丝网印刷油墨介绍之五：油墨性能

    【集萃网观察】丝印油墨应满足储备、印刷、耐用、经济及安全等方面的要求，但就技术性能来说，主要是印刷适性和应用适性。

　　印刷适性

　　印刷适性也叫作业特性，总的来说，油墨在印刷中应能顺利地从印版漏印到承印物上，在丝网上不堵网，在承印物上干燥快，印迹再现性好。

　　印刷适性的影响因素很复杂，约有60个变量，这里谈几个主要的性能。

　　粘度是油墨内部阻碍其相对流动的一种特性。粘度单位为帕秒（Pa?s）。丝印油墨的粘度，在各类油墨中属中。粘度对印刷效果影响很大。粘度过大，会使油墨转移发生困难，印迹完整性、附着牢度及光泽度都会变差，甚至造成拉丝、网节缺墨及堵网等毛病；粘度过小，会使印迹扩大，清晰度差，易脏印版和印品。

　　油墨粘度比较

　　油墨类型 粘度（Pa?s）

　　凸版油墨 10-100

　　苯胺油墨 0.1-0.2

　　凹版油墨 0.05-0.20

　　丝印油墨 1-100

　　胶印油墨 100

　　通常油墨的制备粘度大于4Pa?s，而使用粘度，需视丝网目数、图形尺寸、印刷速度、承印面性能及印刷温度等情况适当调整，允许在1-100Pa?s范围内变化。

　　有些丝印油墨，在印刷过程中，其粘度有可能发生变化，如溶剂的挥发，使油墨变稠，粘度也变大。有的油墨粘度随剪切速度而异，这有3种情况，其中曲线a表示牛顿流体，如低粘度（小于10Pa?s）连结料和液体油墨，粘度为一常数，不受剪切速度影响；曲线b假塑性流体，粘度随剪切速度增大而减小，亦称剪切变稀流体，如纤维素溶液、乳液及多数丝印油墨。这类油墨流平性好，即粘度随剪切速度的增大而变大，亦称剪切变稠流体，一些高含固量（颜料及填料）的油墨，容易产生剪切膨胀现象。有的油墨粘度，随剪切速度或剪切时间或两者的增大而减小，且在剪切停止后，粘度又可恢复，称此现象为触变性。

　　粘度变化与印刷适性的关系是，油墨在印版上，粘度愈稳定愈好，但转移到印件上后，粘度变大愈快愈好。触变性则对前者不利，对后者有利，因此适当的触变性是可取的，而剪切变稠对印刷有害无益。

　　粘度的调切，加溶剂、稀释剂或增塑剂，可降低粘度，加填料、颜料、硅化物及粘稠透明基，能提高粘度。

　　屈服值使油墨开始流动所需的最小剪切应力叫屈服值。屈服值太大，油墨发硬，不易打开，输墨不便，以及流平性差；屈服值太小，印刷细线或网点再现性差。丝印墨层较厚，故屈服值不能太小，通常是在10-2-10-3N/cm2之间。印刷精细线划时，屈服值宜取高值。

　　流动性在平、凸印刷中，常用流动度的概念来描述油墨的流展程度，它是在平行板加压情况下，测量一定量的油墨在规定时间内铺展开的直径，作为流动度的数值。而对丝印来说，用流动性的概念更为方便。流动性是油墨的粘度，屈服值及触变性综合反应的结果，表示油墨在无外力作用下本身所具有的流动性能。丝印油墨的流动性太大，油墨的转移难以控制，会出现自漏（指网版上的油墨，不加压力会自行漏滴）、糊背（指网版上的油墨漏溢至版的印刷面-背面），以及沿刮墨方向的滋墨等弊。流动性过小，细线印刷困难、印迹光泽不良，甚至网结缺墨。适当的流动性应是：油墨在丝网上不因自重而漏滴，印迹表面应不露网结。

　　流动性的经验判断方法，是用调墨刀将油墨挑起，再任它自行下流，拉成墨丝，若墨丝长，则流动性好，反之则差。

　　表面张力油墨的表面张力关系到油墨的转移性能和印迹在承印面上的稳定性。这种关系，在光面材料，特别是塑料表面上印刷时，显得更为突出。例如，当油墨的表面张力大于承印面的表面张力较多时，印迹会收缩，甚至出现鱼眼状的小孔，若承印而与油墨的表面张力时，印刷会出现堵网现象。这些情况，可借添加表面活性剂、微晶石腊、硅化物等加以调整，使油墨的表面张力等于或小于承印面的表面张力，以获得良好的印刷效果。

　　细度油墨细度是指颜料、填料等固体粉末在连结料中的分散程度。油墨的细度与固体粉末的细度是不一样的，后者指粉末的基本颗粒尺寸，它是很小的。其中一般颜料的基本颗粒尺寸小于1μm，实际上颜料以若干基本颗粒粘连一起的聚集体状态（尺寸可达50μm），加入到油墨的连结料中，经研磨，聚集体分散开，分散得愈好，油墨颗粒（细度）愈小。一般油墨的细度为5μm左右，特细的可达1-2μm。细度会影响到墨膜的光泽及油墨的流变性。

　　几类颜料的颗粒尺寸

　　颜料名称 颗粒尺寸（μm）

　　一般颜料 <1.0

　　二氧化钛 0.25

　　炭黑 0.01-0.1

　　萤光颜料 厚：0.1-2.0

　　金、银粉 直径：1-200

　　彩箔颜料 >200

　　从丝印的漏印适性来说，细度应与印版丝网的孔径相适应，即油墨粒径≤1/3丝网孔径。

　　干燥性指油墨的干燥速度。它有两方面的要求：在印版上油墨干燥愈慢愈好，印到承印面上其干燥愈快愈好。印版上干燥快，会影响油墨粘度、流变性及印迹的均匀性，甚至造成堵网，亦称结网，油墨开始结网的时间不应少于5分钟，印件上干燥慢，则影响生产速度或增加干燥成本。

　　应该说，网上慢干及印迹快干的油墨，才是理想的干燥性能，光固、热固及热印冷固等油墨就是因此而产生的。

　　粘弹性粘弹性是指物质在外力作用下兼有固体的弹性和液体的粘性（塑性）的一种力学性能。高聚物几乎都具有粘弹性，故多数亦有这一性能。粘弹性对印刷时油墨的分裂、拉丝情况及印迹表面的平滑性关系至密。

　　材料粘弹性的差异，可用松驰时间来描述。简单地说，当外力作用时间小于某一时间时，材料表现出弹性，当外力作用时间大于这一时间时，材料就会流变，这个时间称为松驰时间τ。τ与材料性质的关系为：

　　τ→∞时，物体为完全的固体，只显弹性；

　　τ→0时，物体为液体，只显粘性；

　　<τ<∞时，物体呈粘弹性。

　　τ值的大小反映了物体分子间结合力的大小。因此线型结构高聚物的τ值小；而网状结构或交联点较多高聚物的τ值大。

　　松驰时间对调整印刷速度，特别是印版和承印面间的分离速度很有作用，如分离速度不应小于τ，否则油墨转移呈弹性分裂，转移率低。没有粘性只有弹性的油墨，印刷时难以转移；没有弹性只有粘性的油墨，或拉丝严重，或流变失控，均不能获得好的印迹。

　　粘弹性提供的适当弹性，使分裂的墨丝，迅速回弹，保证了良好的印迹效果。

　　来源：科印网