塑料薄膜的印(yìn)前處理
一、承印物的(de)印刷適性對油墨轉移量的影響
印刷效果(guǒ)是(shì)通過油墨在承印物(wù)上的合理附著(zhe)來(lái)實現的,因此承印(yìn)物表麵的物理、化(huà)學狀態直接(jiē)影響油墨(mò)在其上麵的轉移量。
二、改(gǎi)善塑料薄膜(mó)的印刷適性
1.提高塑料薄(báo)膜(mó)表麵可印性的必要性
物化理論表明,在(zài)承印物上要(yào)獲取良好的可印性,承印物的表麵張力應高於油墨的表麵張力。這正是各類承印物在印(yìn)前做活化、粗化等前處理加工的理論(lùn)基礎。
PP、PE膜係非極性高分子材料,化學性能穩定,表麵張力小,加之合成樹脂時添加(jiā)的開口(kǒu)劑、抗靜電劑、耐老化劑等影響,難和油墨粘結。
2.處理塑料薄膜印刷適性方法
⑴等離子體處理 等(děng)離子體是(shì)電離子的氣體。它由電子、離(lí)子和中性粒子3種成(chéng)分組成,其中電子和(hé)離子的電荷總數基本相等,故整體是電中性的。通過放電裝置將電離的等(děng)離子體中的電(diàn)子或離子打到承印物(wù)表麵,一方麵,可以打開材料的長(zhǎng)分子鏈(liàn),出現高能基團;另(lìng)一方麵,經打擊使薄膜表麵出現(xiàn)細小的針孔,同時還可使表麵雜質離解(jiě)、重解。電離時放出的臭(chòu)氧有強氧化性,附著的雜質被氧化而除去,使承(chéng)印物表麵自由能提高,達到(dào)改善印刷性能的目的。
等離子體處理裝置結構如下圖所示。電極一端用限壓2萬伏耐高壓線。另一端用包膠鋼輥,放電電極長度為347mm。
等(děng)離子體(tǐ)處理裝置示意圖
在等離子體(tǐ)處理(lǐ)過程中,單位麵積的處理能量為:
W=P/V•L=uI/V•L
式中u——處理電壓;
I——處(chù)理電流;
L——處理電極寬度;
V——走(zǒu)料速度。
如果用不同的處理速度對(duì)材料進行處理,可得出(chū)單位麵積的(de)處理能量與接觸角θ的關(guān)係,並畫出θ與W(J/㎡)關係曲線。
⑵電暈處理 電暈處理實際上是等(děng)離子處理的一種,是低密(mì)度的(de)等離子處理。
利用高頻(中頻)高(gāo)壓電源,在放電刀架和刀片的間隙產生一種電暈釋放現象,用這種方法對塑料薄膜在印刷前進行表麵處理(lǐ),叫電暈處理,也稱電子衝擊或電火花處理。其處理作用為:
①通過放電,使兩極之間(jiān)的(de)氧氣電離,產生臭氧,臭氧是一種強氧化(huà)劑,可以立(lì)即氧化塑料薄(báo)膜的(de)表麵分子,使其由非極性轉化為極性,表麵張力得到提高。
②電子衝擊後,使薄膜表麵產生微凹密集孔穴,使塑料表麵粗(cū)化,增大表麵活性。
⑶化學處理法 印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表(biǎo)麵進行處理,使其表麵生成羥基、羰基等極性集團,同(tóng)時得到一定程度的(de)粗化,以提高油墨與塑料薄膜的表麵結(jié)合牢度。
常采用重鉻酸鉀——硫(liú)酸溶液處理聚烯烴表麵,處(chù)理液(yè)的配方、處理過程的時間和溫度,都對處理效果(guǒ)有一定的影響。一般來說,處理時間長,處理溫(wēn)度高、效果較(jiào)好,但應注意,時間過長或溫度過高,雖然增加了(le)表麵極性,但同時還將引起(qǐ)表麵氧化、老化,粘接強度反而降低。
化(huà)學處理法是應用較早(zǎo)的一(yī)種表麵(miàn)處理法(fǎ),對(duì)於印刷,複合前薄膜的(de)表麵(miàn)處理效果好,使用簡(jiǎn)便、經濟,但需較長的處(chù)理(lǐ)時間影響了生產效(xiào)果。並(bìng)且處理液一般都具有化學侵蝕(shí)性,造(zào)成環境汙染及對人體的危害,目前(qián)較少采用這種工藝,一般隻在不便使用其他處理方法的情況下才(cái)采用這種表麵處理工藝。
⑷光化學處理法 一般是(shì)利用(yòng)紫外線照射(shè)高聚物表麵,使其引起化學(xué)變化,達到(dào)改善表(biǎo)麵張力(lì),提高潤濕性(xìng)和粘合性的目的。和(hé)電暈處理一樣,紫外線照射也能使高聚物表麵發生裂解、交聯和氧化(huà)。
要想得到較好的光化學(xué)處(chù)理效果,必(bì)須選擇適當波長的紫外線,例如(rú)用波長為184mm的紫外線照射聚乙烯表麵,能使其表麵發生(shēng)交聯,但如改用2537A的波長則難有相同的效果。
使用光敏劑可以(yǐ)使光化學處理更(gèng)為有效,二(èr)苯甲酮是(shì)較好的光敏劑,當用紫(zǐ)外線(xiàn)處理後,它會被升華除去。
在此,二苯甲酮是通過生成共振穩(wěn)定(dìng)的二苯甲酮自由基來催化光引發反應的。烷(wán)基自由基可繼續進行自由基傳播和自由基終止反應,表1為聚烯烴(tīng)薄膜等經紫外光照射後(hòu)粘附力提高的情況。
⑸火焰(yàn)處理法(fǎ) 適用於小型塑料容器的表麵(miàn)處理,其(qí)目的在於用高溫使表麵去汙,並溶化膜層表麵,提高表麵粘附油墨的性能。
將待處理的容(róng)器投入煤氣火陷中,火(huǒ)焰(yàn)內芯長度控製在6—19mm,火焰芯頂端至表麵(miàn)為6—25mm,接觸時間為0.1—1s,旋轉速度為100—150轉/min。火焰中含有處於激發狀(zhuàng)態的O、NO、OH和NH等自由(yóu)基,它(tā)們能從高聚物表麵把氫抽取出來,隨後按自由基機理進行表麵氧化,並引入了一些極性的(de)含氧基團,發生斷鏈反應(yīng)。
聚烯烴經火(huǒ)焰處(chù)理後形成(chéng)了極性基(jī)團,潤濕性(xìng)得以改善(shàn),而(ér)粘接性的改(gǎi)善則(zé)由於極性基團改善了潤(rùn)濕性以及產生斷鏈而相對改善。
火焰處理效果較好,無汙染,成本低廉,但操作要求(qiú)嚴格,如不小心會(huì)導致產品變形,使成品報廢。目前主要應用於較厚的塑料製(zhì)品(pǐn)的表(biǎo)麵處理。
⑹塗層處(chù)理法 塗層處理法是在薄膜(mó)上塗以特定的塗料,以改變其表(biǎo)麵吸附性能。塗料配方如表(biǎo)2:
將上述配方製成(chéng)的塗料在塑料薄膜表麵塗布,風幹10s後,用高壓水銀燈照15s,固化(huà)後,即可提高薄膜表麵的張力。
3.表麵張力的簡易測定方法
用(yòng)脫脂棉球蘸(zhàn)上已知表麵張力(lì)的測定(dìng)液(見表3),塗(tú)在已電暈處理的薄膜(mó)上,塗布麵積在30mm2左右,在2s內收縮成水球狀,則(zé)薄膜電暈處(chù)理(lǐ)強度不足,需要重新提高電暈強度(dù)再行衝擊。若試液在2s內不發生水紋狀收縮,則表明薄膜已達到處理效果。薄膜(mó)印刷要求表麵張力達到38×10-3N/m(38dyn/cm)。
①1dyn/cm=10-3N/m
三、防靜電處理(lǐ)
塑料薄膜印刷中的靜(jìng)電會給操作帶來一係列難(nán)題,直接影響印品的產量和質量。例如,在印刷小包裝塑料薄膜(mó)時,由於靜電粘連,薄膜間處於缺氧狀態,會阻礙塑料印墨層固(gù)化(huà)的過程,若遇高溫高濕環境,更易形成墨層粘連,輕則使(shǐ)印刷(shuā)墨色移(yí)染,增加印刷、分切、整理(lǐ)等工(gōng)序的難度,重則薄膜互相粘連,撕不開,造成印品報(bào)廢。另外製袋後的儲(chǔ)運、存放過程中也會不斷放電,即影響熱封(fēng)又影響袋內實物與空間層次(cì)的透明度。在印刷(shuā)大幅麵薄膜時(shí),因為生成的靜電多,在機速高、樹脂(zhī)中未摻有抗(kàng)靜電劑的情況下,很可能引起火災或爆炸事故。
塑料薄膜的(de)靜電形成是(shì)由於PE和PP具有優良的介電性能、電阻高、導電性差,薄膜在擠出(chū)收卷過程中因摩擦而產生(shēng)靜電,在印刷過程中使靜電進一步產生和積累,並不易釋放,使薄(báo)膜表麵聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷(juàn)後,薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起,使電荷不利於排斥而利於吸引,造成粘合。
紙(zhǐ)張印刷可通過靜電消除器來消除(chú)靜電,但這種方法應用到塑料包裝印刷上效(xiào)果甚微。
塑料包裝一般采用墨內摻入(rù)抗靜電劑的方法來消除靜電。常用的抗靜電劑有一(yī)般的界麵活性劑,官能(néng)團型高分子和有機或無機鹽化合物,這類物質有微弱的電離性,能使塑料(liào)薄膜產生抗靜電效果(guǒ)。據有關資料介紹,日本使(shǐ)用離子(zǐ)發生器,通過噴(pēn)嘴(zuǐ)在塑(sù)料薄膜表(biǎo)麵產生陽離子和陰離(lí)子,也可達到處理靜電的效果。