网印后墨膜附着力的检测措施

  墨膜的附着力主要是指墨膜在被印物表面上的墨色程度,通过物理和化学作用相互粘住的附着能力。如果从使用方面来说,附着力应指将墨膜从被印物体上除掉所需的力,这种力才是墨膜与被印物相互结合的粘结力。墨膜的附着力是考核墨膜必能好坏的重要指标之一。

  一、墨膜的附着机理

  墨膜的附着机理有两种:机械附着和化学附着。

  1. 机械附着力取决于被印物的性质(粗糙度,多孔度)以及所形成的墨膜强度。

  2. 化学附着力指墨膜和被印物之间的分界面墨膜分子和物体分子的相互吸引力,取决于墨膜和物体的物理化学性质。

  人们在解释墨膜附着机理时,一般认为化学附着的说法比较切全实际。在化学附着的的内聚力之中,包括静电力、范德华力、氢键力和化学亲合力。这些力决定了油墨对被印物表面的附着性。另外,以下几个素了会影响附着性:

  ① 液态成膜物质对物体的湿润程度。
  ② 固体表面上定向吸附层的形成。
  ③ 墨膜形成过程中在成膜与固体表面的边界上引起电子层。

  因此,在研究墨膜的附着力时,确定墨膜从物体上的撕掉类型是十分重要的,这大致可分为以下3种类型:

  ①粘型类型。墨膜完全从表面脱落。
  ②内聚类型。墨膜裂开或起层,附着力大于内聚力。
  ③混合类型。墨膜从表面上部分脱落,即墨膜本身部分裂开,附着力接近内聚力。

  一般认为,墨膜的附着力取决于成膜物之中聚合物(或分子量更低的预聚物)的极性基团。如-OH或者-COOH与被印物表面的极性基之间相互结合,为了使极性基相互结合良好,聚合物分子能更好地湿润被印物表面,使聚合物的极性基接近被印物表面的极性基,当两者分子之间的距离变得非常小时(达到1A以内),极性基之间由于范德华力或氢键的作用产生附着平衡。

  二、墨膜的测定方法

  对墨膜附着力的测定方法,一般采用如下两种:一种是使墨膜从被印物表面上分离时所需力的直接测定法;另外是一种墨膜在其他性能测定时的间接测定法。

  直接测定法有如下五种:

  ①扭开法(剥离测试方法);
  ②拉开法;
  ③超声震荡测试法;
  ④超离心附着力测定法;
  ⑤附着力检测仪检验法。

  间接附着力的测定墨膜的附着力;

  ①在压力机上测定墨膜的附着力;
  ②测定墨膜的弯曲强度与弹性的方法;
  ③刀割测定法。

  三、影响墨膜附着力的因素

  1. 墨膜与被印物表面的极性适应性

  从对分子结构、分子极性及分子间相互作用力等的研究,得知墨膜附着力产生于油墨中聚合物的分子极性基之间的相互吸引力。只有两者间的极性基之间的相互吸引力。只有两者间的极性基相适应,才会得到附着力良好的墨膜。否则的话,极性好的油墨,印在非极性的物体上,或者非极性油墨印在极性的物体上,都会得到附着力良好的墨膜。如笔者试验:将过氯乙烯油墨印在金属物体上,附着力就差,将环氧树脂油墨印在乙烯塑料类物体上,附着力也差。这充分说明,想要得到好的附着力,必须选择与油墨极性相适应的物体。

  墨膜与被印物表面的粘附程度将随成膜物极性的增大而增强,因此在成膜的物质中加入各种极性物质时,将会使附着力增大。

  金属物体表面存在污物,如油漆,机油等,也会降低金属极性,降低附着力。

  墨膜与被印物表面任何一方的极性基减少,都会影响墨膜附着力。墨膜中极性点减少,也会降低附着力,如笔者试验:氨基油墨烘干成膜时,醇酸树脂的-OH与氨基树脂中的-CH OH进一步交联而不断被消耗,赞成附着力胡性点的不断减少这就是氨基油墨烘干后,附着力降低的一个原因。因此该油墨烘干时间越长,墨膜附着力越低。

  另外,聚合物分子内的极性基础自行结合,也会造成极性点的减少,降低附着力。例如:环氧树脂对金属的附着力主要是由于环氧树脂墨与金属间形成的氢键连接,-OH以适当的距离分散着,相互之间吸引困难,极性基没有减少。墨膜对金属表面产生良好的附着力,有仅取决于极性,而且了取决分子的移动性。高分子化合物中的大分子移动困难,由于大分子的定向作用较差,把它们的溶液印在金属表面上,极性基就不容易超吸附作用,这就是硝基油墨,过氯乙煁油墨附着力低的主要原因。相反,在金属表面上印较低分子状态的成膜物质,则低分子的极性就容易吸附在金属表面上,得到较好的附着力,如笔者采用植物制成的溶性酚醛树脂墨附着力也好。

  在成膜物质-颜料-物体表面系统中,颜料与物体表面没有直接接触的可能性,这是由于分子的极性基不仅能在物体表面上定向,而且也能在颜料颗粒的表面上定向,所以分子的非极性部分不能使颜料与物体表面接触。

  2.墨膜附着力与内聚力的相互关系

  同类物质分子之间的内聚所引起的力,称之为内聚力。印层内聚力堪越大,附着力越差,反之,附着力越好,因此,可以降低内聚力来达到提高附着力的目的。

  ①降低印层的厚度,缩小内聚力,提高墨膜对物体的粘附强度。
  ②油墨中加入适量颜料,降低内聚力,提高墨膜对物体的粘附强度,所以色墨比清墨附着力好。油墨在干燥过程中,附着溶剂的挥发、交联的产生,会使墨膜产生收缩现象,引起附着力的降低。

  3.表面张力与湿润现象对印刷附着力影响

  墨膜出附着力,产生于油墨与被印物质表面极性基的相互有引力,而这种极性基的相互吸引力取决于油墨对被印物表面的湿润能力,这种油墨对被印表面的湿润能又取决于表面张力。因此,降低表面张力,才能提高湿润效率,增加墨膜对物质表面的附着力。

  油墨在应用中,必须是很好的流动态,即使粉末油墨敢必须喧到流动性。通过油墨的流动来湿润被印表面,达到附着目的。一般认为油墨湿润得不好,界面接触就小附着力就差。反之,油墨湿润得好,界面接触就大,附着力也就好。

  溶剂对树脂的溶解能力差,往往使聚合形成卷曲结构,对物体湿润就差,引起油墨附着力降低。

  油墨中有低分子量物质(例如:硬脂酸盐、增塑剂等)的存在,它们会在印层和被印层的界面间形成弱的界面层,减少极性,降低附着力。另外,物质表面也往往不是纯净的,常常有水、灰尘、酸、碱等杂质存在,这些都会造成弱的界面层,降低附着力。

  4.热胀系数对墨膜附着力的影响

  物质受温度变化的影响,其必缩和膨胀都不一样(因为膨胀系数不同),所以当油墨被印在物体表面时,受热点会遭到不同程度破坏。因此,油墨的热胀系数越小油墨的附着力越好。一般认为,墨膜温度膨胀系数明显大于印物的相应系数,所以在温度变动时,墨的膨胀或收缩程度都比较大,引起墨膜的相应变形、产生皱纹、龟纹等,从而降低了墨膜附着力。

  5.样版的表面处理对墨膜附着力影响

  ①样板表面喷砂和砂布打磨能增加墨膜的附着力,这是由于版面形成了粗糙不平的平面,使有效的附着力面积增大。

  ②除掉表面的污物,可获利 极性表面。因此,表面处理得越彻底,附着力越好,但是被处理的表面必须及时应用,有宜放置太长,否则影响墨膜的附着力。

[时间:2006-12-05  来源:广东印刷]

黄品青微站