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油墨在 承印物表面的润湿

人气:1171 发表时间:2015-08-07 字体大小: 【

1. 表面张 力与表面自由能

 

    在不同 的承印物表面印刷时,必须考 虑与之相适应的油墨。吸收性 比较好的多孔表面如纸张作为承印物时,应该采 用渗透干燥型油墨;而在非 吸收性的如塑料表面进行印刷,则应该 采用挥发干燥型油墨。

 

    此外,还应该 考虑油墨能否润湿承印物,并且油 墨与承印物之间有无一定的相互作用力。只有油 墨能够润湿承印物,并且与 承印物之间存在相互吸引力,墨膜才 能够牢牢地吸附在承印物表面。

 

所谓油 墨能够润湿承印物,是指承 印物表面自由能高于油墨的表面张力,这是油 墨能够附着在承印物上的先决条件。而油墨 的表面张力主要决定于油墨中溶剂的表面张力。表 1 和表 2 给出一 些常用的油墨溶剂和承印物材料的表面张力和表面自由能的数值。

 

 1 常用油 墨溶剂的表面张力

 

序号

液体名称

表面张力/dyn/cm

1

乙醇

16.9

2

乙醇

22.8

3

硝化纤维素胶

26

4

甲苯

28.4

5

液体石蜡

30.7

6

油酸

32.5

7

棉子油

35.4

8

聚醋酸乙烯乳液

38

9

蓖麻油

39

10

乙二醇

48.2

11

甘油

64.5

12

72.8

13

酸固化酚醛胶

78

 注:1dyn = 105N

 

 2 部分承 印物材料的表面自由能值

 

序号

商品英文缩写

商品中文名称

表面自由能/erg/cm

1

PTTE

聚四氟乙烯

18.4

2

PP

聚丙烯

31.4

3

PE

聚乙烯

33.1

4

PMMA

聚甲基丙烯酸甲酯

39

5

PVC

聚氯乙烯

41.1

6

PS

聚苯乙烯

42

7

玻璃纸

45

8

PET

聚酯

46

9

印刷用纸

72

10

石蜡

1522

         

注 : 1erg = 10-7J

 

液体表 面张力通常在液体/蒸气的环境中测定,单位用dyn/cm表示(ldyn/cm = 10-3N/m)。

 

对固休 表面也可像液体一样做类似的分析,但固体 是具有一定形状的物质,其表面不能收缩。因此它 没有表面张力而只有表面自由能,简称表面能,俗称表面能。单位用erg/cm表示1erg/cm = 10-3N/m

 

2.液体在 固体表面的润湿与非润湿状态

 

1)润湿与非润湿状态   液体与 固体表面接触时,界面区 的两种分子既受到界面同侧同种分子的吸引作用,又受到 另一侧异种分子的吸引作用。此两种 吸引力的合力称为界面张力。如果固 体是低表面能的,其吸引 力低于液体相分子的吸引力,界面区的液体分子,有向液 体内部收缩的张力,这就是非润湿状态;如果是高表面能固体,其吸引 力高于液体相分子的吸引力,则界面 区的液体分子有一种被吸附于固体的压力,这就是润湿状态。

 

例如,汞的表面张力是0.476N/m 476dyn/cm),聚苯乙 烯塑料板表面能是0.042N/m42erg/cm2),比汞的 表面张力小很多,如果将 汞滴到聚苯乙烯板上,汞滴将趋于球状,为非湿润状态。

 

如将表面张力只有0.225N/m22.5dyn/cm)的乙醇 滴到聚苯乙烯板上,就能铺展开,为湿润状态。

 

一般来说,无机物固体(金属、氧化物),表面自由能高,容易被一般液体润湿;有机物固体(石蜡、聚合物)表面自由能低,不容易被液休润湿。

 

当油墨 的表面张力小于承印物的表面能时,油墨能够润湿承印物,为印刷 创造了必要条件;反之,在低表 面能的表面印刷(如塑料类),油墨不 容易润湿承印物,这时需 要对承印物表面进行一些处理或改性后才能够正常印刷。

 

2)接触角   如果固 体具有高的表面自由能,其吸引 力高于液体相分子的吸引力,则界面 区液体分子有一种被吸附于固体的压力,液体在 固体表面具有取代气体的能力,这时液 体在固体表面处于润湿状态;此时接触角口α小于90°。接触角越小,说明润湿效果越好。

 

如果固 体具有低表面自由能,其吸引 力低于液体相分子的吸引力,则界面区的液体分子,有一种 向液体内部收缩的张力,表示液 体对固体不润湿,那么接触角α就大于90°,接触角越大,表示润湿效果越不好。

 

一般说来,固体分子间作用力强、硬度大、熔点高、结晶好,是无机物(金属、氧化物)时,固体表面自由能高,容易被一般液体润湿;相反,固体分子间作用力弱、软、熔点低、很少结晶,是有机物(石蜡、聚合物)时表面自由能就低,不容易 被一般液体润湿。

 

但油墨 是否能牢固地附着在承印物上,还决定 于油墨与承印物之间的吸引力。

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