电化铝附着不牢固脱落课题研究

电化铝附着不牢固、脱落课题研究四川鸿海印务有限公司一、课题现象描述•酒盒包装印刷烫金部分附着不牢固，容易在外力作用下发生脱落。主要问题有烫印不上和不耐摩擦、附着不牢固。二、检测判断方法•1、参照国标GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》。测试方法：用锋利刀片（刀锋角度为15°～30°）在测试样本表面划10×10个1mm×1mm小网格，每一条划线应深及镀层的底材；用毛刷将测试区域的碎片刷干净；用粘附力350g/cm2～400g/cm2的胶带（3M600号胶纸或等同）牢牢粘住被测试小网格，并用橡皮擦用力擦拭胶带，以加大胶带与被测区域的接触面积及力度；用手抓住胶带一端，在垂直方向（90°）迅速扯下胶纸，同一位置进行2次相同试验。要求附着力达3B以上时为合格。•2、用500克砝码，磨擦压力：20±0.2N磨擦速度：3cpm磨擦面积：155mm(L)×50mm(W)磨擦次数：0～999试样尺寸：230mm(L)×50mm(W)光泽略有变化，无变形、伤痕、脱落为合格。三、电化铝（烫金纸）材料分析•第一层：PTE薄膜层。一般采用12μm—25μm厚的双向拉伸的聚脂薄膜，主要作用是支撑依附在其上面的各涂层，便于加工时的连续烫印。它具有抗拉伸、耐瞬时高温等性能。•第二层：脱离层。一般为有机硅树脂等涂布而成。主要作用是在烫印后使色料、铝、胶层能迅速脱离聚脂膜而被转移粘结在被烫印物体的表面上。脱离层应有很好的脱落性能，否则会使烫印的图文模糊不清、露底发花，影响烫印的产品质量。这个涂层是影响电化铝松紧的关键涂层。•第三层：颜色层主要成分是成膜性、耐热性、透明性、适宜的合成树脂和染料。常用的树脂有聚氨基甲酸酯硝化纤维素、三聚氰胺甲醛树脂、改性松香脂等。生产时将树脂和染料溶于有机溶剂配成色浆，然后进行涂布、烘干。主要作用有两个：一是显示颜色；二是保护烫印在物品表面的镀铝层图文不被氧化。电化铝箔的颜色有金黄、橘黄、灰、红、蓝、绿等多种。颜色层的颜色透过镀铝层后被赋予光泽，颜色有一定变化，如黄色经镀钻后为金色、灰色镀铝后成为银色等。对色层的涂布要求是细腻无任何小颗粒，以免出沙眼、涂布均匀一致。该层容易被溶剂腐蚀，不耐溶剂擦拭。•第四层：镀铝层，将涂有色料的薄膜、置于真空连续镀铝机内的真空室内，在一定的真空度下，通过电阻加热，将铝丝熔化并连续蒸发到薄膜的色层上，便形成了镀铝层。镀铝层的主要作用是反射光线，改变颜色层颜色，使其呈现金属光泽。•第五层：胶水层，一般为易熔的热塑性树脂，根据被烫印的材料不同，可选用不同的树脂，将树脂溶于有机溶剂或配成水溶液，通过涂布机涂布在铝层上，经烘干即成胶水层，其主要作用是将烫印料粘结在被烫物体上。烫印时，出现烫不上等现象的主要原因之一，就是胶水层不配套，烫印的对象不同所选用的电化铝箔型号也应有所不同。该涂布层是烫印是否牢固的关键涂层，不同的材质需要不同的配方。四、电化铝烫印原理解析五、不同条件对烫金附着牢固程度的影响•1、不同材料纸张对烫印的影响：电化铝要烫在纸张上，纸张既要有一定的平滑度又不能太平滑。纸张平滑度太低，凹下去的小点太多太深，电化铝的胶粘层不能很好地与纸张结合，会造成烫印图文粗糙、不光滑、亮度差，严重的还会出现纸张凹点烫印不上。纸张平滑度太高，又会出现电化铝胶粘层与纸张粘接不佳，电化铝在纸张上附着牢度差，大面积烫印还会因电化铝与纸张接触的瞬间，电化铝与纸张之间的空气不能及时排出而产生小汽泡、发花等烫印质量问题，会降低烫金速度，严重影响生产效率。•1.1铜版纸印品的烫印•铜板纸的主要原料是涂布纸和涂料。所用的涂料涂布颗粒极细，又经过超级压光，表面平滑光亮，平滑度一般在300S以上。这类纸张表面平滑，烫印适应性也很好，烫印图文表面平整光滑，光泽和亮度均较白卡纸好，但大面积的平烫和凸烫适应不及白卡纸。•1.2金卡纸的烫印（含银卡、镭射等）•金银卡纸是白卡纸或玻璃卡纸经过覆一层铝箔或者PET铝膜而成。平滑度极高，这类纸张表面非常平滑，烫金适应性很差，特别大面积的平烫，电化铝胶粘层与纸张非常不容易粘接，电化铝与纸张之间的空气不能及时排出，很容易产生小汽泡和发花现象，烫印极其困难，生产中要采用更精细的垫压、大面积平烫采用从中间慢慢向外精细垫压，烫印速度很低。大面积凸烫几乎不能生产。•特点：1.非吸收性表面金卡纸张一般是铝箔材料或一些塑料材料加工而成吸收性及其低；2.涂层。其表面涂层相当于预先印了一层金属色，油墨不易粘附；3.表面处理随时间延长会逐渐失效。•金卡纸的特性决定了，油墨自身在纸张上的附着不是很牢固，如果再烫金在温度、压力等的作用下更容易产生脱落的问题。•1.3灰底白板纸•灰底白板纸是一种再生纸，平滑度较低，最差的纸张平滑度仅为80，好的灰底白板纸平滑度也有达到280左右的。这类纸张因表面相对较粗糙，电化铝胶粘层与纸张很容易粘接，是烫金适应性较好的一种纸张。烫印温度范围较大，根据烫印速度在125C—150C之间设定，烫印速度高。•1.4白卡纸•白卡纸一般采用漂白针叶木化学浆制成，是中档纸质包装材料应用最多一种纸张。这类纸张平滑度在250左右，纸张表面平滑，烫印适应性很好，电化铝胶粘层与纸张很容易粘接，烫印时电化铝与纸张之间的空气能及时排出，烫印过程中不容易产生小汽泡和发花现象，生产效率和质量都很高，是一种较理想的烫印材料。烫印图文表面平整光滑，光泽和亮度均不是很好，适应大小面积的平烫和凸烫。是目前应用最为广泛的一种包装材料。•2.油墨•2.1普通胶印油墨对烫金适应性的影响凹印油墨的基本组成有三个主要内容：即颜料、连接料、填聊等。适应烫金的油墨软化点要求在150℃以上，否则在后工序的电化铝烫印过程中会因油墨软化而造成烫印问题。•2.2金、银油墨对烫金适应性的影响•金银墨分别为铜和铝研磨后加入调金油调制而成，其颗粒为片状，粒径在30微米左右，由于金银墨颗粒较粗，印品有很强的金属效果。金银墨的粒径大，与纸张的结合牢度相对较低，电化铝烫印容易出现反拉发拉。•因此，在产品设计时尽量不要考虑在金银墨上烫印大面积的电化铝，如果实在避免不了可以在烫金下面漏空，以解决因油墨与纸张结合牢度不好而造成电化铝烫印反拉的问题。•2.3油墨干燥程度•油墨印刷到纸张后，油墨表面的状态会随着时间的推移发生变化。当油墨彻底干燥后表面能逐渐降低，不利于烫印。当过于干燥后还会发生晶化等现象影响烫印。•2.4墨层厚度对烫金适应性的影响纸张表面印刷一层较厚的油墨，纸张的平滑度就会被改变，平滑度会变得更高，油墨与纸张的结合一般不及纸张表面牢固，油墨在外力的作用下容易脱落。在烫金过程中会因纸张平滑，胶粘层与油墨的结合不及与纸张的，直接粘接牢固，或因油墨与纸张的结合不好而出现反拉发花，给烫印带来困难。•2.5油墨配方•包装常用颜色较浅的专色：一般浅的专色都会利用光油等进行冲淡，光油一般含有蜡质。蜡在油墨干燥后会析出在印刷品表面，蜡在温度的作用下会融化从而影响烫印材料的附着。浅色如果用白色进行冲淡也会出现问题，由于白墨的颜料颗粒比较粗，连接料之间结合力比较差，而产生烫印的时候油墨自身之间分离，导致问题发生。•3、工艺处理•3.1烫印部分油墨是否挖空制版时也可考虑将大面积烫金处漏空套烫，避免电化铝直接烫印在油墨上所产生的不必要的麻烦。•3.2叠色印刷对烫金适应性的影响•在高质量的包装印刷中，为了追求更高的印刷光泽和亮度，更高的色饱和度，往往采用两至三个实地色叠色印刷，油墨更厚实。纸张更平滑，油墨与纸张的结合牢度会变得更差，油墨在外力的作用下更容易脱落，电化铝烫印会变更困难。印刷时要选择印刷适应性更好的油墨和烫印适应性更好的电化铝。•3.3上光油对烫金适应性的影响•上光油的作用是保护印刷品、增加油墨的耐摩擦性能，提高印刷品亮度。制作中除用一些耐磨性高的树脂，还加入一些降低摩擦力的蜡质。这些蜡质的加入使印刷品表面变得光滑，对电化铝胶粘层的粘合很差，使烫印变得困难。在光油的选择上要选择可烫金的光油，印刷中光油厚度不要过厚，以能很好保护印刷即可。•3.4特殊材质上的烫印•在丝印雪花、皱纹等特殊效果上的烫印；在塑料薄膜上的烫印；在PET片基上的烫印；在布料皮革上的烫印等。•4环境温湿度对烫金适应性的影响环境温湿度对烫金的影响主要表现在影响油墨的干燥和纸张的含水量。生产中如果环境温度太低，油墨中溶剂的挥发速率会变慢，油墨干燥就会受影响，严重时油墨干燥不彻底，导致油墨与纸张的结合牢度不好，而在烫印时电化铝出现反拉。环境湿度太高，空气中的水分含量太高，纸张的含水量会随之升高。当纸张含水率太高时，油墨与纸张的结合牢度会下降。同时油墨中溶剂的挥发速率会变慢，油墨的干燥就会受影响，导致油墨与纸张的牢度不好，而使烫印时出现电化铝反拉。六、烫金附着不牢固的实验设计•直接烫印在纸上：胶版纸、铜版纸、白板纸、金卡纸（铝箔）、金卡纸（PET）、镭射纸（OPP）、布、丝印雪花、皱纹后的纸张纸张胶版纸铜版纸白板纸金银卡纸（铝箔）金银卡纸（PET）特种纸A种电化铝OKOKOKOKOK附着不良测试现象：同种电化铝在不同纸张上基本上烫印附着力较好；•印刷方式以及油墨：胶版纸、铜版纸、白板纸为普通油墨印刷；其他为UV胶印印刷。•附着情况基本上几种纸张类似，从而可以得出油墨的干燥程度与烫金附着力有影响；普通油墨胶版纸铜版纸白板纸UV油墨铝箔纸PET纸8小时附着不上8小时附着不上8小时附着不上2小时烫印不良2小时烫印不良12小时脱落50%12小时脱落50%12小时脱落50%6小时20%脱落6小时20%脱落24小时基本无脱落24小时基本无脱落24小时基本无脱落8小时基本无脱落8小时基本无脱落•烫印材料：不同种类的烫金材料测试同种承印物上镭射金电化铝亚金电化铝红金电化铝银电化铝古铜金电化铝OKOK附着不良OK附着不良烫金电化铝本身质量与烫金附着力有一定影响；七、实验结果分析•在正常的生产操作上，烫金附着力主要取决于承印物表面状态与烫金电化铝本身的相容性上。要产品烫金材料不脱落必须做好批量生产前的试烫工作，需要选择恰当的烫印材料，控制好油墨的干燥状态，控制好烫印工艺参数。