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2018年中国马囗铁盒金属包裝行业印刷油墨应用及生产工艺分析(图)


        一、金属包装马口铁盒的印刷及油墨的运用

        马口铁的印刷俗称印铁,生产的此类产品就叫印铁油墨,属于平版胶印方式,采用的是油水相斥的工作原理,此类产品要求也比较高。马口铁是以薄钢板作为基料的,两面涂上纯锡使之光泽明亮;根据其工艺的不同,可分为热浸板和电镀板两种;主要由钢基板、锡铁合金层、氧化膜、油膜及锡层组成。首先,马口铁的表面通常都涂有一层极薄的油膜,其成分大多为二辛葵二酸酯或乙酰基三丁基柠檬酸酯。目的主要是为了防止马口铁生锈,也便于在印刷时易于将成垛的马口铁一张张分开。通常油膜的厚薄无固定标准,应控制在35mg左右。不宜太厚以免影响涂层对基材表面的润湿性,防止烘烤干燥后印品产生缩孔等印刷故障,由于环境等季节性气候的变化,马口铁也易于受潮,直接影响其涂层的不相溶性,导致层间附着力变差。

图表:马口铁盒
 

图表来源:公开资料整理

        许多制罐厂都将油膜量超出57mg以上的马口铁进行预处理一次,使其油膜完全挥发完后再使用,预处理温度一般在200℃/15min以内,车速控制在4000r以内为宜。金属包装马口铁盒的印刷必须要具备以下几种性能:耐热性、耐溶剂性、耐机械加工性以及耐蒸煮性等,因此,要求印刷厂应根据印品的不同要求有选择性的使用印铁产品。打底涂料是马口铁印刷中的第一道工序,它有助于面涂料及油墨的层间附着力,使其在进行各种机械加工成型过程中,涂层不宜受损,因此,选用打底涂料首先要考虑其对金属表面的润湿性能,成膜后有很好的机械加工性能。

        印刷油墨通常以醇酸、丙烯酸、聚酯树脂为主,环氧树脂为辅的配方结构模式来搭配,因这些树脂的结构中含有脂肪族羟基、醚基以及极为活泼的环氧基,使树脂分子与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,因而附着力及耐水性能特别强,既无副产物的生成,也不产生气泡,收缩率也小,不会因受热而发生变质。在正常的印刷过程中,除要选择优良的打底涂料外,科学合理的生产工艺、漆膜的厚薄、均匀的涂布以及烘烤的温度等等都是关键,尤其是漆膜的厚度,涂薄了不起作用,涂厚了易引起涂膜的收缩引力,影响其附着性;烘烤的温度在理论上也应该要比实际温度低一点,但幅度不宜太大,一般控制在10、15℃左右,人为的留些未反应完全的极性基团,以便在套印色彩时,油墨中的有机溶剂可将底漆溶胀,使涂层间的两界面高分子链更加密着,增强涂层间的附着性。

        由于马口铁的镀锡层比较光滑,尽管已打了一层底油,但在制作油墨过程中,如果忽略了合成树脂对其表面的黏附性,生产出来的油墨就不能满足其印刷的适应性了。

        通常金属印刷油墨选用油改性的醇酸树脂比较适宜,这类树脂采用植物油或脂肪酸等进行改性聚合而成,按其性能可分为干性和不干性两大类;按其所含植物油或脂肪酸量的多少,又可分为短、中、长油度;干性树脂主要有豆油、脱水蓖麻油等成分,可自干,也可与氨基树脂拼用,制成的油墨经烘烤固化后,具有附着牢固、光泽高、疏水性强、保光保色性好等特点,基本能满足马口铁印刷适性及产品机械加工的要求。

        马口铁的印刷由于其工艺的特殊性,产品的印刷往往要经过多次套印色彩、烘干,且又是非吸收渗透性的光滑表面,因此在印刷过程中应控制好各色墨层间的厚度,墨层如果太厚,其层间内聚力就大,无形中就影响了整个涂层对基材表面之间的粘附力,直接导致整个涂层的附着性下降,特别是印刷白墨时,由于白墨中的钛白粉所占比例比较大,其墨层厚度应控制在14±2亓,只有这样才能既保证了白墨的色度,也维护了墨层的附着性。

        经过了多种色彩的套印后需要在油墨的表面涂上一层保护膜,它就是罩光油。涂上罩光油以后既增加了整个印刷品的美观度,又达到了理想的粘附力。关键是其光泽度、柔韧性、耐磨性、耐冲击强度等都很大程度的得到了提高。常用的罩光油多由以下树脂组成:环氧树脂因其所含的极性比较高且有不易被水解的脂肪经基和醚键,使其不仅附着性好、耐化学品性高汉因其结构为刚性的苯核和柔性的烃链交替排列,促使其物理机械加工性能增强。

        不过由于极性基团的存在,涂膜存在一定的亲水性,一般可通过交键结构的隔离作用来解决其耐水性;醇酸树脂由于其含有蓖麻油、椰子油及合成脂肪酸的中、短链产物,具有饱和度高、耐氧化性好等特点;与氨基树脂、环氧树脂等共聚合,制成的涂层具有附着牢固、坚韧、耐热、耐候、耐溶剂等特点,在印铁行业用途比较广泛。丙烯酸树脂一般采用羟基丙烯酸酯,如丙烯酸羟乙酯和丙烯酸共聚,在树脂中引进羟基和羧基,以氨基树脂作为交联剂,此类罩光油常用于食品罐的印刷,具有耐酸、耐碱、抗水性好,耐高温不变黄等特点,且符合卫生标准。其实不管是哪一类型的罩光油都有其不同的优劣性,应根据印刷品的不同要求来选择适宜的罩光油,但不论如何选择都必须要先了解清楚其产品的各种技术参数,以便印刷能够正常进行。

        一般情况下,印铁产品的涂层是采用热固化的形式来干燥的,这也是胶印油墨与其不同的主要差别之一,由于每个产品所用的原材料都不尽相同,烘烤的温度也是随之变化。在整个的印刷过程中,烘烤温度是影响产品质量的关键:如果温度过低,树脂中的化学分子键未充分交联固化成膜,不但无附着性而言,还会造成背面的蹭脏,出现反印;并且在下一道的印刷工序中,由于油墨的粘连而出现分张困难;尤其关键的是印张的背面为容器的内壁,如果是食品罐将直接污染其所盛装的内容物。如果温度过高,分子键产生断裂,涂层就易脆化,涂层也就经不起机械加工以及高温蒸煮而产生爆漆。因此,烘烤温度的误差值应控制在±3℃之间,循环的风量也应控制在21600m3/h,除此之外,还应定期检查机台的运速情况,以保证每道涂层都有一个适宜的烘烤时间。总而言之,其附着性的好坏,牵涉到诸多方面的因素,有客观存在的,也有主观造成的,其答案也是仁者见仁,智者见智。

        二、金属包装马口铁盒印刷的生产工艺

        马口铁铁盒很多人称为铁罐,都是采用马口铁作为原材料,是马口铁经过焊接或者冲压和扣骨等不同的工艺制成的包装盒。由于是采用马口铁为原料制成,因此,也叫马口铁盒。

        涂料对金属印刷品起到举足轻重的作用,可以说没有涂料,就很难有金属印刷(特别是对金属平印)存在。金属平印不是最终目的,而是金属包装品的美化手段,目的是制成各类金属容器,如铁罐、化妆品罐各种类型瓶盖、玩具等。要使印在马口铁上的图文鲜艳夺目,离不开涂料的特殊作用。涂料是一种含颜料或不含颜料的,用树脂及油等制成的化工产品,涂覆在包装材料或容器表面上的能够干结成连续、均匀、牢固的薄层保护膜。总之,涂料是以油漆为代表的涂覆材料。涂料按树脂系统分类有:油性、酚醛、环氧、乙烯、聚酯、丙烯酸、氨基等;按用途分类有:内面涂料、外面涂料、白涂料、上光涂料等。一般抗硫涂料是氧化锌油性树脂,抗酸涂料是环氧酚醛树脂,上光涂料、白涂料是丙烯酸树脂或聚酯树脂。

        参考观研天下发布《2018年中国金属包装行业分析报告-市场深度分析与发展前景预测》

        金属印刷是指在确定好金属板或金属成型物的规格后,在其表面印刷上设计好的版面并上光的过程。金属包装马口铁盒的生产可以先印刷后加工成型,也可以先加工成型后实施印刷。因此,金属包装马口铁盒的印刷方式随印刷材料、盒体样式、承印物形状的不同有所差别。金属是非弹性材料,虽然在其表面进行了涂装,依然不能根本改善它与印版的充分接触性能,图像传递效果不好。为了提高油墨的转移性能,不管选择哪种印刷方式,都有一个共同原则,那就是直接与金属表面接触的印版或是间接印版应该具有柔弹性,以弥补刚性金属材料在印刷适性上的不足,从而保证油墨转移。为此,常用的金属印刷方式主要有平版胶印、凹版胶印、凸版胶印和丝网印刷等。平版印刷的胶印辊筒和丝网印刷的厚墨层有利于油墨的转移,而凹版和凸版都是硬质版材,不利于墨色转移,所以在印版滚筒和承印物之间加装一个橡皮滚筒,就可以解决油墨转移的问题。

        马口铁铁盒印刷是利用水、墨相斥的物理性质,借助印刷压力,经橡皮布把印版图文转印到马口铁匕属于平版胶印的原理。由于马口铁具有特殊的物化性及印刷品的再加工性能,其印刷工艺流程与普通胶印有较大不同。在马口铁印刷生产中,油墨的干燥是一个复杂的理化反应过程。要合理控制油墨的干燥速度,掌握油墨干燥中的理化机理,才能有效地进行快速的印刷作业,保证产品质量。油墨干燥太快会降低油墨的正常传递性能,影响生产的正常进行;造成印迹发虚,墨色发淡,印版、墨辊表面出现油墨干结,使传递中的下墨受阻;使印版图文干结层向外扩张;使干燥剂用量过大造成油墨吸附性增加,空白部分起脏等现象。而油墨干燥太慢又可造成套印困难、粘连、附着力等牢固度降低;容易造成传送过程中的划伤等。所以油墨的干燥速度要适宜,太快太慢均是不利的。

        马口铁盒印刷流程主要分为分色、打样、确定图纸、晒版、确定承印材料、涂料等几大主要过程。分色是印刷金属制品的重要环节。目前国内外印铁设备多以单色印刷机和双色印刷机为主,主要是保证马口铁盒印刷颜色效果符合满足客户所提供的原稿效果。为了避免多色印刷中套印不准、擦伤、色明显颜色不鲜艳、次品多等现象影响效果,马口印铁中多用专色替代多色套印,如潘通色。同时,以回网点和粗网线为主,使总面积上网点数减少印刷网点扩大量就越小,达到更好的印刷效果。

        印铁打样主要是对分色菲林的检验和对马口铁盒产品的预先质量分析和把握。在打样过程中做印刷分色作为印刷过程控制中的参考依据,使印刷质量稳定,颜色能够真实再现客户确认的样张;确定图纸是印铁图纸要确定马口铁定位规矩、产品排列方式以及产品涂布涂料时所使用的胶辊3个要素。马口铁盒定位规矩是指咬口、靠身的方向及尺寸,是印刷打版的依据;产品排列方式是晒版的依据,产品性质不同其排列方式也不同,在确定排列方式过程中需要考虑印铁所能接受的最小尺寸及最大尺寸,同时要使其排列方式最经济。

        晒版对于铁罐、盖类印刷,制作平版时大多将相同的画面根据确定的产品图纸成组制作成阴图或阳图,利用连晒相諾行曝光制版。确定承印材料是由于不同产品的用途和成型设备对马口铁的厚度、锡层、硬度及退火方式有不同的工艺要求,因此根据产品的性质对以上要素要加以确定,既要符合印刷要求又要符合制罐、冲盒等要求,并确定最终的印刷面。

        完成金属表面的印刷对于金属包装马口铁盒加工来说只是完成了工作的一半,印刷与马口铁盒成型在体现金属包装价值上同等重要。金属包装马口铁盒的形状很大程度上取决于模具的样式、冲压设备自身的条件等,而目前国内乃至世界对金属罐成型设备的开发和使用也仅仅局限于圆柱体、立方体这两大盒形,主要应用于易拉罐、原料桶、食品盒等。偶尔有一些异形盒出现,往往也会因其应用面小,加工数量少,十与加工成本偏高,限制了大规模生产这种现象大大制约了金属包装马口铁盒的多样性发展,使得不少产品由于金属包装马口铁盒形状的单一而不愿涉足金属包装。

        像糖果、巧克力、咖啡、装饰品、化妆品、珠宝等时尚类产品,其实是很适合金属包装的,以金属印刷的细腻配以金属盒造型的考究,与内容物无疑是一.一种绝妙搭配。但这类商品对金属包装马口铁盒的形状、外观、耐用性都要求很高,目前的金属盒种类难以适应该类产品的包装要求。鉴于此种情况,如果能设计出更多式样的金属包装马口铁盒,并有相应的成型加工设备与之匹配,从而开发出更多种类的金属包装马口铁盒,必将从根本上推动金属印刷的发展,使马口铁盒金属包装具有更大的市场前景。

        与一般的纸类包装和塑料类包装相比,金属包装马口铁盒具有保形性好、结实耐用、装饰性强的特点。对于一般的消费者来说,人们习惯于对外形不易被破坏的马口铁盒包装重复使用,像月饼盒、饰品盒等金属包装马口铁盒,就非常适合于做果盘、杂物盒等重复使用。旧物利用大大节省了资源,与当今所倡导的节约型社会的思路是吻合的。但这种金属包装马口铁盒的重复使用是有前提的,那就是在使用内装产品时外面的金属包装要保持完好,作为金属包装企业,就要在加工金属包装马口铁盒时,考虑到这一问题。对于那些在使用时对包装有破坏的金属包装马口铁盒类产品,要尽可能地使用易回收加工的金属及环保型印刷油墨作为加工材料。一般来说,金属都具有可回收性,但是印刷对金属包装马口铁盒的回收利用带来了一定障碍。印刷所使用的涂料、油墨等,回收后必须通过高温、化学反应等专门的方法才能去除,这给金属再加工带来了困难。同时,在处理过程中,有些金属的耐受性能还不如涂布层,造成金属包装马口铁盒根本无回收价值。所以,要想提高金属包装马口铁盒的重复利用率,要在提高金属包装马口铁盒的重复使用性及回收加工性上做更多的努力。

        总之,由于金属承印材料表面不能渗透,容易产生网点增大现象。与纸张印刷油墨相比,金属印刷平版胶印应使用高粘度的油墨。金属表面属于非吸收性表面,版面上的润湿水过多容易产生油墨的乳化,因此,应通过控制版面上的水膜厚度和着墨量来达到版面上的水、墨平衡。在金属包装马口铁盒的印刷与加工工艺中,一方面要注重改进生产工艺、更新加工设备,另一方面要在金属包装马口铁盒的形状及产品适应性等方面投注更多精力,努力开发出更多类型的产品,以使金属包装马口铁盒印刷具有更加广阔的市场前景。

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