马口铁印刷中表面性能及油墨附着力

马口铁印刷中表面性能及油墨附着力 2006年09月14日中国包装网金属印刷的对象是非吸收性的材料一低碳镀锡薄钢板，俗称马口铁。

马口铁印刷原理与平版胶印相类似，但在工艺上又有特殊的一面，比如：1．马口铁经印刷后油墨滞留在表面上，须通过某种形式的热能使之干燥固化；2．马口铁表面锡层光泽明亮，以光谱特性分析属黑色相。

因而在彩色印刷前，必须在马口铁表面涂上一层白涂料。

当然有时根据产品图案的特殊艺术效果，也可部分涂上白涂料或直接利用马口铁镀锡面本身的外观；3．马口铁印刷成品后。

需转入下道工序进行机械加工，制作成各种形状的容器或其他包装物。

而在其机械加工过程中，马口铁表面的油墨涂层必须耐机械冲击，抗延伸。

特殊产品如罐头容器等，其油墨涂层还要具备耐高压蒸煮的物理性能。

这就要求油墨涂层与马口铁表面之间必须具有优良的附着力。

4．马口铁表面油墨涂层附着力的好坏，一直是专业人员在实践中长期探讨、认真研究的问题。

它关系到马口铁本身的表面性能，印刷过程中使用的油墨、涂料的种类、烘烤温度以及油墨涂层的厚薄等许多方面的因素。

现就如何增强油墨涂层与马口铁之间的附着力的问题，谈谈个人肤浅的看法。

一、马口铁表面性能与油墨涂层附着力的关系马口铁是一种以钢板为基料，两面镀上纯锡，使之光泽明亮的低碳薄钢板。

镀锡薄钢板又以镀锡工艺的不同，分为热浸镀锡板和电镀镀锡板两种。

马口铁的结构是由钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜构成的。

从马口铁结构上看，其表面涂有一层极薄的油膜，目的是防止马口铁在储存、运输过程中生锈，以便于在印刷时易于将成垛的马口铁一张张掀开。

油膜成分大多是二辛癸二酸酯或乙酰基三丁基柠檬酸酯。

目前世界各国生产的马口铁对油膜厚薄无一定标准，一般涂油量控制在2~4mg/m2，但也有的在6mg/m2以上。

如果涂油量过多就会影响马口铁冲刷质量，使涂料、油墨层不能完全地润湿马口铁表面，在烘烤固化后的油墨层上生成圆形或椭圆形的孔隙缺陷，俗称“眼孔”。

“眼孔”会导致油墨层与马口铁之间的附着力下降。

因此，马口铁表面涂油量在6mg/m2以上的，印刷前就要预烘一次马口铁，使其上过多的油膜挥发掉。

预烘温度一般在200℃、15min之间，车速4200r/h。

另外，由于生产环境的不良，如马口铁在印刷前因受潮使其表面布满细小的水珠，季节性气候太冷等等，都会促使马口铁表面对涂料、油墨涂层的不相溶性，影响其附着力。

类似这种现象，在印刷前预烘一次基本上会排除。

检测马口铁表面油膜是否合格，最易掌握的方法是涂料的液体张力、流延试验。

如取少量的涂料将它缓慢地倒在平置的马口铁表面，注意观察涂料。

此时涂料液体很快地向周围扩散，且液体中心点向周围润湿的半径大致相等，再将马口铁一头提起，使其与平面成45度角，此时液体均匀地流向另一头，则马口铁油膜量符合印刷要求。

如果涂料在马口铁表面凝聚不散或不规则地向周围扩散，则油膜量不符合印刷前要求，马口铁应预烘后印刷。

马口铁表面结构的第二层是氧化膜。

马口铁镀锡工序完成后，在锡表面上有一层很薄的氧化膜，其成分多为二价锡或四价锡的氧化物及其水合物，结构很不稳定。

有人认为氧化膜越薄，附着力越好，反之则差，这种说法不无道理。

马口铁镀锡后要进行钝化处理，钝化处理的目的是使马口铁表面稳定化，阻止表面氧化膜的增长。

过多的氧化膜会使马口铁在长期储存中变色，特别是经印刷烘烤后变色更厉害。

又由于其结构不稳定性，导致氧化膜上面的油墨层脱落，使油墨附着性能散失，出现产品质量问题。

电镀马口铁表面通常都经过化学或电化学钝化处理。

而热浸马口铁在生产过程中不进行钝化处理。

因此，生产厂家在制作各种精美包装金属容器时，要根据产品造型、机械加工特点，正确选择马口铁材料。

二、印刷涂料。

油墨与刚着力的关系马口铁印刷又称印铁，属平版胶印类，基本原理是利用油水不相溶的物理现象来进行印刷的。

因此，印铁油墨除应具备胶印油墨的印刷适性外，还必须具备几种性能，如耐热性，耐溶剂性，耐加工成型性，耐蒸煮性等。

所队印刷马口铁产品，应有所选择地使用涂料和油墨。

1．底漆涂料底漆涂料是马口铁表面印刷工艺中必不可少的第一道涂层。

它的主要作用是既能牢固地附着在马口铁表面，同时又能容易地与其上的各色油墨附着、粘合，使马口铁印刷产品在进行弯曲、冲击、拉伸、卷边等加工成型时，油墨涂层不致因为机械加工而受损。

因此，选用底漆涂料时要求漆科对金屑表面有很好的湿润性能，成膜后有很理想的抗机械强度。

一般认为，醇酸、环氧等树脂都具备这些性能。

这是由于树脂结构中含有脂肪族羟基、醚基及极为活泼的环氧基。

羟基和醚基的极性，使得树脂分子和相邻表面之间产生电磁吸力，且环氧基与含有活泼氢的金属表面起反应生成化学键，因而附着力特别强。

另外，树脂固化时没有副产物生成，不会产生气泡，因而收缩率小，在没有加固化剂时是热聚性树脂，不因受热而变质，且耐水性强。

2．印刷油墨要合理地选用油墨品种。

马口铁表面光滑似镑，尽管在彩色套印前对其表面涂布上一层底漆涂料，但如果对连接料中合成树脂与马口铁表面的粘附性问题考虑不足，制作出的油墨附着力就不能满足马口铁印刷适性。

一般宜用油改性醇酸树脂连接料为主的油墨。

醇酸树脂是用植物油或脂肪酸等进行改性后的聚酯树脂，按性能可分为干性和不干性两大类；按含植物油或脂肪酸量的多少，又可划分为短、中、长三种油度。

干性醉酸树脂在油墨中主要有豆油、脱水蓖麻油等成分，这种树脂可自干，也可加入氨基树胎合用。

所制作出的印铁油墨，经高温固化，具有附着牢固，光泽高，疏水性较强，保色保光等特点，能满足马口铁印刷适性及产品加工的要求。

马口铁印刷由于其工艺的特殊性，印刷某种产品，往往要多次套色、烘干，且又是非吸收渗透性的光滑表面，所以在施工过程中应控制好各色的墨层厚度。

墨层偏厚，墨层间内聚力就大．无形中抵消了底漆涂料与马口铁表面之间的附着力，导致整个涂膜层的附着力下降。

特别是涂布或印刷白墨时，由于白墨中二氧钛（钛白粉）颜料占比例大、墨层厚度应控制在(14±2)g/m2为宜，既保持白墨色度，又维护墨层的附着力。

3．涂布光油马口铁多色套印结束后。

还要在油墨表面涂布一层光油。

涂布光油不仅给马口铁产品外观图文增加光泽度，使之鲜艳夺目，而且光泊中的部分羟基和醚键在油墨表面张力作用下渗透到墨层，增强了墨层表面的柔韧性、耐冲击强度、耐磨性，达到理想的附着力。

此外，光油经高温固化后形成的涂膜，将油墨涂层与外界隔离，使马口铁产品表面能耐物理性和化学性的物质侵蚀。

常用的光油，多为环氧树脂型、醇酸树脂型、丙烯酸脂型。

环氧树脂型光油因含有极性高而不易水解的脂肪羟基和醚键，使其涂膜不仅与被涂物面的附着力好，且耐化学品性高。

又因其结构为刚性的苯核和柔性的烃链交替排列，促使涂膜的物理机械性能增强。

当然，由于极性基团的存在，使涂膜会有—定的亲水性，这就要求生产光油材料的厂家调整配方，通过交键结构的隔离作用，也能得到良好的耐水性能。

醉酸树脂型光油，含有蓖麻油、椰子油及合成脂肪酸的中、短链产物等，属中、短油度醇酸树脂。

饱和速度高，耐氧化性好，与硝酸纤维素、氨基树脂、五氧树脂等共聚合，制成烘烤干燥的涂膜，具有附着牢固，强韧、耐热、耐溶剂性和耐候性等特点．被大量用于马口铁光油中。

丙烯酸型光油，一般采用羟基丙烯酸酷如丙烯酸经乙酯和丙烯酸共聚，在树脂中引进羟基和羧基，以氨基树胎作为交联剂。

该光油经高温烘烤不泛黄，有很好的耐热、耐酸碱及抗水等性能，常用于在食品罐头用的马口铁上涂布。

各种类型的涂市光油都各有其优劣性，在实际生产中，应根据承印产品的特点、用途，正确使用光油类型。

但不论选用哪种类型的光油、使用前应了解光油的固体含量，油质的纯净度及涂布的粘度，烘烤温度等技术数据，以保证涂膜的硬度(耐磨)、光泽度和附着力。

三、烘烤温度对马口铁附着力的影响马口铁印刷，其表层油墨是利用热固化形式干燥，这是金属印刷区别于平版胶印的主到寺征之一。

由于每一工序所使用的涂料、油墨所含的树脂、颜料成分不同，因此烘烤温度也不尽相同。

严格控制每道工序的烘烤温度，是马口铁产品质量的关键所在，它将直接影响整个油墨膜层的附着力。

如果烘烤温度伯低，树脂中的化学分子键未充分交联固化成膜，非但无附着力可言，还会造成马口铁背面粘脏，出现反印，下道工序因油墨粘连，使马口铁分张困难，影响套色(马口铁背面系容器内壁，出现粘脏会污染容器中的内容物)。

但烘烤温度过高，化学分于键断裂，墨膜层脆化干裂，经受不住机械加工及高温杀菌而脱落。

因此，要严格控制每道工序的烘烤温度，定期检测烘房内的温度，力求达到烘房内的实测温度值与烘房温度显示仪的温度值误差在13℃之间。

同时在印刷过程中，循环风量应达到21600m3/h。

烘房的电热管、自动温控器、温度显示仪等工作必须正常。

机台运转速度也应控制在一定范围内，以保证油墨涂层有合适的烘烤时间。

马口铁印刷，其附着力的好坏，牵涉到诸多方面的因索，有客观存在的，也有主观造成的。

本文仅是个人的看法，其中定有不足之处，还望与行业同仁共同研究探讨。

马口铁印刷，其附着力的好坏，牵涉到诸多方面的因索，有客观存在的，也有主观造成的。

本文仅是个人的看法，其中定有不足之处，还望与行业同仁共同研究探讨。