非接触式喷墨打印油墨的研制喷码机

非接触式喷墨打印油墨的研制

非接触式自动喷印技术是采用喷码机以电子控制的方式将所需标记(如生产日期、保质期、批号等)喷印在不规则的产品包装表面,可与生产线同步操作。该技术广泛应用于食品、饮料、医药、化工等行业。

由于其技术的特殊性,要求油墨必须有一定的电导率以满足电子控制的需要;要有较好的粘合性以保证在产品包装表面有强的附塑机行业平均每一年将增长12%以上着力;着色剂要鲜艳,耐候性好;喷印流畅,喷印标记快速干燥。具有如此水平的墨水现国内基本无生产,主要依赖进口。

1 油墨的研制

1.1 溶剂

在喷墨打印油墨中,溶剂作为载体对油墨性能的好坏起着决定性作用。要求溶剂既要能迅速地溶解着色剂、粘合剂等可穿着装备发展的势头不逊于智能手机组分,还要有恰到好处的挥发度,在喷墨打印过程中能有效地控制干燥速度。试验过程中发现,溶剂选用两种或两种以上低碳原子数的酮和醇按一定比例混合使用效果最佳,加入量约为油墨总重量的70%～90%。

1.2 着色剂

着色剂无论为何种类型,必须在溶剂中有足够的溶解能力,且与油墨中其它成分互溶性好,颜色鲜艳,耐候性、耐老化性能好。试验发现有机铬络合颜料除可满足上述要求外,还在所选有机溶剂中具有较好的导电能力,可提供一定的电导率。该油墨中着色剂加入量约占油墨重量的3.0%～8.0%,以达到所需色泽深度为准。

1.3 粘合剂

粘合剂为该喷墨打印油墨的主要成分,它的作用主要是作为颜料的载体,增强喷印标记在物体表面的附着力。要求粘合剂能够在溶剂中完全溶解,而且与其它成分互溶性好。经这还仰赖于其本钱方面的突破比较纤维素类粘合剂对物体表面的粘附性好,为首选粘合剂,加入量为油墨总重量的5.0%～10.0%。

1.4 电导调节剂

为满足电子控制的需要,油墨要求具有一定的电导率,因此需要加入电导调节剂。该油墨中除着色剂提供一定的电导率值外,还选用可电离解的有机盐或无机盐作电导调节剂,例如醋酸四甲基铵在所选溶剂中有较好的溶解性,可提供足够的电导率值,加入量为油墨总重量的0.5%～2.0%。

1.5 其它助剂

在该油墨中还需加入其它一些助剂来改善油墨性能,例如:加入1.0%～5.0%的抗挥发剂以提高油墨的稳定性、增强喷印标记的光泽、防止喷墨嘴干燥;试验选用Ｎ-甲基吡咯烷酮、乙二醇醚类和邻苯二甲酸酯类作抗挥发剂。另加入硅烷类偶联剂以提高粘合剂在基质表面的粘附性,加入表面活性剂以降低表面张力提高整个油墨的性能。

2 油墨的配制及应用

2.1 配制

在密闭设备中,将选用的着色剂和溶剂混合,搅拌至着色剂全部溶解;再分别加入粘合剂、电导调节剂、抗挥发剂、偶联剂和表面活性剂,充分搅拌直至所加组分混合均匀。用该法配制的油墨,其物化指标与已知样品比较情况

2.2 应用

以上述方法配制的油墨,在易拉罐、矿泉水瓶及啤酒瓶表面进行应用试验,试验发现所配制油墨对以上材质的附着力较好,干燥速度符合要求,打印标记清晰。与进口样品在以上三种材质表面进行抗摩擦力的比较试验,试验方法按照文献[2]记载:将油墨喷印在以上三种材质表面,充分干燥后,用拇指急速摩擦喷印标记,观察标记被摩擦掉的次数,如果标记能维持10次摩擦,记作10(+),则标记被认为是永久性的。

3 发展前景

目前我国许多厂家都使用喷码机在产品包装表面打印生产日期、保质期、批号等等,其使用已十分广泛,但所需油墨依赖进口,国内基本无生产。据了解,国内目前该油墨价格为1公斤500元左右,而成本只有60元左右,利润较高。因此研制出对各种基质表面附使上下钳口不同心着力好,性能稳定的油墨,以国产油墨替代进口油墨,必定具有广阔的应用前景。

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