包装材料

当前位置:云顶国际 > 包装材料 > 荧光油墨印刷工艺,2015年彩色高速喷墨印刷将占

荧光油墨印刷工艺,2015年彩色高速喷墨印刷将占

来源:http://www.paisapatin.com 作者:云顶国际 时间:2019-06-25 02:52

四、印刷工艺特点

荧光油墨适于纸张类和乙烯类薄膜等的印刷。纸张类荧光油墨有氧化干燥型和蒸发干燥型两种。乙烯薄膜用荧光油墨为蒸发干燥型。
对于荧光、蓄光油墨,宜采用胶印、凹印、柔性版印刷以及丝网印刷等。大多数荧光油墨的流变特性呈仿塑性流动,粘度小,这些特性决定了其印刷工艺与普通油墨的印刷工艺有所不同。在进行丝网印刷时,要注意以下几点:
1)荧光油墨适合于200目以下的丝网;
2)印刷品的着墨量在50~60g/m2时,其发色和耐光性比较理想;
3)在承印物是透明物体时,应先印一次白色油墨,这样可提高荧光效果。
在进行平印时应注意到荧光墨粘度小,极易在印刷中引起乳化而产生浮脏或墨辊脱墨现象,特别是无色透明墨,需常检查以防脱墨后产生的漏印现象。此外,由于荧光油墨的流动度大,干燥较为缓慢,如果墨层较厚,印速快时墨未干燥而产生铺展造成糊版。所以印速不宜太快,墨斗给墨量宜相对少些。
另外,像无机荧光物等是晶体发光的,若压力过大,则会使晶体破裂从而使发光亮度降低。所以,在进地荧光、蓄光油墨印刷时,一般不采用凸版印刷;而在进行凹印、柔性版印刷时,除注意其粘性、连结料、干燥性等的特性外,还要注意其印刷压力的调节,不宜使印刷压力过大,从而影响印刷效果。

油墨种类繁多,有油性、水性、合成树脂型、粉体等,随着印刷技术、材料学、计算机科学及多种交叉学科的发展,新型高科技油墨也越来越多地得到应用,其用途多是一些特殊的产品,如钞票、邮票以及各种债券、发票、期票等。
新型油墨用于票券印刷主要是为了提高它的防伪性能,各种新型油墨除了正常地表达相应的色相外,还能在外来的光、热、试剂或磁场的作用下发生特殊的变化,以此来作为识别的手段。这种类型的油墨通过改变油墨的配方或在油墨中添加一些特殊的敏感材料,如光敏材料、热敏材料、磁性材料等来实现其防伪性能。
由于研制这种油墨难度大,进口产品价格高,市场上很难买到,这也就增加了其在印刷中的防伪性。防伪油墨就使用来说与普通油墨一样,适合于各种印刷机,所以通用性好。下面对这些油墨作个介绍。
光变油墨
光变材料在印刷油墨领域的应用非常广泛,根据其不同用途有睡基油墨、油墨基油墨、塑料油墨、干涉型油墨等。这种油墨的制造方法,一般是将光致色变色素用溶剂溶解,制成缩微颜料胶囊,在溶解的色素中根据不同用途加入黏合剂。
较好的制造方法是把光致色变色素溶解为重合单体,把这类聚合物超微粒子粉碎,制成粉末作为颜料使用,用这种方法制成的油墨与缩微胶囊油墨相比,耐光性提高10倍。这些粉末均可加在水基油墨、油基油墨和塑料油墨以及所有黏合剂中作为颜料使用。
1光致色变水基网印油墨
水基油墨以其使用安全、操作方便而在纤维制品业独占鳌头。使用这种水基油墨用80~120目的丝网印刷,经过100℃、1min干燥,再经过130℃、3min的加热架桥反应,即可得到纤维密附性的制品。这种水基油墨的特点如下:
●在阳光下可迅速显色,遮光后可在短时间内恢复无色状态(不同颜色各有差异,黄色经过2~3min,青色可在瞬间完成);
●分散性能,可得到均匀的显色印品;
●显色性及摩擦牢固度好;
●这种水基油墨属于液态型油墨;
●保存稳定性好,操作方便。
2光致色变油基油墨
油基油墨主要用于塑料软片、金属板等表面印刷。这种油墨用100~200目的丝网版印刷。用于黏合剂的树脂有很多:丙烯、环氧树脂、氨基甲酸乙酯、硅酮变性树脂等。作为溶剂的有酯类、酮类等,其他还有矿物质松节油、石油等。在这些由树脂和溶剂组成的黏合剂中加入光致色变材料,可适当调节网印油墨的黏度,制成油基网印油墨。
3光致色变塑料油墨
据调查,目前日本使用的塑料溶胶网印油墨的印刷厂家很少。但是在美国等一些国家,特别是T恤衫生产行业多使用这种印刷油墨。
塑料油墨作为一种不易干燥型油墨,常常不需要清洗网印版,残存在版上的油墨也可以在第二天继续使用。这种塑料油墨是将醋酸乙烯共聚物的超微粉末用DOP增塑剂使粒子膨胀,制成网印油墨。光致色变素也可加入这种塑料聚合剂,制成网印油墨。
但是当光致色变材料本身所具有的特性受到抑制,则使光致色变色素本身完全分解,这种现象经过数日后才可表现出来,因此,难以将它作为一种商品使用。但是如果塑料树脂不用醋酸乙烯共聚物,而用一种具有同样特性且可控制光致色素变性的超微粉末材料,那么它将是一种理想的粉末状光致色变塑料油墨。
4干涉型油墨
该种油墨是现代防伪油墨中复杂的一种,是目前流行的高科技产品。光变油墨是一种反射性油墨,具有珠光和金属效应,彩色复印机和电子复印机都出来。用光变油墨印刷的产品,油墨色块呈现一对颜色。如品红——蓝、绿——蓝、青——绿等。
如果将图案倾斜到60°时,则可以使图案由一色向另一色转移。由于只有印品上的墨膜较厚时,才能出现显著的色漂移现象,所以其印刷特征是其他任何油墨和印刷方式无法仿制的。
荧光油墨
荧光油墨是票券印刷中应用比较多的油墨之一,其主要成分是荧光颜料。荧光颜料属功能性发光颜料,与一般颜料的区别在于当外来光照射时,能吸收一定形态的能,而激发光子,以低可见光形式将吸收的能量释放出来,从而产生不同色相的荧光现象。不同色光结合形成异常鲜艳的色彩,而当光停止照射后,发光现象即消失,因此称为荧光颜料。
荧光颜料与高分子树脂连接料、溶剂和助剂配比,经研磨可制得荧光油墨。这种连肉眼都看不见的油墨只有在紫外光或红外光下发光,正是由于它的可转换和隐藏的特征以及在彩色复印机上不能地被复制的特点使得该油墨在特种印刷行业中的应用比较普及。
荧光油墨适于纸张类和乙烯类薄膜等的印刷。由于无机荧光物是由晶体发光的,若压力过大可使晶体破裂,从而使发光亮度降低,所以一般不采用凸版印刷,很适用于网版印刷以及凹印等。
大多数荧光油墨的流变特性呈仿塑性流动,黏度小,这项特性决定了其印刷工艺与普通油墨的印刷工艺有很大区别。而在进行凹印和网印时,除注意其黏性、连接料、干燥性等特性外,还要注意其印刷压力的调节,不能使印刷压力过大而影响印刷效果。
在进行网印时,要注意以下几点:
荧光油墨适合于200目以下的丝网;
印刷品的着墨量在50~60g/㎡时,其发色和耐光性比较理想;
在承印物是透明物体时,应先印一次白色油墨,这样可提高荧光效果。
热敏油墨
热敏油墨是一种能随着温度的变化而使颜料颜色发生变化的特种油墨,热敏材料按类别可分为无机类、有机类、液晶类等,而用于网印的属于液晶类油墨,液晶热敏油墨印刷是当前人们较感兴趣且又难以掌握的技术。从制作方式上讲,也属于微胶囊结构油墨类型,但从液晶油墨的特性来讲,主要是利用了液晶感温变色的特点。
制作时将封闭在微细胶囊中的液晶及助剂等分散在连接料中配制而成,其主要成分如下:
●水溶性树脂、丙烯酸共聚乳液等;
●微细胶囊液晶、胆甾醇苯甲酸酯等;
●消泡剂、丙三醇等。
这种油墨不使用颜料,触变性佳,流平性好,粘度为4~6Pa·s。比较适合采用网版印刷工艺,用过程中需要注意以下事项。
1制版
一般丝网版可用尼龙网或涤纶网。如果印版上需要载墨量大时,可用不锈钢网制版。丝网目数一般为100~175目,根据油墨微细胶囊直径和墨层厚度的要求来选择。微胶囊的直径一般在10~30μm之间。制版时应采用耐水性强的感光乳剂。
2印刷
●印版上要一次装有足够墨量,中途好不要补墨,以防起泡。
●由于微胶囊油墨易将版堵塞,印刷中发现堵网、起泡时,要立即停机排除,用醇水彻底洗净。
●印刷压力不可过大,以防压破液晶胶囊。
●为使印刷部分发色明显,印刷底色要选用黑色或深色调。底色可用水溶性油墨,也可用有机溶剂油墨。印刷方法可用网印、胶印、凹印。当用有机溶剂油墨时,印刷后必须充分干燥,墨膜不得残留有机溶剂,否则会与液晶反应,影响发色效果。
●印刷墨层要平滑光洁,墨层厚度要控制到20~30μm,墨层不平整或过薄会降低色效果。
●印刷顺序可先用黑色油墨印刷底色,再用液晶油墨印刷所需图案;也可先用液晶油墨印满底子,再用水溶性黑色油墨印刷所需阴图图案进行覆盖。
3干燥
●干燥方式好为自然干燥,也可用40℃左右温风烘干,千万不可高温急剧加热。
●干燥后尽量不要重叠堆放,断裁时也不宜加压力。

根据InfoTrends预测,2006年,全球投入使用的彩色高速喷墨印刷机只有20台,2010年就超过了200台。预计到2013年底,投入使用的彩色高速喷墨印刷机将达500多台。装配有输纸装置的彩色高速喷墨印刷机,由于其生产效率、运行成本和印刷质量均达到了的水平,不断创造出了新的市场机遇。

1.水基油墨

时间:2001-1-5

2.按需喷射式DODDropOnDemand

用途比较广泛,从标牌印刷到条形码印刷到户外广告,使用这种油墨,经济效益很高,快干,可在多种材料上印刷,尤其适合非涂布材料的印刷,如乙烯基、丝网、玻璃和纸张等。

二、荧光油墨

物质承受某种形式的能源剌激,将所吸收的能转变成热辐射以外的可见光的发光现象称为广义的荧光。将这种刺激隔离后仍然发出间断的光称为狭义的荧光,而停止刺激后仍然持续发光的现象称为磷光。所谓荧光颜料,一般是使用上述狭义荧光体的某种有机荧光物。而使用磷光体中残余发光时间较长的物质所制得的颜料称为荧光涂料。

图片 1
图4-7 日光荧光的说明
1-日光荧光色,红、橙 2-日光荧光色,荧光成分
3-日光荧光以,反射成分 4-普通色,红、橙

荧光颜料所使用的荧光物叫做日光荧光涂料颜料的有机物。如图4-7所示:1为在日光条件下看到的与荧光颜料所对应的颜色;2是在紫外光与短波可见光条件下所显示的荧光光谱;3是不掺杂荧光的纯粹的反射成分;4为几乎与这种荧光颜料同色的普通红橙反射光谱。4是普通色在入射光中吸收了特定部分,放出了光以外的其他热能,由反射而见到的颜色。荧光色是对入射光选择吸收后的反射光谱。4在具有较高转移强度的同,还吸收了入射光中可见光的能量,将热能以外的荧光进行再辐射,这种反射成分的波长范围与荧光成分的波长范围几乎是接近的。两种成分的结合,就可见到像1那样的有高峰分布的光谱。
日光荧光颜料,主要是染有荧光染料的合成树脂固溶体。荧光染料一般是在稀溶液条件下才能发出荧光,随浓度升高荧光强度增大,达到一定浓度以上时荧光强度减弱。
作为荧光染料载体的合成树脂,通常使用聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、醇酸树脂、尿酸树脂、苯乙烯树脂及它们的共聚物等,作为荧光染料的是硫代亮黄色素FF、氟代金光绿、亮黄6G、若丹明B等。
荧光颜料的配方:
例1.醇酸树脂配方: 例2.丙烯酸树脂配方:
醇酸树脂 45份 丙烯酸树脂 22份
日光荧光颜料 38份 日光荧光颜料 8份
矿油酒精液 15份 二甲苯 20份
钴催干剂 2份 矿油酒精液 20份
荧光油墨配方中荧光颜料的含量越高,则其荧光效果也越好。这类颜料耐光性差,为了提高其耐光性,油墨配方中可加入2%-3%紫外线吸收剂。
以下举出一个柔性凸牌油墨的配方:
荧光颜料 45%
乙酸正丙酯 27.5%
乙醇 27.5%
由于配方不同,导致其颜料颗粒大小不一样,则适宜采用的印刷类型随荧光颜料颗粒大小不同而异,参见表4-3。

表4-3 颗粒大小与印刷类型的关系

颗粒尺寸/μm 用途 大40~50;平均3.5 丝印油墨 大10~15;平均2.5 凹印、柔性、凸印油墨

一般日光荧光颜料多数不耐酮、酯等极性溶剂和芳香族的苯、二甲苯,因而要用二甲苯以上的高沸点芳烃,像矿物松香水那样的脂肪烃成分的载体。如果要使用含有极性溶剂的载体制造涂料时,必须使用耐溶剂性好的日光荧光颜料。荧光颜料按其用途与使用方法以及耐光的必要性等方面可按表4-4所示,自由选择。
1.有机荧光颜料制法大部分日光荧光颜料是以表4-4中的染料制造的,它们能将紫外光和短波长可见光改变成可见荧光。日光荧光在下午或日暮时更亮。

表4-4 荧光颜料类型

化学类别和名称 色相 化学类别和名称 色相 氧杂蒽 罗达明B 红相紫 氨基萘亚胺亮黄 绿相黄 罗达明6GDN 蓝相玫瑰红 亮黄 绿相黄 荧光素 绿相黄 亮黄FFA 绿相黄

一般的橙色颜料和日光荧光橙色颜料在白光下看起来,除了荧光颜料稍亮些外,基本上是相似的,但在蓝或绿光照射下,一般的橙色颜料就成了黑色。而荧光橙却呈亮橙色。
荧光染料只有在比较稀的溶液中才有荧光,超过一个适当的浓度后,由于分子碰撞,发射光的再吸收或其他过程而荧光会熄灭。如果从溶液状态变成有机玻璃或塑料固态时,荧光会得到增强。
一些主要的日光荧光颜料都是以染料的稀溶液加于三嗪改性的磺酰胺树脂中制备而成的。由甲苯磺酰胺一甲醛与三嗪如三聚氰胺或苯胍胺缩合而成的。
荧光颜料也可将荧光染料加于改性的甘油、苯二甲酸树脂或乙烯类树脂中制得。
表4-5所示为目前荧光颜料的种类及其主要用途。

表4-5 荧光颜料的种类和主要用途

树脂类型 颜料类型 用途 硝化棉 腊克 钓具、玩具 丙烯酸酯 腊克 飞机用、计算机用 聚氨酯 双组分常温固化型 要求有耐久性的钢结构物 氯化橡胶 常温固化型 船舶、大型钢结构物 蜜胺树脂 加热固化型 管路生产用 乳液 水性颜料 广告及一般用 丙烯酸酯 气溶胶 一般用 聚氯乙烯树脂 网印颜料 聚氯乙烯薄膜印刷 醇酸树脂 印刷油墨 纸张及其他物料印刷

荧光颜料的制造方法有多种,现将两种主要方法说明如下:
制法1::将360g混合的邻-和对-甲苯-磺酰树脂加热至125℃,然后加入78.4g未改性的三聚氰胺甲醛树脂,升温至150℃时,树脂溶液就透明了,然后加入染料(1.37g罗达明B,2.07g罗达明6GDN,4.12g亮黄6G-溶剂黄44),再升温至178℃,保持10min,然后倒出,冷却、粉碎。制法2::将104份20.7%的丙烯腈含水分散体,用7份99.5%的冰醋酸酸化之。这种分散体中的树脂颗粒直径约为0.25μm,加入染料(0.125g罗达明6GDN,0.25g罗达明B,0.25g酸性黄73),在室温下搅拌2h,然后过滤、洗洒,以空气干燥之,成品颗粒直径约为127μm。
制备工艺如下:
制备该类荧光颜料就目前来看主要有块状树脂粉碎法、乳化聚合法和树脂析出法三种,见表4-6。由于块状树脂粉碎法制得的染色粉需经机械方法粉碎才能满足使用要求,这样就受到树脂本身硬度的影响,尽管可采用化合物改性的方法降低树脂的硬度,但在颗粒方面由于粉碎条件的限制,仍有呈色不均等不足之处,为此,选用乳化聚合法和树脂析出法这样的方法可避免上述不足,颗粒可达微米级粉体,并且操作简便,反应条件易控制。

表4-6 三种有机荧光颜料的制备方法比较

块状树脂粉碎法 乳化聚合法 树脂析出法 用荧光染料直接对树脂染色,而后将混合体粉碎,过筛 在树脂乳液聚合过程中或树脂分散液中,加入荧光颜料染色,然后过滤、干燥、粉碎 完全溶解的树脂液,使树脂粒子析出,同时加入荧光染料染色,而后过滤、干燥

工艺一:在搪瓷搅拌釜中,加入1份40%的甲醛和2-3份对苯磺酸胺,用碳酸钠溶液控制PH为7.5-8.0,升温至80℃,保温30min,然后外加2.5份甲醛液,控制PH为7.5-8.0,恒温反应60min。按要求颜色适当加入染料,在80℃条件下搅拌均匀后加入适量的10%醋酸溶液,搅拌均匀,过滤,水洗除去浮色,130℃±5℃烘干固化5h,取出粉碎至颗粒尺寸<40目即可。
工艺二:在装有搅拌回流系统的反应釜中,加入水200份、TDI175份、乙醇372份、乳化剂42份、辛酸亚锡1.8份,常温下搅拌30min,然后加荧光染料,搅拌升温至115℃,恒温反应2h,再强烈搅拌破乳,降温、过滤、洗涤、干燥,粒径小于10μm。表4-7为一些荧光染料中调色时的例子。

表4-7 各种染料调色加入量

染料名称 红 黄 蓝 染料名称 红 黄 蓝 分散荧光黄
玫瑰精B
玫瑰红6GDN 135 450 盐基品蓝 BO
荧光增白剂DT 27 300
30

一般荧光颜料性能指标:
色相 近似至相同
着色力 >95%
含水量 <5%
流动度 ≥30mm
粒度 6~18m
吸油率 ≤55%
水溶性 <1.2%
耐热性 160℃
耐酸碱性 4~5级
2.无机荧光颜料的制法
这类颜料的化学式为:nZnS·CdS:
A其中n为0.15~1.0,A为铜、银或锰,其量约为0.003%-~1.0%。
它们之间的特性差别主要是荧光的颜色、亮度以及颜料本身的色彩。如果铜作活化剂时,颜色可自深红至绿色,这随n而变化。用银作活化剂时,颜色可自深红至深蓝,这随n而变化。这种红比以铜活化的红亮度更大。用锰作活化剂时,荧光的颜色在黄、橙之间,它们与n无关,当n值高时,颜料的颜色比起以铜、银活化的仍是较浅,并带黄色荧光。
这类颜料本身在日光下是无色或浅白色的,但在紫外光激发下,却有很宽范围的闪光颜色。
这类颜料制法如下:
①将氧化锌或氧化镉溶于稀硫酸中;
②以分布沉淀法将溶液纯化,然后过滤;
③以硫化氢将硫化锌或硫化镉沉淀之,过滤;
④将滤饼放于原始罐中,加水冲洗;
⑤压滤,并冲洗之,然后干燥;
⑥与助熔盐和活化剂混合,干燥;
⑦置于坩埚中,煅烧;
⑧与水混合,过滤,洗涤;
⑨使再成糊状,进行表面处理,干燥,过筛。
这是一些基本的生产过程。颗粒大小可由助熔盐的种类和数量、温度以及在1300~2000℃时的煅烧时间来控制。表面处理一般涂以硅酸盐或磷酸盐类物质,这有助于颜料的稳定及质量提高。
无机荧光颜料的技术指标:
外观 浅色
密度 4.1~4.6kg/m2
吸油度 13~35g/100g
颗粒尺寸 <10m
耐化学性 优
3.荧光丝网印刷油墨配方 单位:份
配方1:醇酸树脂 45 矿油酒精 15
荧光颜料 32 异辛酸稀土 2
用于纸、金属表面印刷。
配方2:丙烯酸树脂 25 水 68
增稠剂 0.8 日光荧光颜料 7~8
用于纺织品印刷。
配方3:醇溶性聚酰胺树 胶质钙 15~20
脂液 70~76 复合溶剂 适量
荧光颜料 12~18
用于 塑料、陶瓷印刷。
配方4:丙烯酸树脂 22 二甲苯 25
荧光颜料 38 乙醇 20
用于皮革、纤维品印刷。
配方5:树脂版无色印油 80~90 撤粘剂 适量
荧光颜料 12~18 醇酸树脂 5
调墨油 3~6 白燥油 适量
用于不干胶印刷。
配方6:7110T醇酸树脂 60 荧光颜料
油酸 8 15
蓖麻油 10 苯甲醇 12
耐晒大红 2
颜料表现为红色,紫外光照下为黄色,如不加入耐晒大红,油墨表现无色,紫外光照下为绿色。
配方7:蓖麻油改性醇酸树脂 100 金光红C 6~10
苯甲醇 50 荧光颜料
二缩三乙二醇 50 15
正丁醇 15
颜料表现无色,紫外光照下呈品红色。
主要用于纸张印刷和盖防伪油墨。

按需喷射式喷印系统的工作原理是当需要印刷时,系统对喷嘴内的油墨施加高频机械力、电磁式热冲击,使之形成微小的液滴从喷嘴喷出,由计算机控制喷射到设定的花纹处。按需喷射式应用广的是热喷墨技术,它是依靠热脉动产生墨滴,由计算机控制一根加热电阻丝到规定温度,致使油墨气雾化以后从喷嘴喷出。

4.UV/EB热固性油墨

一、产生荧光、蓄光的原因与荧光颜料的分类

光与物质颜色的关系
当一束光同一块部分透明物质发生相互作用时,我们跟踪光束的路径,主要发生反射、吸收和透射。如图4-6所示。

图片 2
图4-6 一束光通过一块透明物质的路径

反射 入射光的一部分在A处发生两种反射。如果表面十分光滑,于是发生镜反射,入射角等于反射角;如果表面具有某种粗糙程度,还会从表面上散射出一些漫反射的光。这种漫反射的光来自同物体的更为密切的相互作用,比起镜反射光来能展现出更强的颜色。其结果对于光泽高的墨膜,当对着光来看时,在光的炫耀中像是失掉其颜色似的。
有些物质通过光反射能产生色感。它包括各种颜料、金属粉、珠光颜料等。如果在涂料中加入玻璃微珠控制光的反射,则可制成回归反射油墨。而液晶显示油墨,则是利用温度、电场等外界条件产生的颜色变化。
吸收 在图4-6中的A处,不反射的或不散射的光便进入了物体,某些被吸收的光转化为热能,某些光在物体内部发生散射,有的物质能使吸收的光能在可见光范围内再辐射,这种现象则为荧光蓄光。这种荧光过程会具有颜色。
某些光可能在B处和内反射,而残余的光透射出来。
透射 当光束进入或离开透明物体时,往往有某种程度的偏转,它由两种介质之间的折射率之差所控制,并且也随入射角而变。当光通过物质时,速度有所减小,其数量取决于物质的性质以及波长。这在棱镜中便产生了色散。
荧光颜料的分类
荧光颜料通常根据分子结构可分为无机荧光颜料和有机荧光颜料。
有机荧光颜料 又称日光型荧光颜料。这种荧光颜料是由荧光染料充分分散于爱明、脆性树脂中而制得,颜色由荧光染料分子决定。当日光照射时,发射一种除普通颜色以外的高亮度可见光,这是由于其反射光数量增加,吸收日光中肉眼不能看见的紫外光线,把紫外短波变成肉眼可见的长波。紫外光含量愈多,它放出的荧光愈强,并通过适当掺合使用或配以适量非荧光颜料,可得多种不同色调的荧光颜料。若无紫外光辐射,该颜料就为不呈荧光的普通色光颜料。
无机荧光颜料 又称紫外光致荧光颜料。这种荧光颜料是由金属硫化物或稀土氧化物与微量活性剂配合,经煅烧而成。无色或浅白色,只是在紫外光照射下,依颜料中金属和活化剂种类,含量的不同,而呈现出各种颜色的光谱。

另一种DOD技术是电压式喷射系统,即由计算机控制在导电材料上强加一个电位,使导电材料在电场方向产生压缩,在垂直方向产生膨胀,从而使油墨喷出。喷墨印刷不仅要求高精度的喷嘴技术,高精密的控制技术,同时,要求具有高纯度、高浓度、高牢度、高稳定性的墨水与之匹配,才有使用价值。

除了以连接料为区别来进行分类外,在实际中,还有一些其他的分类方法:按色料来分,分为有机染料型油墨、聚合染料型油墨和颜料型油墨;若根据油墨所使用的不同的干燥机理,可将油墨分为挥发型油墨和聚合型油墨。水性和非水性的油墨是以水或其它溶剂作为连结料,其干燥由承印物对油墨的渗透和吸收来完成,如果使用普通的复印纸或平板纸,油墨及其连结料一起被承印物吸收,这种吸收会降低印刷品的色密度和清晰度。热固型油墨是指这种油墨在常温下是固体,从喷嘴喷出时是热融液体,在到达承印物表面时迅速凝固,这种快速凝固的特点可以防止油墨扩散或渗透到承印物内部,保证了印刷质量。

第二节 荧光油墨印刷工艺

荧光油墨是现代包装防伪印刷中应用比较广泛的油墨之一,适用于公文、有价证券、证件和烟、酒、药品、化妆品等商品包装印刷。在我国、韩国的某些纸币上也应用了荧光防伪技术。
荧光油墨中主要成分是荧光颜料,荧光颜料属功能性发光颜料,这类颜料与一般颜料的区别在于,当然来光照射时,能吸收一定形态的能,不转化成热能,而是激发光子,以低可见光形式将吸收的能量释放出来,从而产生不同色相的荧光现象。不同色光结合形成异常鲜艳的色彩,而当光停止照射后,发光现象即消失,为此称谓荧光颜料。荧光颜料与高分子树脂连结料、溶剂和助剂复配经研磨可制得荧光油墨,并可用网印版、凹版或胶版等印刷方式。

1.连续喷射式CIJContinuouslnkJet

该油墨适合在各种软性和硬性承印材料上印刷,如瓦楞纸板和金属箔,UV/EB油墨在UV光的作用下固化速度较快,耐久性较强。非常适合DOD应用中,如零售点展示广告、电话卡、信用卡和频繁使用的购物卡。

光致色变与光变油墨印刷

彩色高速喷墨印刷机在2000年开始崭露头角,到2007年,随着更多供应商和更多样化的设备进入市场,高速喷墨印刷得到了快速发展。预计到2015年,彩色高速喷墨印刷将占据彩色数字印刷市场40%的份额,成为印刷行业发展快的技术领域。技术进步所带来的质量和成本优势,只是彩色高速喷墨印刷快速增长的部分原因。而印刷应用与设备效能的匹配程度,将是彩色高速喷墨印刷机满足订单需求和保证企业利润增长,进而赢取市场的关键因素。在德鲁巴2012上,多家印刷设备供应商纷纷研究或合作推出高速喷墨印刷机,印刷幅面越来越大,质量越来越高,成本越来越低,使得高速喷墨印刷受到行业整体高度重视!

通常用于带孔和非涂布的承印材料上,如纸板和纸张,也经常用于直邮产品的印刷和其他商业印刷市场上常使用。亦可分为颜料型和染料型,颜料因为不溶于水,会沉淀,因此颜料粒子要磨得非常细小,要小到30μm以下,才会有比较好的喷印效果,否则使用高解析度时容易造成阻塞。颜料本身的耐候性、耐光度、耐水洗牢度、耐磨牢度都非常好。染料的优点是溶解度没有问题,而且色彩种类非常多,鲜艳度较好,但是牢度较差。

作者:张逸新 唐正宁 钱军浩·摘自:《防伪印刷》·第四章 光致色变与荧光油墨的印刷工艺

连续喷射式原理是通过对油墨施以高频震荡压力,使油墨从喷嘴中喷出形成均匀连续的微滴流。在喷嘴处设有一个与图形光电转换信号同步变化的电场。喷出的液滴在充电电场中有选择地带电,当液滴流继续通过偏转电场时,带电的液滴在电场的作用下偏转,不带电的液滴继续保持直线飞行状态。直线飞行的液滴不能到达承印物而被集液器回收。带电的液滴喷射到承印物上而完成印刷。

适合在带孔的材料上印刷,因为它是通过吸收来进行干燥的,它们的配方有植物油或矿物油,它在纸板包装领域的应用尤为突出;不适合用在密闭的办公室空间,因为会产生空气污染。

五、光致色变与荧光油墨的喷墨印刷工艺

喷墨印刷法是用电子控制一股高速微细墨滴,喷射到承印物表面上制成图像。其大的特点在于它是非接触式无版成像印刷。喷墨印刷的简单结构图如图4-8下。

图片 3
图4-8 喷墨印刷结构图

喷墨印刷油墨
喷墨印刷所用的油墨必须具有适合喷墨印刷的某些特殊性能。如从印刷厂的角度考虑,印墨的粘度一定要低,并能导电,印墨里不能含有影响印刷或堵塞喷嘴的颗粒,停机后再次开机不至产生任何故障。从应用角度讲,印墨必须干燥快,在记录面是能准确形成所需点子的尺寸,以构成一幅清晰的图像。印墨要具有合适的色彩和足够的耐久性。如果某些部分是为了供计算机识读处理的,就要求所印刷的纸性代码具有良好的纸外吸收性能或在紫外线刺激下产生明亮荧光等特性,当光致色变材料应用到喷射油墨中时,应特别考虑到其粘合剂、溶剂、添加剂等问题,因为这些油墨的内在物质组成不同,也会引起光致色变材料发生反应:
喷墨印刷油墨的特性举例:
密度 1.8~1.0kg/m3
表面张力 ×10-5N
粘度 ×10-3Pa·s
电阻率 100~500×/cm
干燥时间 0.1~50s
颗粒尺寸 <0.1μm
喷墨印刷方式
1.连续喷墨式-偏转墨滴印刷
连续喷墨式偏转墨滴印刷机构如图4-9所示。

图片 4
图4-9 连续喷墨偏转墨滴印刷示意图
1-充电管道 2-偏转板 3-承印面 4-喷嘴 5-充电信号

装在左侧的喷嘴接收来自加压墨源的油墨,然后通过小孔将油墨喷向右侧的承印物。一个标准装置的油墨压力为276kPa,孔径为0.64mm,它产生一股速度为20.3m/s的墨流。除调节静态墨压产生的速度外,通过压电晶体产生的超声驱动信号,还能以高频率调节墨流速度。这种调节能使墨流“聚束”并形成墨滴。
印刷头通过两根软管与控制中心接通,其中一根软管接电子控制电路,另一根连接供墨管。来自加压墨源的油墨进入印刷头,经由喷嘴的小孔变成一股很细的墨流,这股墨流在充有高压的的金属软管里获得静电,并使喷出的油墨分离成单个的墨滴。
墨滴通过一个与墨滴运行方向垂直的高压偏转磁场,带电极少或不带电的墨滴不受电磁场的影响,直接穿过这个磁场进入油墨收集管,收集管接取墨滴,并将油墨送回供墨系统以供循环使用。
带电墨滴则向上偏转,越过收集管喷在承印面上形成一个印迹。喷墨印刷需要的小电荷必须保证墨滴能越过油墨收集管。用这种方法描出的图形就如图4-10所示。

图片 5
图4-10 文字形状

图中实点表示油墨液滴到达承印面的点,O表示应到达的液滴被油墨导管捕获。这种情况,重要的是带电电极的油墨飞行方向的厚度应比油墨液滴的间隔还要小,而且应使带电电压脉冲和油墨液滴的发射频度同步。如不这样,就不能控制油墨液滴形成图4-10那样的图形。
2.连续喷墨式-不偏转墨滴印刷

图片 6
图4-11 连续喷墨不偏转墨滴印刷示意图
1-振动器 2-电磁场 3-偏极板 4-回墨系统

如图4-11所示,这种喷墨装置与上述喷墨装置基本相同,不同的是印刷的墨粒直线飞行,只能印在固定位置,所以这种装置采用多个喷嘴进行印刷。
3.连续喷墨式-无静电分裂的墨滴印刷
如图4-12所示,油墨仍由喷嘴连续喷但这种喷管孔径极小,喷出的印墨不需给予振动或静电就会自行分解成墨粒状,印刷须要的墨粒经遮蔽片后直到承印物上。不需要的墨粒在经过同电极的荷电环时,会感应上巨量静电荷而再次分裂形成墨雾,且失去飞行惯性,经遮蔽片后回收。

图片 7
图4-12 连续喷墨无静电分裂墨滴印刷示意图

4.间歇喷墨式-静电拉引喷墨印刷
如图4-13所示,喷嘴中的印墨由供墨装置轻轻加压后在喷嘴处形成凸出的半月形,但不会喷出。在喷嘴交放一电极板,凸出的印墨在高压作用下,其表面张力被破坏,而以墨粒的形式被静电力“拉引”出来,这些印墨微粒在静电力作用下形成一定的运动速度,可通过上述几种方法完成印刷。

图片 8
图4-13 间歇喷墨静电拉引喷墨印刷示意图

5.脉冲喷墨式-压电脉冲式加压喷墨印刷
这种印刷方式的喷墨是脉冲式的,喷出的印墨墨粒可用来形成图像。如图4-14所示,在喷嘴管外面,套有一压电传送管。

图片 9
图4-14 脉冲式喷墨装置
1-印墨供应 2-喷嘴管 3-压电传输管 4-喷孔

当压电产生脉冲时,压电传送管发生变形而形成喷墨管的压力,喷墨管在压力的作用下挤出印墨而形成墨粒,并高速向前飞去,这些墨粒不带电荷,不需要偏转控制,而是任其射到承印物上而形成图像。
喷墨印刷的特点与应用
喷墨印刷可直接与照排机、电子分色机以及各种图像处理机连接,因它的信息是存储于计算机里,由于计算机的兼容性,机器间的连接比较好处理,可使编辑与印刷直接联系起来。
喷墨印刷对承印物没什么特殊要求,既可以垂直墙壁、圆柱形罐头盒、凹凸不平的皱纹纸、普通纸、皮毛、丝绸、锡箔等柔性材料上,又可以在陶瓷、玻璃等易碎物以至鸡蛋壳、豆腐、蝴蝶翅膀上印刷。喷墨印刷目前分辨力可达40线/mm,而照相制版可做到15~20线/mm,电分机可做到20~25线/mm,激光照排可做到25~30线/mm。
喷墨印刷生产成本低,减少了制版这一道工序,因此印刷周期可缩短10至20倍。同时印墨还可以回收循环使用。
喷墨印刷生产幅度大,可进行连续性图案印刷。
喷墨印刷机构简单、体积小、质量轻、速度高、噪音小、使用寿命长,同时安装方便,如同一张小办公桌,一人可搬动。喷头可上下左右在任何位置上安装使用,印刷速度接近轮转胶印机,见图4-15所示。

图片 10
图4-15 用喷墨印刷方法进行数字印刷示意图

这种方式的印字速度是55~250字/s,实验速度可达750~1500字/s。下面我们将涉及到实用中的技术难点。
1.油墨喷嘴
油墨液滴的大小取决于喷嘴的直径,实验中可制作孔径为几微米的喷嘴,而实际上多使用80~100μm孔径的喷嘴。油墨液滴小的话,受空气阻力的影响,在油墨飞行方向的直角方向上强行加以弱气流,也会起到作用。
喷嘴的制造方法,在它和谐振的振子的搭配上有几种方式,图4-16是示意图。

图片 11
图4-16 喷嘴构造之例
1-开孔部 2-喷嘴前端 3-喷嘴罩

喷嘴的断面形状及其材料质量很重要,即使孔径相同,流量也不同。流量也不同。喷嘴批量生产时的问题主要是这一点。其材料质量则要求对油墨和空气的化学稳定性好、机械强度高、有导电性等等。一般金属可以满足这些要求。
2.油墨的物理性能
喷嘴堵塞或粘脏是喷墨印刷机的致命弱点,它在很大程度上取决于过滤系统、喷嘴形状以及油墨粘度、流动性、干燥性等等。
3.油墨的液滴化
液滴化后的每一个油墨液滴的质量如果不同,则液滴的带电量和空气阻力不同,油墨液滴的偏转量也不均匀,这将造成图像粘脏和重影。因此,保证均匀的质量、均匀的液滴间隔是很重要的。
从喷嘴喷出的油墨,因其表面张力的缘故,在防开喷嘴一定距离时,自然液滴的偏转量也不均匀,这将造成图像粘脏和重影。因此,保证均匀的质量均匀的液滴间隔是很重要的。
从喷嘴喷出的油墨,因其表面张力的缘故,在离开喷嘴一定距离时,自然液滴化。若再加以电场,更会促进液滴化。但是这种方法中的油墨液滴化,当油墨压力、粘度等条件发生稍许变化时,液滴的状态也发生变化,因此持续保证均匀的油墨液滴就非常困难。对此,从喷嘴背后,沿轴向加以机械振动时,将能调整油墨的流速,从而得到均匀稳定的油墨液滴化过程。但即便是这种场合,若振子的振幅、油墨压力、喷嘴形状之中任何一种不适当,就将形成滴径不同的二次液滴,此点应予注意。
油墨液滴化的方法除上述之外,还有只在喷嘴前端油墨形成弯液面时加以压力,在喷嘴和对置电极间外加电压,用静电使油墨从喷嘴喷出并形成油墨液滴,再对油墨液滴进行控制的方法。这种方法为长时间均匀地保持油墨液滴直径所需的各种条件很严格。但它的特点是油墨的消耗量少,不需要设置捕获装置以使非图像部位不出现油墨。
4.扫描方式
和记录纸的移动方向相同的扫描方式是依靠记录纸的移送进行的,在和其成直角的方向上,把油墨液滴的带电量改变锯齿状,有一定电压的偏转电极扫描。此外还有一把带一定电量的油墨液滴用外加锯齿状电压的偏转电极沿X、Y两个方向扫描的方法。市面上销售的台式电子计算机附加的喷墨印刷油墨印字机多采用这种方法。
彩色喷墨印刷
80年代初,三色喷墨印刷机进入市场,它能在7min印出560mm×864mm,分辨力为4.92/mm的印件。它用三原色印墨可印制多达4000种色调的图像,虽然印速较低,但适于地图测绘业和航测及卫星绘制工作使用。图4-17为一彩色喷墨装置原理示意图。

图片 12
图4-17 彩色喷墨装置原理图

这种彩色喷墨装置的原稿扫描和分色部分的构造,与普通的电子分色机相似。不同点在于不是将各种颜色分别分出,而是把光电倍增管通过滤色镜接收到三色信号同时传给喷墨装置。喷墨装置根据各色信号进行四色喷墨动作,在喷墨装置的喷嘴上装配由高频电源刺激电压的变化,交替形成大颗粒和小颗粒。大颗粒印墨不适合印刷或记录使用,喷出后与那些和印刷记录图像无关的颗粒一起被直接回收;与记录图像有关的微粒则由记录信号充电而发生偏转打印到记录纸上。图像的深浅层次变化由单位面积内打印的微粒数来表现,色彩由按一定比例混合的三色印墨微粒来获得。
总之,喷墨印刷方式的有利点是:在常温下固定图像;受控制的油墨液滴的飞行距离长,能在曲面上印刷;不需要印刷过程就能从原稿直接复制;印刷速度快等。尤其是对与电子计算机有关的无压印刷的发展将起很大作用。

喷墨印刷根据喷墨原理可分为连续喷墨式和按需喷墨式两种。

油墨是喷墨印刷中一个非常关键的组成部分,喷墨油墨的发展从一定程度上也说明了喷墨印刷技术的发展,因为油墨不仅仅决定了喷墨图像的质量,还决定了墨滴的形状以及印刷系统的可靠性。喷墨油墨一般是由色料、连结料和添加剂组成。油墨连结料可以是水、油性物质、溶剂、树脂等,它决定了油墨分布的动态属性;在喷墨油墨中,连结料占40%-90%。色料在油墨里主要起着显色的作用,一般占1%-10%。其余的部分都称作是添加剂,主要用来改善油墨的粘度、附着强度、热稳定性、耐光性和表面张力等。

三、蓄光油墨

蓄光颜料为荧光油墨中的一种,蓄光颜料是用无机荧光物中具有磷光体效果的某些硫化锌/铜荧光物、硫化钙/铋荧光物等。S/Cu为硫化锌镉的混晶,以铜作激活剂。CaS/Bi为在硫化钙中加少量作为激活剂的铋。蓄光油墨是将荧光物与载体相配合,在使用时再混合。无机荧光物是晶体发光的,如果加压使晶体碎裂将使发光亮度降低,所以不能使用滚磨等加工手段,而要将载体与荧光物在使用时混合。
蓄光颜料配方
ZnS/Cu荧光物 52份 醇酸树脂 18份
硬脂酸铝 2.4份 矿物松香水 27.6份
蓄光颜料按表4-8有从蓝到红的各种发光颜色。

表4-8 蓄光颜料用荧光体

荧光体 发光色 大波长/μm 发光亮度b)/Lx 30min后的亮度c)/lx 2h后的亮度/Lx 5h后的亮度/Lx 残光类型 初期亮度 残光时间 硫化钙a)
CaS/BiS/Bi 蓝
淡蓝 450
460 0.30
0.35 0.025
0.025 0.006
0.006 0.002
0.002 低
低 长

荧光体 发光色 大波长/μm 发光亮度b)/Lx 30min后的亮度c)/lx 2h后的亮度/Lx 5h后的亮度/Lx 残光类型 初期亮度 残光时间 硫化锌d)
ZnS/Cu
S/Cu
S/Cu
S/Cu 绿


赤橙 520
560
600
635 3.10
2.50
1.90
1.10 0.010
0.010
0.005

  • 0.002
    0.001
    0.0007
  • 0.001
    0.0006



  • 低 较长
    较长

*
注:a)CaS/Bi为在硫化中加少量作为激活剂的铋。
b)此时的发光亮度是在一定强度的墨光(主要是波长为354nm,实际上无可见光)下发光时的亮度。
c)所谓30min后的亮度是指在b)的激发态停止后,经过30min后的亮度。2h后,5h后相同。
d)S/Cu为硫化锌镉的混晶,以铜作激活剂。作为荧光体,其表现与Zn或Cd等元素的量无关。但和为激活的荧光体S/Cu,当Cd增多,得到由黄至橙红的长波光。*

总的来说,在喷墨印刷的工艺中使用的油墨种类比较多,分类方法比较多。目前一般可以从油墨表现出来的不同方面性质进行分类,一般根据连结料不同将油墨分为水基油墨、油基油墨、溶剂基油墨和热固型油墨。

** 喷墨印刷所用墨水,是粘度适中的专用墨水,具有无毒、稳定、不堵塞喷嘴、保湿性、喷射性良好、对喷头的金属构件不腐蚀等性能。目前喷墨墨水以染料型墨水居多,喷墨印刷机的墨水必须有足够的表面张力,防止喷出时墨水溅射出去。另外墨水须具备快干性,防止在纸张上晕开,因此,墨水本身也是影响印刷品质的因素之一。而印刷时选择合适的墨水,调节好印刷参数,才能得到满意的印品。

油墨的选择是至关重要的,喷墨印刷的色彩表现与高画质,已能令大部分消费者满意,但是列印的时间尚嫌缓慢,而且对纸张的要求也很高,虽然市场上已有很多喷墨的专用纸张,但是价格都偏高,很难让一般家庭以及学生族群普遍使用,所以让喷墨技术能广泛的适用于各种纸张,是现在迫切需要发展的技术,若是要使特殊材质的专用纸张平价化并不太容易,所以研发新的墨水成分才是直接有效的办法。

2.油基油墨

**导读:喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的印刷技术,早的发展是在1878年,到了1951年Siemens公司将液态的墨水转变成墨滴的技术申请,当时因为针、墨有问题,效果不佳,直到1960年才正式进入实用阶段。随着技术的不断发展和进步,市场的不断扩展。

3.溶剂基油墨

所用的色料又可分为颜料型和染料型两种,油溶型油墨的特点是干燥快,所以在工业方面比较常用。

本文由云顶国际发布于包装材料,转载请注明出处:荧光油墨印刷工艺,2015年彩色高速喷墨印刷将占

关键词: