磁性油墨在丝网印刷中的技术探讨.pdf

31 Screen Printing Industry 网印工业 设备·材料EQUIPMENT 磁性油墨印刷属于磁性记录技术的范畴，它通 过磁性油墨印刷完成磁性记录体的制作，使之具有读 写、查询、防伪等多种要求的特殊功能磁性油墨印 刷品是用记录技术和印刷技术结合而产生的独特媒 体，其特点是数据能在磁性卡片上写入、读出，视觉 上能看到文字、图案和照片 目前，磁性油墨印刷在很多领域都得到广泛的 应用，如车票、月票、存折、身份证等多种证卡，此 外资料登记表、支票等也可用磁性油墨印刷金额等项 目下面就谈谈磁性油墨在证卡印刷中的操作技术和 要点 一、磁性油墨的组成特点和应用 简单的说，磁性油墨就是在普通油 墨中添加了强磁性物质，因此磁性油墨的 构成与普通油墨的构成基本相同，即由原 料、连接料（分散剂）、填充料和辅料等 组成 1．原料 磁性油墨之所以有磁性，是由于油墨 配方中所用的原料是强磁性材料，在经过 磁场处理后具有保留磁性的能力，在磁化 文 | 李树坤 前油墨本身是没有磁性的 使用中影响磁性的因素还很多，如油墨中磁性 原料的磁性强弱、原料的含量、印刷料，最好的磁性 原料为氧化铁黑（四氧化三铁）和氧化铁棕（三氧化 二铁）的机械混合物。

这些原料大多为小于1mm的 针状结晶体，这样的颗粒大小和形状使它们极易在磁 场中均匀排列，从而得到比较高的残留磁性但这些 原料的不足是吸油量比较大，传递性能也不太好，因 此有时还要拼用一些粒状的或立方体状的氧化铁类， 以改善其印刷性能由于这些氧化铁类的残余磁性较 差，所以要注意控制其用量，不宜过多但它的另一 个好处是可以在配方中多用原料（因吸油量小），从 而可以提高油墨的传递特性 目前用于磁性油墨原料的强磁性材 料主要有铁、钴、镍等磁性元素，含有 Fe-Mo和Fe-W强磁性元素的合金，以 及具有Mn-Al和Mn-Bi等Ni-As型结晶 结构的合金等 大多磁性油墨原料是铁素体所谓 铁素体是指一般用XO-Fe2O3表示的无机 化合物，其中X为二价的金属离子，根 据X的种类不同，有锰-铁素体、铁-铁 素体、铜-铁素体等氧化铁黑的组成 磁性油墨在丝网印刷中 的技术探讨 32 网印工业 Screen Printing Industry 设备·材料EQUIPMENT 中，一般氧化亚铁含量约在18~26%，氧化铁含量在 74~82%合成氧化铁黑具有优良的耐渗性、耐化学 性（酸、碱）、耐光性，几乎是无毒性的，分散性在 好至优之间。

2．连接料 连接料是油墨中的流体组成部分，在油墨中起 连结作用，就是将原料等固体粉状物质连结起来，使 之在研磨分散后形成浆状粘体，印刷后在被印物表面 干燥固定下来油墨的流动性、粘性、干性、印刷适 性等都主要取决于连接料所以高质量的磁性油墨不 仅要有好的磁性材料，更必须有高质量的连结料磁 性油墨的连结料与一般油墨的连结料相类似，可以选 用植物油、动物油、矿物油，通常选用的是植物油和 合成树脂作为磁性油墨的连结料 减少油墨乳化现象的一般处理方法主要是用树 脂（如硅酮、醋酸乙烯、聚乙烯、聚酰胺、醇酸等） 适当地被覆原料其方法有：把原料分散在热熔融状 态的树脂中，即把树脂溶解于适当的溶剂，并把原料 分散其中之后，搅拌溶剂进行微粒粉碎 合成树脂在油墨工业中的应用越来越广泛，所 以各种类型的树脂型连结料，就成了目前主要的研究 内容树脂的特性决定了连结料的特性由于纯亚麻 油制的植物油型连结料存在相对分子质量小的缺点， 制成的油墨在胶印印刷中容易引起乳化，从而带来一 系列的弊病，使印刷不能顺利进行，影响印刷效果 而合成树脂型连结料几乎完全克服了这方面的缺陷， 从而大大提高了印刷的质量 油墨中连结料常用的合成树脂是醇酸树脂，醇 酸树脂就是醇和酸的酯化反应产物，醇和酸酯化反应 生成的高分子化合物，一般都叫聚酯（树脂），故醇 酸树脂也是聚酯树脂的一种，差别在于它的组成中含 有很大一部分一元（脂肪）酸。

醇酸树脂的反应，是 形成树脂的反应中最多能的反应，几乎没有一个树脂 能像它那样千变万化，和与其他聚合物进行化学物理 改性的本领纯醇酸树脂由于亲水，溶解性差，与植 物油不溶，拼混性不好，易于胶凝等，故甚少使用 为了改善其应用性能，一般要用植物油、松香，以及 其他合成树脂等进行改性 3．填充料 填充料在磁性油墨中同样可减少原料用量、降 低成本，又可调节油墨的性质，如稀稠、流动性等， 也提高了配方设计的灵活性 4．辅料 磁性油墨中的辅料可以是原料的附加部分和连 结料的附加部分，也可以作为油墨成品的附加部分， 主要视产品的特点要求而定常见的辅料有： （1）增塑剂主要是为了使连结料具有适当的 柔软性，相对分子质量低的增塑剂会在片基中移动或 渗出表面，所以往往使用液状的高分子物质 （2）稳定剂能防止连结料的老化变质，常用 的是硬脂酸钡等金属有机酸盐系老化防止剂；分散 剂，其作用是使磁浆粒子分散，分散剂有卵磷脂等各 种界面活性剂 （3）防电剂作用是减小磁层的电阻，防止磁 卡带电以免发生故障，以前多使用正离子系或负离子 系各种界面活性剂，如今多在磁层内渗入炭黑或石墨 固体等电性粉末，炭黑的电阻较低，而且能在较大的 温度范围内保持稳定的电阻值。

（4）润滑剂润滑剂能减小磁卡同磁头、导 柱、导轮等的摩擦，因而减小磁头和磁卡的磨损，使 运动稳定润滑剂有硅油、氟油、卡斯特罗油、腊类 脂肪酸或酯等 （5）着色剂为了区别颜色，需加着色剂，选 用的着色剂必须能与连结料相适应 磁性油墨的研发使用始于20世纪60年代前后， 随着电子技术的发展，磁性油墨首先在银行和邮政的 业务中使用当时使用磁性油墨并非用于防伪，而是 33 Screen Printing Industry 网印工业 设备·材料EQUIPMENT 主要用于银行对票据的自动处理、邮政对信件的自动 分拣，所以磁性油墨只用于印刷字母和数字，以能对 印件进行自动识别和处理，即磁性油墨字母识别法 （MICR） 另一类与MICR技术情况基本相似的是光学字母 识别法（OCR）这种技术大约在1952年发明，设 备简称为阅读器，亦称光学扫描器，是一种利用光学 原理来辨认字母符号的设备，其输出系统可以产生磁 性或直接输入计算机作数据处理用于这种设备上的 油墨叫OCR油墨（也叫光学识读油墨）一般有两种 类型：非可读型和可读型后者主要指黑色油墨类， 前者则是指各种彩色油墨OCR油墨可以按照一般类 型的油墨来设计，例如平印、凸印、凹印和丝印等。

非可读型油墨中的原料含量一般在1~5%，有的则可 用到20%左右 目前，在文件分类方面，MICR已很快被OCR替 代，因为OCR信息输入计算机中的速度比较快，而 MICR则主要应用于印刷防伪和信息记录等方面 二、证卡磁性油墨网版印刷操作技巧 磁性油墨印刷品是在纸张或塑料片基上敷以磁 层，在其他部分印上文字或图案，以及用以显示与使 用状况相应的视觉信息的印字层，经模压加工而成 磁性油墨印刷品的片基，要求有适度的韧性， 厚度均匀，表面平滑，温湿度变化时不易发生伸缩或 卷曲，耐水和耐蚀性良好，印刷和加工适性好、价格 低廉 磁性油墨印刷目前主要采用小型胶版印刷和丝 网印刷的方法获得带状或图形磁层，它能在卡片必要 的地方形成磁带，从而降低了成本，而磁性油墨中磁 性原料的含量、颜色的磁性和印刷后油墨膜层的厚度 等都会影响磁性采用不同的印刷制作的方法，所产 生的效果也不一样，这在设计时应引起充分的重视 采用小型胶印机印刷时，制版时可以采用彩色 照片，并且能够再现很细的线条，其制版和印刷成本 低，文字及图像清晰一般使用专用的PVC卡印刷机 或进口四色彩印机在单层PVC卡料上印刷，然后再进 行层压、冲卡、写磁、打凸字等工序，使用UV胶印 油墨，成品色彩艳丽，清晰度好，质量高，适合大 批量印刷。

但因其印刷时采用UV油墨，使得保护膜 容易脱落因此在设计时应在塑料磁卡的周围留有2 mm的空白，进行断裁或加工时也应充分注意 在印刷时最好不要使用荧光油墨，而对于丝网 印刷，它在目前磁卡印刷占有相当大的份额由于网 印具有墨层厚实（可达30mm以上，是胶印墨层厚度 的5~10倍）、印刷图案立体感强（特别是金、银墨 的印刷效果，更是胶印无法相比的）、质感丰富、耐 光性强、色彩艳丽、密度大、对油墨和承印物的印刷 适性好等特点，具有很好的耐候性能及耐药品性能 因此，对于常见的磁卡，一般都是以PVC材料为卡基 而使用网印工艺磁性油墨印刷品在印刷后，在两面 覆膜透明的PVC片，用热压机压合，按规定尺寸进行 模切 磁性油墨印刷为了防止伪造和篡改，对安全保 密性要求越来越高，因此在磁性材料、印刷、加工方 法上采用特殊的材料或技术如在丝网印刷中使用特 殊的制版技术和油墨，包括用荧光油墨、热敏变色油 墨、吸收红外线油墨进行印刷，还用地纹印刷、微缩 印刷、彩虹全息等措施，以防止伪造由于在证卡上 网印磁性油墨对印刷色彩的要求比较高，因此，要充 分常握证卡网印技巧 归纳起来，要注意以下几个方面： 1．油墨 磁卡网印通常采用了树脂类热固化油墨，其粘 附强度高，适于大面积着色的印刷版面使用。

但是丝 34 网印工业 Screen Printing Industry 设备·材料EQUIPMENT 网印刷对于很细的线条或很小的文字其印刷精度比小 型胶印机低，另外其制版费用也较高此外，磁卡网 印也采用溶剂型软塑网印油墨在选择油墨必须注意 油墨与承印材料的附着力要强，油墨的遮盖力要高这 两大要素，这也是证卡网印油墨的关健附着力主要 影响油墨与卡片基材的粘结牢度，而遮盖力的强弱主 要影响印刷质量因此，在调整油墨黏度时，一定要 选择与油墨相适应的，最好是与油墨同一生产厂家的 溶剂 调墨中要掌握控制好溶剂的添加量，添加量过 度，则油墨黏度低，容易流到网版的背面，造成卡片 图案变糊变粗；而添加量过少，油墨黏度高，印刷中 又容易引起堵网，使磁卡局部或大部分图案无法完整 再现此外，在印刷过程中，随着溶剂的不断挥发， 油墨黏度会逐渐增加，因此要注意经常推动网版上的 油墨，不断补充调整的油墨，使其有稳定的黏度 对于油墨的调色，要注意以基本色为主进行调 色油墨的色数要尽量少，一般掌握间色用3~4种 若用墨颜色过多，会更难调出理想的色相调和的油 墨中，往往会有大量的气泡黏度低的油墨放置一定 时间会自然脱泡；黏度高的则需要加入1%左右的消 泡剂，搅拌均匀即可满足印刷要求。

油墨的干燥时间 因磁卡印刷图案大小及特点的不同而不同一般满版 图案的磁卡干燥时间较长，文字、小色块的磁卡干燥 时间略短需要注意的是，由于刚干燥的磁卡材料因 受热有伸长性，因此干燥后不能马上印刷，而必须冷 却一段时间一般冷却10min左右即可，若能向印刷 品吹冷风则效果更好 2．网版制作 网版的制作质量对印刷品质起着关键作用磁 卡网印一般选择150~350目的丝网，就能基本满足不 同油墨及各种图案的磁卡印刷；但对于金银油墨印 刷，因为油墨中有金银粉等金属颗粒，选择网目数时 要考虑所有金银粉颗粒直径的大小，颗粒直径大， 则选择网目数小、网孔大的丝网一般来说，选择 160~250目的丝网比较合适磁卡网印一般用铝合金 网框，挑选网框时，要注意网框四边的平整度，框架 有无扭曲现象每次用旧网框重新绷网时，注意用砂 轮磨平网框架由于国产网纱在伸长性、耐磨性等方 面还不够理想，因此网印证卡目前多采用进口尼龙网 纱对绷好的丝网要检查其质量，做到每张网版四个 角的张力保持一致，每套网版的张力（一般印刷前网 版的张力在14~15N/cm为宜）保持一致此外，要 注意绷网的角度，除了一些满版图案可采用90°直 绷网外，一般图案尽可能采用斜绷网，它可有效地避 免磁卡图案边缘部分网孔出现锯齿形，提高图文的清 晰度和印刷质量。

实践证明，绷网角度以22.5°比较 合适 3．刮刀 刮刀是网印中将油墨推动并转移至承印物上最 直接的工具，它对网版进。