首先先說結論:光澤度是一個“相對表現值”,而非涂層的“絕對屬性值”。它是由涂層本身的性能與形成涂層的全過程條件共同作用的結果。因此比較水性光油光澤度數值,必須在相同底材、相同定量(涂布量)、相同干燥條件下對比才有意義。
一、光澤度的核心概念:光反射特性的量化表達
光澤度是材料表面對光線反射能力的直觀體現,本質上是定向反射光強度與標準參照面反射光強度的比值,是涂層表面微觀平整度的宏觀光學表現。在印刷包裝領域,光澤度直接影響印刷品的視覺質感——高光澤度產品能呈現明亮、飽滿的鏡面效果,提升包裝的高端感;而啞光或半啞光產品則更顯柔和、低調,適用于特定場景需求。當涂層形成光滑、致密、平坦的鏡面時,入射光發生定向反射,呈現高光澤;表面微觀不平整則導致光散射,呈現啞光狀態。
二、光澤度測量的角度選擇:場景適配是關鍵
光澤度儀是用于測量物體表面光澤度的專業檢測儀器,單位是GU,全稱Gloss Unit,這個單位沒有具體物理含義,屬于相對值。因此光澤度的測量結果與入射光角度直接相關,不同角度對應的測量標準和適用場景存在顯著差異。目前行業內常用的測量角度主要有20°、60°、85°三種,需根據膠印產品的光澤度范圍和應用需求合理選擇:
1、60°標準角度:這是水性光油最常用的測量角度,屬于通用角度。當光油光澤度在10-70GU之間時,60°角度能最準確地反映光澤差異,適用于大多數常規膠印包裝(如食品包裝、說明書等),是行業內默認的基礎測量角度。
2、20°高光澤角度:適用于光澤度高于70GU的高光澤水性光油產品(如高檔禮品包裝、化妝品包裝盒等)。由于高光澤表面的鏡面反射能力強,20°小角度能更敏銳地捕捉到反射光強度的細微變化,避免因角度過大導致測量結果趨于飽和,無法區分高光澤區間的差異。
3、85°低光澤角度:適用于光澤度低于10GU的極啞光水性光油產品。低光澤表面以漫反射為主,85°大角度能有效收集分散的反射光,提高測量的靈敏度,準確區分低光澤區間的細微差別,避免因角度過小導致測量結果偏低或失真。
需要注意的是,測量時需遵循 GB/T 9754-2017《色漆和清漆 不含金屬顏料的色漆 20°、60° 和 85° 鏡面光澤的測定》標準,確保測量環境(溫度 23±2℃、濕度 50±5%)、樣品狀態(成膜完全、表面無劃痕)一致,以保證數據的可比性。
三、影響水性光油光澤度的核心因素
水性光油的光澤度并非單一因素決定,而是由配方體系、成膜過程、基材特性等多方面共同作用的結果,具體可分為以下幾類:
(一)配方體系核心因素
(1)樹脂類型與分子量:樹脂是水性光油成膜的核心成分,其類型直接決定光澤度上限。通常,樹脂的成膜連續性越好,分子量分布越窄,光澤潛力越高。即合適的Tg,樹脂粒徑越小,分子量分布越窄,能使樹脂粒子在成膜時充分融合、流平,形成致密光滑的膜。
(2)固含量與粘度:固含量越高,光油成膜后膜層厚度越均勻、致密性越好,光澤度越高;但若固含量過高,粘度增大,施工時易產生氣泡、流掛,反而破壞膜面平整度。通常膠印用水性光油的固含量控制在 30%-45% 為宜,粘度調整至30-100 s(DIN 4# 杯,25℃),以平衡施工性與成膜光澤。
(3)助劑的影響:
流平劑:能降低光油表面張力,改善成膜時的流動性,減少縮孔、桔皮等缺陷,是提升光澤度的關鍵助劑;
消泡劑:避免施工過程中產生氣泡,氣泡破裂后會在膜面形成針孔,嚴重影響光澤;
增滑劑(如硅油、蠟類):適量添加可提升膜面光滑度,但過量會導致光澤度下降(蠟類會形成微小顆粒,引發漫反射)。
交聯劑添加量:交聯劑能促進樹脂分子間形成三維網狀結構,提升膜層致密性和表面平整度,進而提高光澤度。但交聯劑過量會導致成膜時柔韌性下降,膜面易開裂,反而降低光澤。
(二)成膜過程關鍵因素
(1)干燥溫度與時間:水性光油成膜需經歷 “水分揮發 - 樹脂凝聚 - 交聯固化” 三個階段。干燥溫度過低或時間不足,水分無法完全揮發,樹脂無法充分凝聚,膜面會出現發白、發霧,光澤度顯著下降;溫度過高則會導致表面水分快速蒸發,膜面形成 “結皮”,內部水分無法排出,引發針孔、氣泡,同樣破壞光澤。
(2)涂布量:涂布量需與光油固含量、基材吸收性匹配。涂布量過少,膜層過薄,無法完全覆蓋基材表面的細小凹凸,光澤度低;涂布量過多,易出現流掛、積油,膜面形成波紋,光澤度下降。常規膠印的水性光油涂布量控制在 3-6 g/m2(干膜)為宜。
(三)基材與印刷工藝因素
(1)基材表面平整度:光油膜層的光澤度受基材表面狀態影響顯著。若基材(如銅版紙、白卡紙)表面光滑、孔隙率低,光油成膜后能較好地復制基材平整度,光澤度高;若基材表面粗糙、孔隙率高(如新聞紙、牛皮紙),光油會部分滲透到基材孔隙中,膜面形成微小凹陷,導致光澤度下降。
(2)印刷壓力與速度:膠印過程中,印刷壓力過大易導致光油膜層被擠壓變形,表面出現劃痕;印刷速度過快則會導致光油涂布不均勻,成膜后光澤度波動。需根據基材特性和光油粘度,調整印刷壓力和速度,確保膜面平整。
四、不同基材水性光油光澤度差異的原因
膠印印刷中,水性光油通常涂布在已印刷油墨的基材表面,光澤度差異主要源于油墨層的表面特性與光油的相容性,具體可分為三點:
(1)油墨表面張力與平整度:不同類型膠印油墨的表面張力存在差異。若油墨表面張力與水性光油接近,光油涂布后能較好地潤濕油墨表面,形成均勻膜層,光澤度高;若油墨表面張力過低(如部分 UV 油墨),光油易出現 “縮邊” 現象,膜面不連續,光澤度低。此外,油墨成膜后的平整度也會影響光油光澤,如油墨中顏料顆粒的分散性若較差,油墨層表面粗糙,光油無法完全覆蓋,會繼承其粗糙形態,導致光澤度下降。
(2)油墨與光油的相容性:水性光油的樹脂體系需與油墨的樹脂類型匹配。例如,膠印常用的氧化聚合型油墨(如大豆油基油墨)與丙烯酸酯類光油相容性較好,光油能與油墨層部分融合,成膜致密,光澤度高;而部分溶劑型油墨殘留的有機溶劑可能會破壞水性光油的成膜過程,導致膜面出現發白、針孔,光澤度下降。此外,油墨中的助劑(如抗靜電劑、干燥劑)若與光油助劑發生沖突,也會影響成膜質量,造成光澤差異。
(3)油墨層的吸收性:油墨層的孔隙率和吸收性直接影響光油的滲透程度。例如,普通膠印油墨(如快干型油墨)成膜后孔隙率較高,水性光油中的水分和部分樹脂會滲透到油墨層中,導致光油膜層變薄、致密性下降,光澤度較低;而 UV 固化油墨成膜后為完全交聯的致密結構,幾乎不吸收光油,光油能在其表面形成完整、光滑的膜層,光澤度更高。
五、水性光油 “高光澤度” 與 “抗水性” 的矛盾本質
在水性光油應用中,通常光澤度高的水性光油,抗水性往往比較差,其核心原因在于成膜結構的 “致密性” 與 “親疏水性” 的平衡關系,具體可從以下兩方面解析:
高光澤度對成膜結構的要求:如前文所述,高光澤度的核心是光油成膜后表面光滑、膜層致密,這需要樹脂具有良好的流動性和凝聚性,減少膜層內部的孔隙和缺陷。為實現這一目標,配方中通常會選擇低交聯度、高柔韌性的樹脂(如線性丙烯酸酯樹脂),并減少蠟類、消光劑等會破壞膜面平整度的成分。但這類樹脂的分子結構中,親水基團(如羥基、羧基)的含量相對較高,且低交聯度導致膜層內部的分子間隙較大,為水分子的滲透提供了通道。
抗水性對成膜結構的要求:抗水性的本質是阻止水分子滲透過光油膜層,這需要膜層具有強疏水性和高致密性。通常通過添加交聯劑(如異氰酸酯類、環氧類交聯劑)提高樹脂分子的交聯密度,或引入疏水基團(如氟改性、硅改性)降低膜層表面能。但交聯度的提高會導致樹脂流動性下降,成膜時難以形成絕對光滑的表面,部分交聯劑還可能在膜面形成微小顆粒,引發漫反射,導致光澤度下降;而疏水基團的引入若控制不當,會破壞樹脂的相容性,導致成膜不均,同樣影響光澤。
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