型油墨，油墨和干燥墨膜之间是可逆的，但反应型油墨则无可逆性。

　　溶剂的蒸发温度同挥发干燥型油墨一样，因反应形式不同。油墨发生的变化也不同。

　　a.氧化聚合型油墨。氧化聚合型油墨是以油改性醇酸树脂为主要成分的油墨。这种油墨的主反应是在部分油中发生氧化反应，产生聚合，成为聚合物。这种反应在常温情况下可慢慢进行，如加热会加快速度。另外干燥剂的适量添加也会促进反应。这种类型的油墨可印刷出有光泽的厚墨膜的印刷品。其粘着力良好，墨膜强韧。缺陷是常温干燥较慢，至少需2小时，80℃热烘需半小时，贮藏中油墨表面易产生皮膜。这种油墨应用于印刷涂装金属、硬塑、木制品、纸、布等。

　　b、加热固化型油墨。指印刷后需经加热才能发生缩聚反应而固化的油墨。此墨亦用环氧树脂作连结料，但与二液型环氧墨不同，此墨为内含催化剂的一液型油墨，在加热下才能固化。其优点是一液型，无溶剂，加热前粘度稳定，印品粘附牢度及耐抗性好；缺点是能耗大。此墨的固化速度取决于催化剂的含量和加热温度。不加催化剂时，油墨需要在高于150℃的高温下固化，加入催化剂后在中温下就能固化，但催化剂含量大，不利油墨的保存。这种油墨的硬化墨膜的诸物理性能非常好，主要用于金属印刷，一部分也用于塑料印刷。

　　c.二液反应型油墨。指主剂和固化剂分别制备，印刷时再混合使用的油墨。主剂中的连结料多由环氧树脂及肢基树脂等组成，在添加固化剂后发生缩聚后应而固化。此墨的优点是不含溶剂，对多数材料具有优良的粘附性；墨膜光泽、强度及耐抗性都好。缺点是两种组分混合后就开始编聚后应，因此油墨粘度会随时间而变。油墨增粘，不仅引起印刷时起泡，还会降低粘附性，因此，双组分的混合墨量应控制在使用时限内用完，否则造成浪费。此类油墨的干燥速度慢，常温（20℃）下指触干燥要2小时，固化要20～30小时，80℃时，加热干燥需要40分钟，这些弱点影响了它的广泛使用。

　　二液反应型油墨，通常用于挥发干燥型油墨较难粘着的承印材料的印刷。其硬化墨膜，特别是加热硬化的墨膜的诸物理性能优良。二液反应型的典型油墨有环氧系、氨基甲酸酯系的油墨，多应用于金属表面涂装，热硬化树脂制品、玻璃等的印刷。

　　d.紫外线硬化油墨（UV油墨）。紫外线油墨是能产生光化学反应，在很短的几秒钟内即可固化的油墨。油墨的主要成分是光聚合性树脂、光聚合引发剂、色料及助剂，原则上不含有机溶剂。

　　在丝网印刷领域中，研究探讨紫外线硬化油墨已有十数年之久，并越来越实用化。特别是在印刷线路板中UV油墨已进入实用阶段。

　　UV油墨的优点不单是速硬化，墨膜物性好，它还具有溶剂型油墨所没有的功能。当然UV油墨并不是万能油墨。下面对UV油墨做简单介绍：

　　紫外线油墨的组成。紫外线油墨的组成一般为：光聚合性树脂一低聚物及反应型稀释剂；光聚合引发剂；颜料；助剂；聚合抑制剂。

　　溶剂型油墨通过溶剂可调整粘度，而紫外线油墨是通过觉粘度的齐聚物及单体等反应型稀释剂调整粘度的，所以这是百分之百不择发油墨对VV油墨分一液型和二液型。二液型的颜料在低粘度的单体及低聚物中分散、成为原色浆，与涂料相混合后使用。

　　a）光聚合性树脂。照射紫外线进行聚合的技术从1940年开始就已研究，当初使用的树脂是不饱和聚酯系。其后随着光硬化型树脂的用途的不断扩大，又开发使用了性能更好的丙烯系树脂。这些光聚合性树脂分为低聚物和反应型稀释剂。

　　低聚物是几种基本分子相聚合，有低粘度液状、高粘度液状和半固体状，是一种决定紫外线油墨的基本物性的树脂，主要品种有聚酯丙基酯盐、环氧氨基甲酸乙酯丙基酸盐等。

　　反应型稀释剂一般使用低粘度、高沸点的单体和聚合物。反应型稀释剂用于油墨粘度的调整，促进硬化和附着性能。

　　b）光聚合引发剂。光聚合引发剂在紫外线照射下产生原子团，与单体反应产生聚合。光聚会引发剂有驻基化合物、硫化物、偶氮化合物、有机过氧化物等，主要使用竣基化合物。

　　c）颜料。一般使用不阻碍油墨硬化和稳定性好的颜料。

　　d）助剂。与溶剂型油墨的助剂相同。

　　e）聚合抑制剂。为防止油墨的暗反应而少量添加。

　　硬化机理。如前所述紫外线油墨因紫外线的作用而产生反应，紫外线是光的波长域的一部分，是电磁波的一种，其光具有粒子性。

　　光聚合型树脂的反应首先是光聚合引发剂吸收紫外线的能量，生成游离基，其原子团作用于低聚物及单体，并开始聚合。然后通过连锁反应不断重复成长反应和连锁移动反应。最后以停止反应而终结，在瞬间形成硬化墨膜。

　　关于硬化性。在实际使用紫外线油墨时，与粘合性能有很大关系的是硬化性能。

　　来源：科印网