?金屬油墨的生產(chǎn)工藝流程以 “金屬顏料均勻分散” 和 “體系穩(wěn)定性調(diào)控” 為核心,需兼顧金屬顏料的片狀結(jié)構(gòu)保護(避免破碎影響光澤)和連接料的兼容性(確保附著與印刷適配)。以下是詳細流程及關(guān)鍵控制點:
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一、生產(chǎn)前準備:原料篩選與預(yù)處理
金屬油墨的原料質(zhì)量直接決定最終效果,需提前檢測和預(yù)處理,避免后續(xù)工序出現(xiàn)顆粒、沉淀等問題。
核心原料篩選
金屬顏料:根據(jù)油墨類型選擇(如銀墨選鋁粉,金墨選銅鋅合金粉),重點檢測粒徑分布(片狀顆粒大小均勻,如鏡面銀墨需 80% 顆粒粒徑在 10-20μm)、形狀完整性(光學(xué)顯微鏡下觀察,片狀無破碎)和表面狀態(tài)(是否有氧化層,銅粉需檢測抗氧化涂層厚度)。
連接料樹脂:根據(jù)印刷工藝選擇(如膠印用聚酰胺樹脂,絲印用丙烯酸樹脂),要求透明度高(400-800nm 波長透光率≥90%)、與金屬顏料相容性好(混合后無絮凝)。
溶劑 / 稀釋劑:溶劑型選乙酸乙酯、異丙醇等(揮發(fā)速度匹配印刷工藝);水性選去離子水 + 少量助溶劑(如乙二醇),需控制電導(dǎo)率(≤50μS/cm,避免金屬顏料腐蝕)。
輔助劑:分散劑(選片狀顏料專用型,如聚酰胺蠟)、防沉劑(氣相二氧化硅)、抗氧化劑(銅粉用苯并三唑類)。
金屬顏料預(yù)處理(關(guān)鍵步驟)
防氧化處理:銅粉、銅鋅合金粉需在惰性氣體(氮氣)環(huán)境下過篩,去除氧化結(jié)塊顆粒;必要時添加微量抗氧化劑(占顏料質(zhì)量的 0.5%-1%),提前混合活化。
分散預(yù)混:鋁粉、銅粉易團聚,需先與少量溶劑 + 分散劑混合(比例 1:1:0.05),用低速攪拌(300-500rpm)預(yù)分散,避免高速剪切破壞片狀結(jié)構(gòu)。
二、主體混合:連接料制備與顏料分散
這一步是油墨 “成型” 的核心,需通過逐步混合和溫和分散,讓金屬顏料均勻懸浮在連接料中,同時保持片狀結(jié)構(gòu)完整。
連接料制備
將樹脂、溶劑按比例(如樹脂:溶劑 = 1:1.5,根據(jù)黏度需求調(diào)整)加入攪拌罐,在 60-80℃(樹脂溶解溫度)下低速攪拌(800-1000rpm),直至樹脂完全溶解(無顆粒,用 200 目濾網(wǎng)過濾)。
降溫至室溫后,加入防沉劑、消泡劑(如有機硅類,占總量 0.1%-0.3%),繼續(xù)攪拌 30 分鐘,形成均勻的基料體系。
金屬顏料分散(核心工序)
分步投料:將預(yù)處理后的金屬顏料按比例(顏料占油墨總質(zhì)量的 10%-20%,鏡面油墨需提高至 25%)緩慢加入連接料中,邊加邊用槳式攪拌(500-800rpm),避免局部團聚(若出現(xiàn)結(jié)塊,需暫停投料,手工打散)。
低剪切分散:使用籃式砂磨機或三輥機(避免高剪切設(shè)備如球磨機,防止片狀顏料破碎),控制分散速度(砂磨機轉(zhuǎn)速 1500-2000rpm)和時間(20-40 分鐘),通過研磨介質(zhì)(氧化鋯珠,直徑 1-2mm)的溫和擠壓,使顏料顆粒均勻分散(檢測:用刮板細度計測粒徑,≤15μm 為合格)。
關(guān)鍵控制:分散過程中監(jiān)測溫度(≤40℃,高溫會導(dǎo)致溶劑揮發(fā)過快或樹脂變性);每 10 分鐘取樣觀察,確保無 “魚眼”(未分散的顏料團)。
三、調(diào)合與穩(wěn)定化:調(diào)整性能至目標參數(shù)
分散后的油墨需調(diào)整黏度、光澤、干燥速度等指標,并通過穩(wěn)定化處理防止儲存過程中顏料沉淀或氧化。
性能調(diào)整
黏度調(diào)節(jié):根據(jù)印刷工藝要求(如膠印黏度 20-30s,絲印黏度 80-100s,涂 4 杯測試),加入溶劑(降低黏度)或增稠劑(如聚乙烯蠟,提高黏度),攪拌均勻(500rpm,10 分鐘)。
光澤微調(diào):若光澤不足,可添加少量超細片狀金屬顏料(5%-10%);若光澤過強(需啞光效果),可加入 0.5%-1% 的消光粉(氣相二氧化硅),低速攪拌(避免破壞金屬片)。
干燥速度調(diào)節(jié):溶劑型可添加快干劑(如醋酸丁酯)或慢干劑(如環(huán)己酮);水性可添加成膜助劑(如丙二醇甲醚),比例控制在 1%-3%。
穩(wěn)定化處理
抗氧化強化:金墨需額外加入 0.5%-2% 的抗氧化劑(如硫代硫酸鈉),攪拌均勻后檢測氧化誘導(dǎo)時間(≥24 小時,加速試驗:60℃放置 24 小時無變色)。
防沉處理:加入防沉劑(如改性膨潤土,占總量 1%-2%),高速攪拌(1500rpm,15 分鐘)使其充分活化,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),防止金屬顏料沉降(檢測:樣品靜置 72 小時,無明顯分層為合格)。
四、過濾與檢測:去除雜質(zhì)并確認質(zhì)量
最終油墨需過濾去除分散過程中產(chǎn)生的細小雜質(zhì),并通過全項檢測確保符合標準。
過濾凈化
用多層濾網(wǎng)過濾(先 200 目去除大顆粒,再 300 目精細過濾),過濾壓力≤0.2MPa(避免高壓破壞金屬片結(jié)構(gòu));若有必要,可采用離心過濾(轉(zhuǎn)速 3000rpm,5 分鐘)去除微量雜質(zhì)。
過濾后觀察油墨狀態(tài):無明顯顆粒、無氣泡,顏色均勻(銀墨呈均勻銀白色,金墨呈均勻金黃色)。
全項質(zhì)量檢測
基礎(chǔ)指標:細度(≤15μm)、黏度(符合工藝要求)、固含量(溶劑型 30%-40%,水性 40%-50%)。
性能指標:
光澤度(60° 角檢測,銀墨≥80GU,金墨≥70GU);
附著牢度(劃格法測試,在 PET 薄膜上附著力≥4B);
耐候性(紫外老化試驗:照射 24 小時,光澤保持率≥80%);
穩(wěn)定性(靜置 30 天,無分層、無硬塊,攪拌后恢復(fù)均勻)。
五、包裝與儲存:保持油墨穩(wěn)定性
包裝:采用密封金屬罐或深色塑料桶(避免光照加速氧化),罐內(nèi)預(yù)留 5%-10% 空間(防止溶劑揮發(fā)膨脹),蓋口加密封墊防止泄漏。
儲存:陰涼通風處(溫度 15-30℃,濕度≤60%),遠離火源和酸性物質(zhì)(避免腐蝕金屬顏料);儲存期一般為 6 個月(金墨縮短至 3 個月,因銅粉易氧化),使用前需攪拌均勻(低速 5 分鐘,避免劇烈攪拌)。