印铁油墨基础知识Word下载.docx

1、制作成型的 2 片罐，因此印刷阶段的画像形成通过必要的特殊处理，所使用的油墨不得不考虑其加工性。另外，薄板印刷的用途十分广泛，例如：胶片的软片盒、干电池的外包装、玩具、文具等多样化的加工品，有必要挑 选向对应用途的油墨类型。对于金属的曲面印刷，过去是用喷雾器来进行的，铝制冲击罐、填充牙膏和医药品的铝管都是采用这种方式进行印刷的。但是随着饮料罐的普及，DI 罐的生产线的增设，饮料容器作为曲面印刷的比率得到增加。并且 随着由薄钢板作为素材的 2 片罐的出现，饮料容器开始加速由 3 片罐向 2 片罐的转变。印铁油墨基础知识（二）金属印刷工艺1、薄板印刷工艺薄板印刷是根据印刷物的用途来选定金属素材，并

2、按照以下的顺序施行印刷、涂装的。1内面涂料的涂装，烘烤2外面打底涂料的涂装，烘烤3外面印刷，烘烤4外面底漆的涂装，烘烤上述印刷过程中的内面涂装和的外面打底涂料在不需要的场合可以省略。的外面印刷通常使用与纸张印刷同样结构的胶印轮转机，但由于被印刷体的溶剂不渗透，3 色以上的套印在重叠印刷时会有一定的困难，因此可以采用 2 色机 2 色一组轮流烘干，按需要的色数进行印刷。图 1 的 2 色机的后面配备了底漆涂装用的涂 料器的情况下，采用最终印刷过程最后用底漆进行轮转印刷的方法。为了缩短这个印刷工程，可以采用 UV 油墨和 UV 照射设备的组合的 UV 硬化体系。图 2 是用 UV 照射装置代替加热

3、用的烘箱来使烘烤时间缩短并节省烘箱空间的 UV 无烘箱系统，此系统在 13 色机中正逐渐实用化。图 3 所展示的是下层印刷使用 UV 照射硬化的 UV 油墨，上层使用烘烤硬化型的油墨印刷，从而使多色印刷成为可能的 UV SET PASS 系统。通常的底漆涂装是在印刷涂装过程结束后进行的，但是根据用途当内面需要印刷时，可以加入底漆涂装的工 序。2、曲面印刷工程曲面印刷是指铝、钢等金属板压制成型后对对罐体进行印刷、涂装的方法，这种方法随着 DI 罐的普及正在 急速增加。具有代表性的 DI 罐制作过程大致如下：压制成型2345678回火、熨烫洗净外面打底涂料的涂装，烘烤外面印刷、底漆的涂装，烘烤内面

4、涂料的涂装，烘烤 边缘加工DI 罐的印刷机运转时，一个橡皮布对应 46 个版，从版上将油墨依次转移后，将其转印到罐外表面，连续上光油及轮转印刷。这种方式对于一个橡皮布一次将全色转移，进行重叠印刷是不可能的。彩色套印的网点控制也非常困难。印刷方式虽然是胶印，但没有供水装置，版使用的是树脂凸版。因此比使用平板的薄板印刷 网点增益更大。这种 DI 罐印刷机如图-4 所示。近年，随着印刷机的高速发展，印刷速度已达到 1500 罐/分钟。油墨、外表面涂料的烘烤使用 ，与薄 板印刷相比，进行高温短时间（200220，60120 秒）的烘烤。印铁油墨基础知识（三）金属印刷油墨的构成1、油墨的组成金属印刷油墨

5、由与一般平板油墨相同的颜料、树脂油、溶剂、助剂构成。这个构成比例根据使用的颜料、 树脂油以及油墨的性能设定的不同而改变。例如下面的例子。UV 硬化型油墨的组成稍后再阐述。【印铁白油墨】材料名构成比例（）钛白60.00脱水蓖麻油改性醇酸30.00石油系碳氢化合物溶剂9.65金属（Mn）干燥剂0.05合成蜡0.10抗氧剂0.20合计100.00【印铁红油墨】构成比例溶性偶氮胭脂红颜料20.05硅白4.00亚麻油改性醇酸58.0016.001.000.50由 DI 罐作为代表的曲面印刷为了使印刷速度加快，比一般的铁皮印刷。2、性能设定印铁油墨与一般平板油墨相比具有相当高的粘度。这是出于对于金属板这样

6、的非渗透体的印刷适性与印刷效果的考虑来决定的。通常，根据季节温度的变化为了能够分开使用设定了性能不同的数种类型。另一方面， 考虑到 DI 罐油墨在高速状态下的转印性，在性能设定时设定比一般平板油墨略柔软。这样的油墨的性能设定如表2 所示。3、颜料金属印刷油墨所使用的颜料除了需要考虑分散性、流动性之类平板油墨的印刷适性方面的问题外，还需要考虑耐光性、耐热性、耐蒸适性等印刷物的耐性方面的问题。并且，对于金属印刷效果方面，有必要准备从透 明性高到遮盖力大的各种产品。黄、橙系统的颜料中，具有高遮盖力大、各种耐性优异的铅系颜料一直使用到 20 世纪 70 年代，但考虑到安全卫生方面的问题，全部用有机颜料

7、来替换。作为黄系的有机颜料来使用的一般时不溶性偶氮颜料，但时也有很多在耐光性、耐热性等耐性面不符合要求的印铁油墨所使用的代表性的颜料见表 3 与表 4。情况，在这种情况下一般使用缩合多环系之类的高级颜料。在红色中，平板油墨一般使用洋红 6B 系，但在印铁油墨中对耐光性的要求比较高，色相采用赤相的色淀红作为套印色。从赤到红、牡丹的色相的耐性颜料，一般使用缩合多环系的，根据用途也使用新开 发的 DPP 系颜料。蓝色使用的酞菁兰，黑色使用的炭黑，白色使用的钛白都具有优良的耐性，可以按照需要的用途来使用。4、树脂、溶剂、辅助剂平版油墨主要以松香改性酚醛树脂为主，印铁油墨考虑到印刷适性及涂膜物性则使用醇

8、酸树脂。这些植物 油的主要成分有亚麻油、大豆油、脱水蓖麻油、椰子油及其脂肪酸。多价醇的成分主要有乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等，多价酸主要有无水邻苯二甲酸、间苯 二酸、马来酸、三苯六甲酸等，与植物油进行合成。印铁油墨所使用的植物油主要是干性油，在保持与颜料的亲合性、对水的适性（抗水性）等印刷适性方面显示出了有效的作用。另外，这类油自身是在空气中与氧气结合，加热硬化的成分。干性油的种类及油长对各 种适性有着很大的影响。白墨考虑到黄变的问题主要由脱水蓖麻油构成。另外，在需要套印油墨那样的平板印刷适性的场合，树脂中必须要由少量的极性基，因此羟基过剩率控制在10以下，酸价也需要控制在较低的程

9、度。这样的树脂组合所使用的溶剂是沸点为 260300的脂肪族及芳香 族的石油系溶剂。常用的辅助剂有促进树脂硬化的干燥剂、防止油墨表面结皮的干燥抑制剂、提高硬化涂膜滑爽性的合成蜡。常用干燥剂有钴、锰等金属的脂肪酸盐，随着干燥剂添加量的增加会产生黄变，在较易看出黄变的白墨中需要将添加量抑制在最小范围内。混合蜡是从干性油及石油系溶剂中分离出来的聚乙烯蜡，但是根据成分及添加量 在印刷时会发生附着不良、凝聚的情况，在使用时需要再三确认。另一方面，虽然 DI 罐基本以醇酸树脂为主体，但也考虑到付与对于高速印刷的转移性、飞墨等耐性来作为树脂的构成点。因此油长较短的树脂与脂肪族及芳香族石油系溶剂混合使用。因为

10、没有只有油墨硬化的过程， 因此干燥剂、合成蜡之类的辅助剂基本不使用。最近开始逐渐引入的水性涂料体系，设定了配合涂料的专用 DI 油墨。在这种情况下，为了提高与水的亲合 性，不使用拥有较多极性基的短油长醇酸树脂而适用无油聚酯，根据需要与氨基树脂一起使用。溶剂除石油系溶剂外，配合树脂的溶解性可以选择沸点在 260300的醇类、脂类乙二醇类溶剂。这类溶剂一 般不需要使用硬化剂，但根据烘烤条件，涂膜硬度不足时可以使用酸触媒。5、UV 硬化型油墨金属印刷的领域，从多色刷化提高印刷效率、节省空间、环境对策等几个观点，在比较早的时期就采用了基本的硬化型 UV 油墨。作为 UV 硬化型油墨的特性所引起的问题有

11、硬化时的体积收缩所产生的金属直刷及回火加工的密着性不足，对某种程度的用途方面产生制约，但作为印铁油墨需要有一定的饮料罐及压制成型的加工 的适性，在必要的情况下也可以在一般的罐上使用。UV 硬化型油墨的构成材料中，颜料基本上使用以烘烤固化型油墨为标准，但是根据颜料种类，会有促进表面处理剂变暗的反应及随着时间的影响稳定性产生影响的问题。遇到这样的情况，同一构造的颜料需要选定不 一样的表面处理剂。UV 硬化型油墨的载色剂的成分由预聚物（齐聚物）与单体构成。预聚物过去多数采用由丙烯酸与环氧树脂，聚酯树脂，氨基乙酸乙脂树脂酯化，预聚物自身持有架桥官能基的方法，但最近为了提高印刷适性和接着性，加工性等金属

12、印刷必要的涂膜适性，较多的采用了高分子量的环氧脂树脂与聚酯树脂等没有架桥官能团的树脂溶解反应性单体的方法。另外，为了导入印刷后底漆热固化的工程，也有与热固化型树脂成分并用的情况。与这样的树脂组合使用的单体比起与树脂的溶解性，更需要考虑涂膜物性与皮肤刺激性等安全卫生性问题来进行 选择。例如，2 官能单体的 A-BPE4（双酚 AEO 附加丙烯酸脂），NPGHPDA（羟基戊间二烯）等，3 官能单体的TMP3EO3A（三羟甲基丙烷 EO 附加三丙烯酸脂）等，4 官能单体的 DTMPTA（二三羟甲基丙烷四丙烯酸脂）等，6官能单体的 DPHA（二季戊四醇丁四醇六丙烯酸脂）等。油墨化的场合的硬化性随着官能

13、基数的增多而变好，但是 UV 固化时的体积收缩也会变得更大，因为油墨涂膜所残留的残留应力，会产生接着性恶化的倾向。因此，为 了取得硬化性和接着性的平衡多数采用数种单体并用。UV 固化型油墨根据 UV 灯的波峰发光波长所持有的 254，313，365nm 各种吸收波长采用了数种光重合开始剂并用的方法。经常使用脂肪胺，芳香胺与芳香族羧基的组合。白墨在长波长测的吸收领域光重合开始剂会有 黄变的倾向，因此选择时需注意。印铁油墨基础知识（四）金属印刷油墨的要求耐性1、耐光性耐光性通常使用作为光源的耐晒牢度试验仪来进行试验。这种耐晒牢度试验仪的曝光时间与暴露在自然光下的天数的比例如图 5 所示。对于金属印

14、刷油墨要求在包装容器经耐晒牢度试验仪 48 小时曝光（约等于夏季自然光 20 天的量），无变色、褪色现象。如表 6 所示，酞青系蓝颜料耐光性十分安定，但黄以及赤到红系的偶氮颜料有耐光性不安定的特点，与其他的色相相比耐光性要差，稀释变浅色后更进一步显示恶化的倾向。通过光对于颜料的构造变化起到什么样额作用现在依然有许多不明点，没有详细的报告，但一般通过光（紫外线）发生氧化还原反应引起的颜料互变异性体和 sistrans 异性体的结构变化、光的吸收 生变色、褪色。的变化发黄以及赤到红系统的油墨中，在对配合使用及户外曝光等耐光性要求较高的场合有必要使用耐性颜料来制 造油墨。2、耐热性金属印刷油墨除了油

15、墨本身的烘烤外，还有底漆烘烤过程中的加热，因此设计油墨时需要考虑到在这种烘烤条件下不发生变色、褪色的问题。但是，在后工程中会遇到制罐时的热及溶接罐的补修涂料的的烧付等印刷物部分或全部受到高温加热的情况。与耐光性相同，是由颜料引起的，但未必与耐光性有相同的倾向，使用单（双）偶氮黄的黄系油墨有着较弱的倾向。在高温下的耐热性比起加热时间，温度的升高带来的劣化倾 向更大，稀释率越高变褪色程度越大。这种变褪色的原因有以下几个可能：1.颜料本身遇热分解。2.颜料向底漆层移动，或是直接向空气中飞散。白颜料虽然本身有着很强的耐热性，但需要注意树脂成分加热后引起的黄变。作为受热问题，除了变褪色外还有热迁移的问题

16、。这是因为油墨涂膜中的颜料在受到一定温度以上加热的情况下，印刷油墨与底漆等上层部的涂膜发生移动的现象。使用耐热性差的黄系颜料的油墨很容易发生这种现象。从印刷物角度来看，这种现象表现为油墨浓度的上升，从网点印刷的角度来看，表现为网点面积扩大。主要 发生在黄系油墨中，需要与树脂受热引起黄变的现象区别对待。这种现象当然是由使用颜料的耐热性所引起的，但根据底漆的树脂组成，需要系统性的确认。3、耐蒸煮性提供包装容器的金属印刷罐，根据内容物在填充后进行蒸煮处理。蒸煮处理的条件根据内容物的不同而不同，鱼、肉类的食品罐通常在 115到 121加热 60-120 分钟，咖啡之类的饮料罐则倾向于高温短时间加热，

17、一般在 125到 130加热 30-60 分钟。蒸煮处理引起的事故有以下几种：.起泡起泡是指在蒸煮处理后，涂膜产生小的发泡的现象。原因为使用颜料中作为不纯物的无机盐之类的水溶性 成分所引起的。常见于在颜料制造工程中水溶性物质水洗不足的情况下发生。.白化、水点涂膜发生白化的现象主要是由颜料引起的，但同时也与涂膜自身的硬化度有关，或烘烤条 件不足的场合之类的条件是主要原因。在进行连续蒸煮处理的设备的情况下，罐身相互间的接触容易引起 ，只有这部分发生白化的现象。 .变褪色蒸煮处理引起的变褪色，会在使用可溶性偶氮颜料的油墨中稀释到 10%以下时发生。这与颜料的耐性有着 直接的关系，油墨的耐性表参照上表

18、来选定。蒸煮位移蒸煮处理的时候，罐的外表面相互接触时，印刷面的颜料通过底漆向别的罐的外表面迁移，产生着色现象。这可能是因为被加压的水蒸汽通过底漆进入油墨中，与颜料接触后向其他的罐的涂膜移动。以上所说的变褪色 同样容易在可溶性偶氮颜料中发生。印铁油墨基础知识（五）金属印刷的最近动向1、水性涂料体系套印、曲面印刷不管是哪个分支1.减低大气污染物质的环境对应2.非危险物化的消防法对应3.减低有机溶剂的劳安法对应以上观点来看，由过去的溶剂型涂料开始变为使用水性型涂料。薄板印刷的情况下，虽然从胶印油墨的适性方面来看基本可以照旧使用谷去常用的油墨，但是同时也希望在以下所叙述的油墨方面的问题得到改良。一方面

19、，曲面印刷考虑到水性涂料的涂装适性，与 3、4 项所提到那 样的专用油墨组合的体系也得以确立。水性体系的问题是，通过的底漆的，产生油墨凝集之类的关系到涂装性的问题，因此有必要确认油墨和底漆的体系。另外，之前所说的蒸煮位移也比溶剂型底漆更容易发生，因此需要注意。2、UV 固化系统随着金属印刷的发展，油墨的 UV 固化系统已开始实用化，但对应环境问题的以涂料无溶剂化为目的，油 墨与涂料向结合的 UV 固化系统还在讨论中。美国公司制造了自己公司的啤酒的铝制 DI 罐的 UV 固化系统。这个系统在曲面印刷后的 UV 固化油墨上用UV 固化型底漆后，用传送带进行搬送的同时从罐的左右和上部用熔解制 UV

20、照射装置进行紫外线照射固化。之后导入内面的喷雾涂装工序，外面施加热硬化来形成最终涂膜。现在的油墨，底漆采用脂环式 环氧树脂的阳电子固化型油墨。3、结语金属包装容器随着 PET 薄钢板的导入，压制成型罐曲面印刷的 2 片罐及照相凹板印刷胶卷的薄板 3 片罐的出现已经开始了构造变化，从环境问题，节省资源，能源的角度来看今后这个倾向会逐渐扩大。受此影响印刷， 涂装将完全由水性体系所取代，并进一步普及由使用 UV/EB 的硬化体系。配合金属印刷油墨的容器形态及硬化体系的变化的研究开发现在正在进行中。原作者：野中信彦翻译：刘斌金属油墨简介金属油墨（metallic printing ink）指用金属颜料

21、制成的油墨，如金墨、银墨。金属油墨，是指用细小的金属薄片代替传统油墨中的颜料或染料配制而成的、具有独特 金属闪亮效果的油墨。常说的金属油墨主要是指银墨和金墨。银墨由铝颜料配制而成；金墨 一般由铜颜料和锌颜料按不同的比例配制而成，通过控制和改变它们的配比可以生产出青金、 青红金、红金油墨或是所需要的 Pantone 金属色油墨。伊藤油墨化工技研株式会社的生产工艺以下是金属油墨的基本生产流程:铜、铝、锌原材料熔融、雾化筛分研磨筛分 压滤混合成品与普通油墨的生产相比，金属油墨生产工艺的最大区别是金属颜料的制备 过程，尤其是研磨工艺。由于铝颜料在研磨过程中易爆炸，所以必须采用湿磨工艺。此外， 金属油墨

22、是利用金属薄片颗粒的反射作用来实现金属光泽的，为了保证良好的镜面反射效果， 金属颜料的研磨过程要比普通颜料轻柔以避免破坏金属片的形状。在研磨的过程中还要注意 添加剂的选择，采用不同的添加剂能生产出浮型或非浮型两种类型的的金属油墨，前者的金属光泽度好，但附着力和耐磨性差，不能着色，后者虽然金属光泽度差一点，但附着力和耐 磨性好，尤其是着色性好。使用者应该根据实际需要选择浮型或非浮型的产品，这一点非常 关键，否则会影响后加工和最终产品的性能。金属油墨的特性以下将从光学特性、机械特性和化学特性三个方面阐述金属油墨的特性。1.光学特性（1）与普通油墨光学特性的区别由于金属颜料的光学特性与普通颜料的光学

23、特性不同，所以生产出来的金属油墨的光学 特性也和普通油墨有很大的区别。普通油墨的颜色不会随观察角度的变化而变化，而对于金 属油墨，观察角度的变化会改变金属油墨的色相和亮度。（2）影响金属油墨光学性能的因素金属油墨闪亮的效果是金属颜料镜面反射和漫反射共同作用的结果。为了实现更好的金 属效果，应该提高金属颜料的镜面反射，减少漫反射。影响油墨光学性能的主要因素有以下 几个。1金属颜料粒径的尺寸越大，单个颜料颗粒的镜面反射效果越好，金属油墨的金属光泽 度越高，但它的遮盖力和网点再现性会变差。金属颜料粒径的尺寸越小，金属油墨的遮盖力 和网点再现性越好，但由于存在过多的边缘漫反射，会导致金属油墨的金属光泽

24、度下降。使 用者可以根据自己的要求选择适合的粒径尺寸，但选择时要结合具体的印刷方式。不同的印 刷方式需要使用不同金属颜料粒径的金属油墨，否则会出现由于粒径太大，在印刷过程中无 法顺利传墨，或粒径太小印刷效果不好的情况。2金属颜料的粒径分布也是影响金属油墨光学性能的一个因素。我们平常所说的金属油 墨的粒径一般是指油墨中金属颜料的平均粒径 D50,例如 10m 的金属油墨，是指检测时 50 的颜料粒径小于 10m，其实这一指标并不能非常准确地说明金属油墨性能的好坏。很多使用者会发现，当你使用不同厂家的金属油墨时，虽然他们技术资料上显示的粒径 尺寸一样，但印刷后金属油墨的遮盖力和金属光泽度有时会有很

25、大差别，这是因为不同厂家 金属油墨中的金属颜料的粒径分布有宽有窄。相同的平均粒径，粒径分布越窄，颜料的整体 排布越整齐，生产出来的金属油墨的光泽度和遮盖力就越好，因此，分析粒径分布对金属颜 料的表征和质量控制是非常重要的，也是不同金属颜料生产厂家技术水平的重要体现。传统金属油墨中的金属颜料颗粒的形状是不规则的，称为 cornflakes（玉米粒状，见 图 1），由于每个金属颜料颗粒的形状无规则且边缘不平滑，导致颗粒的镜面反射效果差，边 缘漫反射严重，所以金属油墨的金属光泽和遮盖力相应也差。爱卡公司采用最新的冷凝和研 磨技术生产出了新型的 silver dollars（银元型，见图 2）金属颜料

26、。这种金属颜料的每个颗 粒都是近似圆形的结构，尺寸均匀，镜面反射效果好，用它生产的油墨金属效果和遮盖力都 很出色。因此，这种新型金属颜料一推出就得到了广泛的应用。2.机械特性由于用来生产金属油墨的金属原料都是比较软而薄的金属片，对剪切力很敏感，过高的 剪切力会造成金属颜料颗粒变形或形成许多细微的颗粒，使最终产品的光学性能下降，图 3 所示为剪切力对金属颜料颗粒的影响。所以要使用一些比较平滑的材料去搅拌，同时要避免 高速搅拌。要强调的是，很多印刷厂习惯用一些边缘比较硬的金属工具搅拌油墨，是非常不 可取的。3化学特性由于用来制造金属油墨的物质都是活泼的金属材料，所以金属油墨的化学性质也很不稳 定，

27、使用和储存时要严格密封，避免吸收过多的水分和长时间的光线直射。回收的金属油墨 也不适合存放太久。金属油墨的优势为了实现良好的金属光泽，金属油墨中金属颜料的含量一般是普通油墨中颜料含量的 24 倍，所以金属油墨比普通油墨的价格要高。尽管如此，因其独特的表现力能够提升产品 竞争力，吸引更多消费者的眼球，金属油墨印刷仍然得到了包装印刷行业的欢迎。与同样能 实现金属效果的烫印和镀铝膜印刷等工艺相比，金属油墨印刷具有很多优势。（1）应用方便，不需要改造设备，不需要更多的投资。（2）可以像普通油墨一样印刷，提高了生产效率。（3）节省成本。伊藤油墨涂料化工技研株式会社提醒：（1）由于金属颜料的密度大，所以金

28、属油墨与普通油墨相比，其颜料颗粒非常容易沉淀， 使用前一定要充分搅拌，上机印刷前要检查油墨桶底部是否有沉淀物，如果搅拌不均匀，印 刷品的色相和光泽度差异较大。（2）在印刷过程中随着溶剂的不断挥发，金属油墨的黏度会逐渐增大，为了保证金属油 墨稳定而良好的流动性和转移性，要定期测量油墨的黏度并适当添加溶剂，使油墨黏度保持 在稳定的范围内。（3）许多印刷厂常常通过往金属油墨中添加色浆或色粉的方法来实现彩色金属效果。需 要注意的是，由于金属颜料的特殊性，有些色浆或色粉可能会使油墨变稠或性能发生变化， 所以使用前一定要做测试，一般金属油墨制造商都有自己的色浆供客户选用。（4）金属油墨容易产生气体，特别是银墨，在运输或储存过程中油墨桶里可能积聚了很 多气体，所以打开包装桶时要特别小心，避免大力开启油墨桶时，桶盖弹起伤人。（5）由于金属油墨的价格比普通油墨高很多，回收的金属油墨的光泽度又会明显下降， 因此，在满足连续运转的前提下，在印刷过程中应尽可能少地添加金属油墨，必要时可以重 新制作专用的墨槽。结语 伊藤