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金属印刷综述

2021年07月05日 齐齐哈尔机械设备网

金属印刷综述

一、概述

(一)金属印刷概况

金属印刷(metal Printing)为实用印刷中的一种,俗称铁皮印刷。它是以金属板、金属成型制品及金属箔等硬质材料为承印物的印刷方式,其承印材料主要有马口铁(镀锡钢板Tin plate)、无锡薄钢板(化学处理钢板TFS:Tin or Free Steel)、锌铁板、黑钢板、铝板,铝冲压容器以及铝、白铁皮复合材料等。

金属印刷很少是最终制品的印刷,而往往是各种容器、盖类、建材、家用电器制品、家具、铭牌以及各种杂用品等加工工艺过程的组成部分,这些制品大都是以丰富人们的生活为主要目的。因此,为了引起消费者的购买欲望,提高商品的销售价值,作为促销手段,都应进行新颖的装帧设计和精_印刷,这样,金属印刷就显得更加重要了。金属印刷的产品一般应具有如下特点:

①色彩鲜艳,层次丰富,视觉效果良好:金属承印材料如是镀锡钢板,因其表面为镀锡层,具有闪光的色彩效果,再经过底色印刷,印刷图文则更加鲜艳。对于无锡钢板或其它金属材料,经表面处理和涂装,印刷后也可再现出特殊的闪光效果;

②承印材料良好的加工性和造型设计的多样性;金属承印材料具有良好的力学性能和加工、成型性能,金属包装容器可实现新颖、独特的造型设计,制造出各种异形筒、罐、盒等包装容器,达到美化商品提高商品的竞争能力之目的;

③有利于实现商品的使用价值和艺术性的统一:金属材料的良好性能和印刷油墨的良好的耐磨性、耐久性,不仅为实现独特的造型设计和精美印刷创造了条件,而且提高了商品的耐久性和可保持性,可更好地体现商品的使用价值与艺术性的统一。

基于上述原因,金属材料印刷在近代得到书刊号发展。

(二)金属印刷工艺类型及其特点

1.印刷工艺的类型选择

金属印刷的印刷方式一般以承印物的形态不同而异。但是,无论采用什么样的材料,均属于硬质材料,所以,金属印刷大多以胶印为主体,即印版上的图文先印在中间载体(橡皮布滚筒)上,再转印到承印物上的间接印刷方式。到目前为止,胶印主要有平版胶印、无水平版胶印、凹版胶印及凸版胶印(干胶印)等4种印刷方式。在金属印刷中,表3-3为承印物的种类、印刷方式、主要制品示例。

2.涂装时涂料粘度的控制

马口铁涂布的首要条件是涂料要有适当的涂布条件,经过涂布机涂布在马口铁表面上的涂膜要有良好的流展性、均一的厚度及平滑的表面。当涂布机的涂布速度、涂料供给量及烘烤温度一定时,影响马口铁涂膜外观质量的因素主要是涂料的涂布粘度。

(1)涂料粘度对涂膜的影响 同一涂料在涂布机供给量、涂布速度、使用的涂布胶辊相同的情况下,如果涂料的粘度不一样,涂膜的涂布厚度就不一样。只有涂布厚度适当,烘烤温度与时间合适,才能使涂布达到预期的效果。

涂膜厚度直接影响涂膜质量及涂布成本的高低。涂膜厚度大薄会导致以下问题:

①遮盖力差;

②涂膜涂布不匀,耐蚀性不良,保护性差;

③涂膜过度硬化,加工成型易碎落;

④光泽度降低。

涂膜厚度太厚也会出现以下问题:

①相同量的涂料涂布面积减小,增加成本,不经济;

②硬化不完全,铁皮叠放时容易粘结而不易分离;

③降低加工过程中的抗冲击性,盛开时易剥离。

因此,在马口铁涂布过程中,欲得到良好的涂布效果,对于涂膜厚度的控制疏忽不得。然而怎样使涂膜厚度控制在理想的范围内,是涂布作业的重点解决的问题,而问题的关键是如何在涂布作业中控制好涂料粘度。

一般情况下,在环境温度相同时,粘度越高,涂料中挥发成分少,固体含量就高,相同供给量的涂料涂布后的涂膜厚度就相应厚些;反之,粘度越低,涂料中挥发成分大,固体含量就低,相同供给量的涂料涂布后的涂膜厚度就相应薄些。

涂料粘度太高时,马口铁涂布表面易出现涂膜涂布不匀(如斑马条纹、橘皮皱纹),高速运转时涂料易飞浅(类似印刷飞墨),当马口铁表面有油时易出现眼孔(针孔)等涂布问题。涂料粘度太低时,马口铁涂布表面易出现花铁架斑纹,如使用横向留空胶辊,辊的切口易出现涂料积聚,造成马口铁在此位置处重皮,当传送带带静电时则易出现针孔等涂布问题。

不同的涂料都有其理想的涂布作业粘度,只有粘度合适,涂料涂布在马口铁上时,涂膜才有良好的流展性,均一性、平滑性及加工性。

(2)涂料粘度的测定 涂料在储存-涂布-涂料储存的循环过程中,因溶剂成分裸露在空气中特别容易挥发,从而使粘度升高,对于低沸点的溶剂,这种倾向尤其明显。这就需要对涂料进行稀释,而稀释时粘度会随着稀释剂的添加量而变化。添加的稀释剂越多,粘度变得越低。而且不单是粘度降低,涂料中不挥发成分也降低。这样即使供给等量涂料,涂膜量也会不足。因此,当在涂料中添加稀释剂时,测定涂料的粘度非常重要。

一般使用4号福特杯粘度计测定粘度。先在杯内注满涂料,用温度计测量此时涂料的温度(一般测量时可认定当时的环境温度即为涂料的液态温度),打开杯底阀门的同时,按下计时秒表,让涂料从下部的孔流出,流尽为止(丝状流出涂料第一次断掉时按下秒表)的时间以秒表示,建议记录涂料粘度时采用如下格式:

××涂料 ×××秒/4号/××℃

另外,涂料的粘度不仅与稀释剂的多少有关,也与液温的变化有关。液温变高,粘度下降;液温变低,粘度上升。所以测定涂料粘度的同时,必须测定此时的涂料液温致。就是说调整粘度必须考虑稀释剂添加量和液温两方面。

一般涂料生产厂家提供使用的涂料粘度是使?号福特杯,将涂料控制在20℃时测定的粘度值。但在实际操作中,由于环境温度的不同,生产设备不同,特别是涂布的胶辊硬度不一样,实际生产时涂料涂布粘度往往与生产厂家提供的使用涂料技术粘度有很大的差别。这就要求我们在使用某一种新涂料前,必须对涂料进行试涂,通过加稀释剂的办法,调节涂料的涂布粘度,找出满足某一涂布厚度,涂膜有良好的遮盖性、流平性以及光泽度的实际生产粘度。

对使用频率高的涂料,建议平时有目的、有计划地按“××涂料 ×××秒/4号/××℃”格式记录生产时的最佳粘度。比如一天之中早晨4点室温最低,而中午室温最高,这两个时间点在生产同厚度涂膜时追加相同量的稀释剂调整后的涂料的粘度绝对不一样。而一年中室温变化就更大。如果有不同温度下的最佳粘度记录,绘制出“粘度-温度曲线”(见图3-7所示),这样当室温发生变化时,就能很快地找到此时施工的最佳粘度,对涂料粘度进行调整,从而大大提高生产效率。

(3)生产前的涂料搅拌 涂料一般是由树脂、溶剂、色料及添加剂等混合而成的胶状溶液。当经过一段时间的储存后,会出现上下分层的现象。一般色料、树脂将沉积在下层,而溶剂与添加剂将浮在上层,特别是有色涂料此现象更加明显。如果即时抽取涂料进行施工,将会发现涂膜色泽、厚度、性能前后不一。

只有通过对涂料进行充分搅拌,使整桶涂料中的色料、树脂、溶剂、添加剂均一混合,才能使涂料在生产中保持良好而稳定的性能。因此,在使用前必须对涂料进行充分搅拌,建议搅拌时间不少于半小时。

(4)生产中的粘度控制 通常经过搅拌后的涂料不需要添加稀释剂就可进行涂布,但是在涂料的存储期间,由于室温的变化,涂料的粘度会稍微升高。这时一般可依照涂料制造厂商的建议,添加一定量的溶剂稀释,添加过程中应充分搅拌,使涂料达到均匀,搅拌后要稍停留一段时间使涂料中的气泡全部逸出后才能涂布。

正确的粘度控制是:先测定此时涂料的液态温度,再根据此涂料的粘度与温度曲线表,找到此液态温度下的涂料粘度。如检测到某涂料粘度偏高于此温度点的粘度值10s,则应选择正确的稀释剂,对涂料进行稀释,稀释剂的使用量刚好使涂料粘度处在其温度点粘度±10s的范围内。

如果涂料生产厂家提供的涂料粘度偏低,那么进行上机试涂时,会发现即使增加涂料的从给量,达到涂布要求的涂膜厚度时,外观质量及其它理化指标仍不能满足产品的工艺要求。这时有两种解决办法:一种是换用其它涂料,另一种是让涂料裸露在空气中一段时间,使涂料中的挥发性溶剂挥发掉一部分,从而提高涂料的粘度。

理论上讲现场使用的涂料粘度的控制可分两个过程:一是涂布作业前需检查及调整好涂料的粘度;二是涂布过程中应每小时检查一次粘度,并追加稀释剂,弥补作业时挥发的溶剂,以调整涂料的粘度。

理论上讲现场使用的涂料粘度的控制可分两个过程:一是涂布作业前需检查及调整好涂料的粘度;二是涂布过程中应每小时检查一次粘度,并追加稀释剂,弥补作业时挥发的溶剂,以调整涂料的粘度。

实际生产中,为了降低操作工的劳动强度,采用如下方式也能收到同样的效果:第一步是在涂布作业前按当时的环境温度下某涂料的最佳施工粘度对涂料粘度进行调整,记录好所加稀释剂的量;第二步是让涂料桶的涂料慢慢地流入涂料机旁的涂料容器装置中,使其流出量刚好与涂膜消耗量相等,估算出第一时间使用完一涂料容器装置的涂料所需时间。在定期时间点向涂料容器装置中加入比涂布前量稍多的稀释剂并搅拌均匀,使其加入量刚好满足涂料的粘度处在最佳粘度处,记下此时稀释剂的添加量,同时检查这一时间点涂布的马口铁涂膜厚度及有关理化指标是否满足产品的工艺要求。如果满足工艺要求,则以后每隔同样长的时间吴加同样多的稀释剂量;如果涂布的马口铁的有关理批指标偏低,且涂膜厚度偏厚,则缩短添加稀释剂的时间间隔。

(5)正确地选择稀释剂 为了调整涂料的粘度,选择稀释剂非常重要。选择错误不仅会造成涂料的分离沉淀,也会使涂膜线条化,流展性欠佳,硬化程度不

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