太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨粘度和可变性的控制方案

文 | 李树坤

太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨粘度和可变性的控制方案

文 | 李树坤

制约太阳能电池板备板丝印质量的因素很多，比如材料、技术、环境、设备等，其中溶剂型油墨的可印刷性和好坏是关键因素。而在各种配方的溶剂型油墨中，溶剂型油墨的粘度和可变性对太阳能电池板备板印刷质量的保证至关重要。本文主要介绍在印刷中如何合理地进行调控太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨中粘度和可变性的方法。

溶剂型油墨粘度和可变性

太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨一般包括挥发性溶剂、树脂、色料、助剂。溶剂具有溶解树脂作用，是一种良好的连结料。还可溶解助剂和颜料，调节溶剂型油墨粘度，调节干燥速度，溶解渗透承印物和增强附着力等作用。溶剂型油墨的溶剂并非单一品种或单一组分，因考虑到溶解力和干燥速度的问题，并因不同的溶剂型油墨的用途而不同，溶剂多数为混合物。

所以溶剂型油墨生产厂家都会配有不同类型的溶剂，针对一种溶剂型油墨只有两种类型的溶剂可以配用。配用溶剂不当，会导致溶剂型油墨的颜色不均、凝胶（结块）、剥落，抗热冲击性、耐化学性、附着力下降等现象。其中，树脂是溶剂型油墨性能的重要组成成分。

著名的太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨品牌都有特有专利配方。平时所说的不同品牌溶剂型油墨性能很优良其实就是溶剂型油墨中树脂所起的重要作用，它决定了溶剂型油墨的光泽度、操作性、粘结性、硬度、耐水性、耐溶剂性、耐酸碱性、耐温性等。色料是溶剂型油墨呈色的保证，它主要有无机颜料和有机颜料。有机颜料是指非矿物质类，其色谱齐全，色彩绚丽，但通常遮盖力不好；无机颜料是指矿物质类，颜料除作为色料外，同时对于溶剂型油墨的耐溶剂性、耐光性、耐化学性、耐热性等方面也起着一定的作用。溶剂型油墨中添加助剂的目的是为了增强溶剂型油墨的可印刷性，改善溶剂型油墨的物理性能，提高印刷效果。助剂包括：消泡剂、均匀剂、分散剂、稀释剂、牢固剂、沉淀阻止剂、颜色分离阻止剂、增塑剂、紫外线吸收剂、偶联剂、催化剂、增稠剂等等。衡量太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨品质是否优异，是看其配方是否先进、环保以及科学的综合体现。只有合理科学的配方，才能保证溶剂型油墨参数的可印刷性。在太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨中，可变性和粘度是影响印刷质量的主要参数。

1．可变性

可变性又称抗流挂性、摇变性，是液体的一种物理特性，是指溶剂型油墨的粘度随剪切速度的增大而减小或随剪切速度的减小而增大的性能。它表示溶剂型油墨在静置时呈现胶状，而受到触动（如搅拌）时粘度发生一定变化的性质。

通过搅拌，溶剂型油墨可变性的作用可持续很长时间，足以使其内部结构重新建立。要保证达到高质量的网印效果，溶剂型油墨的可变性是十分重要的，特别是在刮板过程中，溶剂型油墨被搅动，进而使其变成液态。这一作用加快溶剂型油墨通过网孔的速度，促使原来网线分开的溶剂型油墨均匀地连成一体。一旦刮板停止运动，溶剂型油墨回到静止状态，其粘度就又很快地恢复到原来所要求的数值。因此，印刷中要求溶剂型油墨要有一定的可变性，以使印刷后网点清晰。

可变性太大会影响溶剂型油墨的转移，使小网点丢失。可变性和粘度是两个不同的物理概念，可以这样来理解，可变性是溶剂型油墨粘度发生变化的表征。粘度与时间没有关系，它是一个常数。当溶剂型油墨在外力作用（搅拌）下，粘度即发生变化，随着作用力的延续，粘度会继续变小，但不会继续的下降，到了一定的程度而停止。可变性是一个在外力作用下，与时间有关的变量。在外力作用下，作用力持续时间越短，粘度下降越明显的，则称这种溶剂型油墨的可变性大；相反，如果粘度下降不明显，则称可变性小。

2．粘度

所谓粘度就是液体的内摩擦力，表示在外力的作用下，使一层液体在另一层液体上滑动，内层液体所施加的摩擦力。较稀的液体阻力较小，反之，稠的液体内层滑动遇到的机械阻力较大。粘度有动力粘度、相对粘度和运动粘度之分，过去常误将三者统称为粘度，其实溶剂型油墨参数中的粘度只指动力粘度，即流体流动的剪切应力除以流层方向的速度梯度。对粘度影响最重要的是温度，因此，要求印刷环境的温度变化不能太大，否则会影响到溶剂型油墨的粘度和网印质量及效果。若是溶剂型油墨在户外存放或在不同温度下存放时，为了防止使用冷溶剂型油墨引起网印故障，在使用前就必须将其放在环境温度下适应几天或使溶剂型油墨桶内达到合适的温度。因此，要保持溶剂型油墨的质量，必须存放在常温的条件下。

在太阳能电池板备板生产中，是指溶剂型油墨受到外力推动产生的流动性，是流体分子间相互作用产生阻碍分子相对运动的量度，常以单位面积所受的剪切应力来表达。溶剂型油墨的粘度是测定印刷溶剂型油墨流变性的重要方法，也是溶剂型油墨印刷适应性的一个主要指标。溶剂型油墨的许多流变性能与应用性能都与粘度有关。溶剂型油墨的粘度与印刷质量相关联，对网点成形和溶剂型油墨的转移有利，粘度大，但要控制适度，粘度过大或过小都不利于印刷。此外切勿混淆溶剂型油墨粘度与溶剂型油墨粘性这两个不同的概念。溶剂型油墨的粘性是指墨层在剥离转移时的阻碍能力，是阻止流动中液体层分离的量度。粘性与溶剂型油墨墨膜的分离比例有关，粘度是分子内部的阻抗，两者没有必然的联系。虽然大多数粘度大的溶剂型油墨其粘性也大，但也有溶剂型油墨的粘性并不随粘度的增大而增大，甚至还降低。

溶剂型油墨粘度和可变性控制方法

溶剂型油墨的可变性和粘度是太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨性能的重要指标，与网印的实际操作过程相关。粘度的大小，制约着丝网印刷是否顺畅。所以在太阳能电池板备板溶剂型油墨中，粘度是非常值得关注的，指明具体条件下，应使用多大的粘度，应使用哪种类型的粘度测试仪等。在实际印刷过程中，溶剂型油墨粘度偏高，会造成漏印困难，图形边缘锯齿严重，这时就要加入稀释剂调节粘度，使之达到所需的要求，确保较好的印刷效果。但在很多场合下采用多大的粘度，可以获得理想的分辨率（解像力），始终都无法实现。这主要是由于还有可变性这个重要因素制约着印刷精度。决定溶剂型油墨是否具备可变性的必要条件，首先是带有粘性的树脂，其次是填充有一定体积比例的填料及色料粒子。色料、树脂、填料、助剂等经过研磨加工之后，非常均匀的混合在一起，形成一种混合物。在未接受外来热能或紫外线光能作用的状态下，它们以一种不规则的状态存在。

在常态下，它们由于互相吸引而有序的排列，表现出高粘度的状态，但并不发生化学反应。而一旦受到外来机械作用力，切断了互相的吸引链，打乱了原有的排列，成为无序的混乱状态，粘度变低。但为了使它变成具有可变性的溶剂型油墨，采取添加一种助剂方法，使溶剂型油墨的粘度发生变化，称之为触变剂。所以溶剂型油墨的可变性是可控的。这就是我们平时所看到的溶剂型油墨由稠变稀的现象。不难发现，溶剂型油墨中固体的含量决定着溶剂型油墨的可变性能。当然，对于原来粘度就非常低的液体，就谈不上什么可变性了。最初出现的可变性网印溶剂型油墨具有较高的粘度，印刷厂要降低溶剂型油墨的粘度，但并不经常需要这样。可以采用以下办法：添加少量稀释剂到溶剂型油墨里，不断搅拌，直到稀释剂均匀地分散到溶剂型油墨中。但是可变性溶剂型油墨经搅拌后粘度下降。因此需要小心，不能使溶剂型油墨过稀。决不能在网版上将稀释剂添加到溶剂型油墨中。

在实际应用中，也不是越小越好，并非可变性越大越好，需适可而止。溶剂型油墨由于具有可变性能，非常适用于采用网印的工艺。溶剂型油墨网印时，在网上的溶剂型油墨在刮板推动下，发生滚动和挤压，溶剂型油墨的粘度变低，利于透墨。溶剂型油墨网印到太阳能电池板备板丝印基板后，由于粘度未能很快恢复，存在一个适当的流平空间，使溶剂型油墨缓慢流动，而恢复平衡时，图形边缘就会得到满意的平直度。目前，可变性丝网印刷溶剂型油墨的生产已达到一定水准。可变性丝网印刷溶剂型油墨对减少废品率和提高商业陶瓷装饰制品的印刷速度和丝网印刷精度都有很大的作用。可变性是溶剂型油墨中要引起重视的一个因素，例如，在EL片的可变性溶剂型油墨网印中，要预喷涂铟锡氧化物的聚酯膜EL片要完全包装。将可变性溶剂型油墨作为底料，使EL片的所有涂层材料分别与其混合，所有的粉末和颜料颗粒在可变性溶剂型油墨底料中都保持悬浮状态（即使是最难溶的组分，如胶囊状的磷发光材料和预喷涂的ITO也不会产生沉淀）。在市场竞争中，溶剂型油墨制造商通过开发可变性网印溶剂型油墨（又可进行冷印，这种溶剂型油墨既是热塑性的），以保证自己在技术上的领先地位。由于EL片的整体结构内使用相同的可变性溶剂型油墨树脂做底料，各层之间有很好的粘着力并且在各类承印材料上的附着力都很好，使其成为一个层叠层式的整体结构。所开发的可变性网印溶剂型油墨既可用于陶瓷面砖、餐具、玻璃，也可用于搪瓷制品的印刷。归纳起来，可变性溶剂型油墨具有以下优点：

（1）减少废品。任何印刷过程中都有可能由于机械或操作人员的原因而出现停机的情况。使用传统的溶剂型油墨，重新开机往往会造成印品蹭脏或其它缺陷。由于可变性网印溶剂型油墨具有良好的流变性能，因此使用这种溶剂型油墨有助于解决上述问题。当刮板刮过溶剂型油墨，溶剂型油墨的流动性便增大，从而使溶剂型油墨均匀地沉积到印品上。印刷完毕，从而防止了溶剂型油墨在网版上溢流，溶剂型油墨的流动性下降。

应该注意的是，刮墨后可变性丝网印刷溶剂型油墨有足够的流动性来满足连续高速印刷的要求。同时，可变性网印溶剂型油墨也适用于印刷速度较慢的半自动丝网印刷机。

（2）改变印刷精度。颗粒度细的颜料与可变性连结料配成溶剂型油墨，可用于更高目数的网版。尽管颜料的透过量降低了，却可以直接在面砖以及盘碟上进行彩色阶调丝网印刷。用可变性网印溶剂型油墨可印刷出较厚的墨膜。采用任何传统的连结料配成的溶剂型油墨，在通过较粗的网版时，由于溶剂型油墨堆积过厚，从而使图像的清晰度下降。但使用可变性溶剂型油墨，网版就不会被溶剂型油墨填满，从而图像也不会因变糊而失真。

可变性溶剂型油墨既可印刷色块，又可以印刷精细加网印件。这种可变性网印溶剂型油墨直接在承印物上进行丝网印刷可以产生模拟喷墨印刷的效果。当印刷高精度的多套色图像时，采用可变性网印溶剂型油墨直接印刷到器物上后，墨层可保持一定的厚度而不会影响图像的细微层次。印刷太阳能电池板备板时要求溶剂型油墨具有适当的可变性，溶剂型油墨由于具有可变性能，非常适用于网印。但在使用中要注意控制溶剂型油墨可变性的适性，过大或过小都会对印刷产生不良的影响。控制溶剂型油墨的可变性可通改变工艺技术进行。如在印刷时可根据印机的特点和气温的高低情况，调整好适度的溶剂型油墨流动性。当印刷速度低，气温低的情况下，由于可变性小，不利于均匀地传墨和着墨，其流动性也小，这时可将溶剂型油墨适当调稀一点，以适应印刷工艺的要求。为了防止溶剂型油墨过多的触变给印刷带来的不良影响，要控制好印刷工艺条件，使溶剂型油墨的可变性控制在印刷适性范围内。

此外，太阳能电池板备板丝印溶剂型油墨在使用前必须充分仔细地对溶剂型油墨进行手工或机械搅拌均匀。如果溶剂型油墨中进入空气，使用时要静置一段时间。首先要充分进行混合，需要进行稀释，然后再检测其粘度。用后必须立即把墨桶封好，同时不要将网版上溶剂型油墨放回到溶剂型油墨桶内与未用过的溶剂型油墨混在一起。

小结

电路板在电子产品中的应用较广泛，其稳定性和质量直接决定产品的质量。印制太阳能电路板是电子丝网印刷中的重要印刷内容。在太阳能电池板备板印刷中，溶剂型油墨的主要性能（如溶剂型油墨的粘度和可变性）直接影响着太阳能电池板备板的印刷质量和生产速度，因此，在印刷中要注意调控和熟悉溶剂型油墨的粘度与可变性，只有这样才能保证太阳能电池板备板丝网印刷的质量。