印刷塑料的表面處理分析
發(fā)布時(shí)間：2024-03-07 點(diǎn)擊：113
對(duì)在沒(méi)有吸收性的塑料薄膜上進(jìn)行印刷，相對(duì)于紙張印刷就需要解決許多印刷適性問(wèn)題，其中最大的是塑料薄膜對(duì)印刷油墨附著性、親和能力的問(wèn)題：
目前應(yīng)用的塑料薄膜基本材料主要為聚丙烯（pp）、聚已烯（pe）、聚氯乙烯（pvc）、聚酯（pet）等，其表面特性因分子結(jié)構(gòu)基材的極性基團(tuán)，結(jié)晶程度和塑料的化學(xué)穩(wěn)定性等不同而且很大的差異，這些因素對(duì)印刷油墨層的粘附牢度影響很大，例如聚乙烯材料，它的分子結(jié)構(gòu)為∈ch2-ch2∈n，因不含極性基團(tuán)，化學(xué)穩(wěn)定性高，能耐三酸二堿，甚至氫氟酸的腐蝕，在常溫下溶于一般的有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑，但對(duì)烴類、油類的穩(wěn)定性較差，可能引起溶脹或變色，在70℃以上能少量溶于氯化烴，四氫化萘等溶劑，另外從乙烯聚合成聚乙烯，在制造聚乙烯粒料過(guò)程中，按不同要求摻入了一定數(shù)量的助劑，附加劑，下開(kāi)口劑，當(dāng)吸膜定型后，這些助劑就浮在膜面，形成肉眼看不見(jiàn)油層，能使薄膜抗老化，透明度提高，光澤度增加，柔軟性增加，但這些對(duì)印刷是完全不利的，使膜面不易粘合。其他物質(zhì)因此在印刷之前，應(yīng)視不同的塑料表面特性而確定是否需經(jīng)過(guò)表面處理，以提高其印刷油墨粘附牢度。
對(duì)屬于極性結(jié)構(gòu)的ps（聚苯乙烯）、pvc，印刷前不需要做表面預(yù)處理，但對(duì)于其表面結(jié)構(gòu)是非極性的pp、pe、pet等，其化學(xué)穩(wěn)定性極高，不易被大多數(shù)油墨溶劑所滲透和溶解，與油墨印刷的結(jié)合牢度很低，所以在印刷之前必須經(jīng)過(guò)表面處理，表面處理的目的在于使塑料表層活化生成新的化學(xué)鍵使表面粗化，從而提高油墨與塑料表面的結(jié)合粘附牢度。
在通常情況下，塑料表面處理的常用方法有以下幾種：
1、化學(xué)法：是強(qiáng)氧化的一種方法，由于膜面受到侵蝕形成羰基（>c=0）鍵。化學(xué)氧化處理是先將薄膜經(jīng)過(guò)四氧化碳脫脂，然后浸入h2so4 88.5%,k2cr207 4.4%或h2cro4 7.1%溶液中處理數(shù)分中，經(jīng)水清洗和風(fēng)干后，盡快地送去印刷。
2、溶劑處理：利用某些有機(jī)溶劑或氯烴等洗擦處理表面，使聚烯烴的非結(jié)晶部分產(chǎn)生不同程度的熔解，形成粗糙不表的表面，然后以熱空氣進(jìn)行干燥，通常用以下幾種溶劑進(jìn)行表面處理：二甲苯50%與乙醇50%相混，含有一定濃度的過(guò)氧化二苯甲酰等。
3、電暈處理：
①電暈處理原理與方法：電暈處理經(jīng)常用在薄膜吹塑含溫線上，因?yàn)樗芰媳∧ぶ谐＜尤肟寡鮿┖退瑒┑戎鷦@些助劑有時(shí)效性，電暈處理后，即刻印刷，效果最好。電暈處理裝置中包括一個(gè)高壓交流電機(jī)，輸出變壓器和兩個(gè)電極；其中一個(gè)電級(jí)是聯(lián)接在高壓金屬極（耐壓10-40kv）和高頻發(fā)生器（1-4khz）；另一個(gè)電極是接地鋼輪或刃刀，它和高壓電極保持1.5---3mm距離，金屬極板的寬度比被處理薄膜的寬度略窄5---10mm，以避免直接放電短路，將處理的薄膜連續(xù)的送進(jìn)兩個(gè)電極之間，由于高壓電使空氣中的氧高度電離而產(chǎn)生臭氧，使薄膜表面受到氧化處理，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，可以使膜面氧化，在活性點(diǎn)生成極生基團(tuán)，從而易于接受油墨，經(jīng)過(guò)處理的表面發(fā)生極化，產(chǎn)生靜電吸附，并在膜面產(chǎn)生細(xì)微的糙化作用，從而改變了薄膜表面與印刷油墨的化學(xué)性結(jié)合和機(jī)械性結(jié)合。電暈處理效果，主要取決于振蕩器的輸出功率、電極與薄膜表面之間的距離，薄膜的材質(zhì)及其薄膜通過(guò)電極的速度，調(diào)節(jié)電暈放電的強(qiáng)度，以形成云霧狀的紫暗色火花為最佳狀態(tài)。
②電暈處理對(duì)薄膜表面的作用與效果。
a、表面氧化：氧在電暈機(jī)處理高壓電的作用下產(chǎn)生電離形成臭氧（03）。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，它可以立即氧化聚乙烯分子，可以在聚乙烯上生產(chǎn)羰基，不飽和鍵等。空氣中的氮化也同樣可以被電離成離子體與聚乙烯分子產(chǎn)生作用，在聚乙烯分子鏈上生成胺型基團(tuán)，并可繼續(xù)被氧化，生成一系列含氧化物。表面氧化之結(jié)果，使聚乙烯薄膜轉(zhuǎn)化極性，由低表面能轉(zhuǎn)化為高表面能，使其對(duì)印刷油墨的潤(rùn)濕性，粘附性增加，從而提高印刷品之印跡牢度。
b、表面極化：非導(dǎo)性塑料薄膜在高壓頻電場(chǎng)作用下，分子內(nèi)的電荷產(chǎn)生位移，而在表面形成感應(yīng)電荷，這種感覺(jué)電荷的存在就可以在極性的油墨分子產(chǎn)生庫(kù)倉(cāng)吸收。
c、表面觀察粗造：電暈處理后薄膜表面粗化，用掃描顯微照相觀察表明：塑料薄膜膜面摩擦系數(shù)增大，能改變?cè)瓉?lái)膜面光滑的形狀，有利于薄膜印刷的干燥和粘附牢度。
③、電暈表面效果鑒定方法：
a、濕性試驗(yàn)法：因經(jīng)過(guò)氧化后表面粗化，這時(shí)若將水或油墨滴在處理過(guò)的表面上，就會(huì)很快從表面擴(kuò)展開(kāi)來(lái)。
b、熱合粘性化：處理過(guò)的薄膜感到特別沾粘，絕熱紙（如玻璃）其粘性與牢度成正比。
c、斯考茨（scatch）粘膠袋試驗(yàn)法：將壓敏膠帶牢固地加壓到薄膜印刷表面，然后快速拉開(kāi)并記下油墨的轉(zhuǎn)移量，一般油墨的遷移量不超過(guò)1%，被認(rèn)為合格，也可以采用橡皮膏或粘膠帶對(duì)印刷墨面作粘拉試驗(yàn)來(lái)檢查處理效果。
d、折皺試驗(yàn)：即將印刷表面搓揉或折皺，油墨不應(yīng)出現(xiàn)脆裂或成小碎片剝落，否則表明油墨與膜面的結(jié)合牢度是不滿意的。
e、薄膜電暈處理效果的潤(rùn)濕力試驗(yàn)法。印刷工藝規(guī)定產(chǎn)品質(zhì)量要達(dá)到快干和墨跡厚實(shí)，層次清晰，但有時(shí)也有會(huì)產(chǎn)生印膜脫色和墨層在印刷之中被粘結(jié)掉的情況，可采用潤(rùn)濕力試驗(yàn)法檢驗(yàn)薄膜電暈效果，其方法是聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜表面用棉球棒蘸取甲酰胺和乙二醇乙醚混合液，在要試驗(yàn)的薄膜上涂布一粗道，此液膜保持兩秒鐘以上時(shí)，再用以下表面張力高的混合液試驗(yàn)，液膜在兩秒鐘內(nèi)破裂成小液滴時(shí)，再用以下表面張力低的混合液試驗(yàn)，從而選定恰當(dāng)?shù)幕旌弦罕砻鎻埩ψ鳛闈?rùn)濕張力的試樣。薄膜的潤(rùn)濕張力大，說(shuō)明與油墨的粘合性能好，凡印小面積圖紋時(shí)塑料薄膜的潤(rùn)濕張力在360un/cm為佳，印大色塊，實(shí)地薄膜的潤(rùn)濕張力在380un/cm前為佳。
聚烯烴潤(rùn)濕張力測(cè)定液配比表：
甲酰胺（%）乙二醇乙醚（%）潤(rùn)濕張力（un/cm）備 注
19 81330在相對(duì)濕度50%-5%，溫度23℃+2℃條件
26.573.5 340
35 65 350
42.557.5 360
48.551.5 370
為了使油墨在聚乙烯等薄膜表面潤(rùn)濕，并提高其印跡牢度，必須通過(guò)電暈處理，使它從原來(lái)310un/cm的表面張力提高到380un/cm，從而使油墨保持不脫色、堅(jiān)牢；也就是說(shuō)，如果聚乙烯薄膜表面張力達(dá)不到油墨的表面張力數(shù)值，則印墨就會(huì)掉色，對(duì)印墨轉(zhuǎn)移性能低的塑料薄膜進(jìn)行電暈處理，從而使表面生成的活性游離基氧化，產(chǎn)生親油層，進(jìn)一步提高油墨的轉(zhuǎn)移性，由于放電引起的表面極性化和粗糙化，因而可以改善印墨的轉(zhuǎn)移性能。
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目前應(yīng)用的塑料薄膜基本材料主要為聚丙烯（pp）、聚已烯（pe）、聚氯乙烯（pvc）、聚酯（pet）等，其表面特性因分子結(jié)構(gòu)基材的極性基團(tuán)，結(jié)晶程度和塑料的化學(xué)穩(wěn)定性等不同而且很大的差異，這些因素對(duì)印刷油墨層的粘附牢度影響很大，例如聚乙烯材料，它的分子結(jié)構(gòu)為∈ch2-ch2∈n，因不含極性基團(tuán)，化學(xué)穩(wěn)定性高，能耐三酸二堿，甚至氫氟酸的腐蝕，在常溫下溶于一般的有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑，但對(duì)烴類、油類的穩(wěn)定性較差，可能引起溶脹或變色，在70℃以上能少量溶于氯化烴，四氫化萘等溶劑，另外從乙烯聚合成聚乙烯，在制造聚乙烯粒料過(guò)程中，按不同要求摻入了一定數(shù)量的助劑，附加劑，下開(kāi)口劑，當(dāng)吸膜定型后，這些助劑就浮在膜面，形成肉眼看不見(jiàn)油層，能使薄膜抗老化，透明度提高，光澤度增加，柔軟性增加，但這些對(duì)印刷是完全不利的，使膜面不易粘合。其他物質(zhì)因此在印刷之前，應(yīng)視不同的塑料表面特性而確定是否需經(jīng)過(guò)表面處理，以提高其印刷油墨粘附牢度。
對(duì)屬于極性結(jié)構(gòu)的ps（聚苯乙烯）、pvc，印刷前不需要做表面預(yù)處理，但對(duì)于其表面結(jié)構(gòu)是非極性的pp、pe、pet等，其化學(xué)穩(wěn)定性極高，不易被大多數(shù)油墨溶劑所滲透和溶解，與油墨印刷的結(jié)合牢度很低，所以在印刷之前必須經(jīng)過(guò)表面處理，表面處理的目的在于使塑料表層活化生成新的化學(xué)鍵使表面粗化，從而提高油墨與塑料表面的結(jié)合粘附牢度。
在通常情況下，塑料表面處理的常用方法有以下幾種：
1、化學(xué)法：是強(qiáng)氧化的一種方法，由于膜面受到侵蝕形成羰基（>c=0）鍵。化學(xué)氧化處理是先將薄膜經(jīng)過(guò)四氧化碳脫脂，然后浸入h2so4 88.5%,k2cr207 4.4%或h2cro4 7.1%溶液中處理數(shù)分中，經(jīng)水清洗和風(fēng)干后，盡快地送去印刷。
2、溶劑處理：利用某些有機(jī)溶劑或氯烴等洗擦處理表面，使聚烯烴的非結(jié)晶部分產(chǎn)生不同程度的熔解，形成粗糙不表的表面，然后以熱空氣進(jìn)行干燥，通常用以下幾種溶劑進(jìn)行表面處理：二甲苯50%與乙醇50%相混，含有一定濃度的過(guò)氧化二苯甲酰等。
3、電暈處理：
①電暈處理原理與方法：電暈處理經(jīng)常用在薄膜吹塑含溫線上，因?yàn)樗芰媳∧ぶ谐＜尤肟寡鮿┖退瑒┑戎鷦@些助劑有時(shí)效性，電暈處理后，即刻印刷，效果最好。電暈處理裝置中包括一個(gè)高壓交流電機(jī)，輸出變壓器和兩個(gè)電極；其中一個(gè)電級(jí)是聯(lián)接在高壓金屬極（耐壓10-40kv）和高頻發(fā)生器（1-4khz）；另一個(gè)電極是接地鋼輪或刃刀，它和高壓電極保持1.5---3mm距離，金屬極板的寬度比被處理薄膜的寬度略窄5---10mm，以避免直接放電短路，將處理的薄膜連續(xù)的送進(jìn)兩個(gè)電極之間，由于高壓電使空氣中的氧高度電離而產(chǎn)生臭氧，使薄膜表面受到氧化處理，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，可以使膜面氧化，在活性點(diǎn)生成極生基團(tuán)，從而易于接受油墨，經(jīng)過(guò)處理的表面發(fā)生極化，產(chǎn)生靜電吸附，并在膜面產(chǎn)生細(xì)微的糙化作用，從而改變了薄膜表面與印刷油墨的化學(xué)性結(jié)合和機(jī)械性結(jié)合。電暈處理效果，主要取決于振蕩器的輸出功率、電極與薄膜表面之間的距離，薄膜的材質(zhì)及其薄膜通過(guò)電極的速度，調(diào)節(jié)電暈放電的強(qiáng)度，以形成云霧狀的紫暗色火花為最佳狀態(tài)。
②電暈處理對(duì)薄膜表面的作用與效果。
a、表面氧化：氧在電暈機(jī)處理高壓電的作用下產(chǎn)生電離形成臭氧（03）。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，它可以立即氧化聚乙烯分子，可以在聚乙烯上生產(chǎn)羰基，不飽和鍵等。空氣中的氮化也同樣可以被電離成離子體與聚乙烯分子產(chǎn)生作用，在聚乙烯分子鏈上生成胺型基團(tuán)，并可繼續(xù)被氧化，生成一系列含氧化物。表面氧化之結(jié)果，使聚乙烯薄膜轉(zhuǎn)化極性，由低表面能轉(zhuǎn)化為高表面能，使其對(duì)印刷油墨的潤(rùn)濕性，粘附性增加，從而提高印刷品之印跡牢度。
b、表面極化：非導(dǎo)性塑料薄膜在高壓頻電場(chǎng)作用下，分子內(nèi)的電荷產(chǎn)生位移，而在表面形成感應(yīng)電荷，這種感覺(jué)電荷的存在就可以在極性的油墨分子產(chǎn)生庫(kù)倉(cāng)吸收。
c、表面觀察粗造：電暈處理后薄膜表面粗化，用掃描顯微照相觀察表明：塑料薄膜膜面摩擦系數(shù)增大，能改變?cè)瓉?lái)膜面光滑的形狀，有利于薄膜印刷的干燥和粘附牢度。
③、電暈表面效果鑒定方法：
a、濕性試驗(yàn)法：因經(jīng)過(guò)氧化后表面粗化，這時(shí)若將水或油墨滴在處理過(guò)的表面上，就會(huì)很快從表面擴(kuò)展開(kāi)來(lái)。
b、熱合粘性化：處理過(guò)的薄膜感到特別沾粘，絕熱紙（如玻璃）其粘性與牢度成正比。
c、斯考茨（scatch）粘膠袋試驗(yàn)法：將壓敏膠帶牢固地加壓到薄膜印刷表面，然后快速拉開(kāi)并記下油墨的轉(zhuǎn)移量，一般油墨的遷移量不超過(guò)1%，被認(rèn)為合格，也可以采用橡皮膏或粘膠帶對(duì)印刷墨面作粘拉試驗(yàn)來(lái)檢查處理效果。
d、折皺試驗(yàn)：即將印刷表面搓揉或折皺，油墨不應(yīng)出現(xiàn)脆裂或成小碎片剝落，否則表明油墨與膜面的結(jié)合牢度是不滿意的。
e、薄膜電暈處理效果的潤(rùn)濕力試驗(yàn)法。印刷工藝規(guī)定產(chǎn)品質(zhì)量要達(dá)到快干和墨跡厚實(shí)，層次清晰，但有時(shí)也有會(huì)產(chǎn)生印膜脫色和墨層在印刷之中被粘結(jié)掉的情況，可采用潤(rùn)濕力試驗(yàn)法檢驗(yàn)薄膜電暈效果，其方法是聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜表面用棉球棒蘸取甲酰胺和乙二醇乙醚混合液，在要試驗(yàn)的薄膜上涂布一粗道，此液膜保持兩秒鐘以上時(shí)，再用以下表面張力高的混合液試驗(yàn)，液膜在兩秒鐘內(nèi)破裂成小液滴時(shí)，再用以下表面張力低的混合液試驗(yàn)，從而選定恰當(dāng)?shù)幕旌弦罕砻鎻埩ψ鳛闈?rùn)濕張力的試樣。薄膜的潤(rùn)濕張力大，說(shuō)明與油墨的粘合性能好，凡印小面積圖紋時(shí)塑料薄膜的潤(rùn)濕張力在360un/cm為佳，印大色塊，實(shí)地薄膜的潤(rùn)濕張力在380un/cm前為佳。
聚烯烴潤(rùn)濕張力測(cè)定液配比表：
甲酰胺（%）乙二醇乙醚（%）潤(rùn)濕張力（un/cm）備 注
19 81330在相對(duì)濕度50%-5%，溫度23℃+2℃條件
26.573.5 340
35 65 350
42.557.5 360
48.551.5 370
為了使油墨在聚乙烯等薄膜表面潤(rùn)濕，并提高其印跡牢度，必須通過(guò)電暈處理，使它從原來(lái)310un/cm的表面張力提高到380un/cm，從而使油墨保持不脫色、堅(jiān)牢；也就是說(shuō)，如果聚乙烯薄膜表面張力達(dá)不到油墨的表面張力數(shù)值，則印墨就會(huì)掉色，對(duì)印墨轉(zhuǎn)移性能低的塑料薄膜進(jìn)行電暈處理，從而使表面生成的活性游離基氧化，產(chǎn)生親油層，進(jìn)一步提高油墨的轉(zhuǎn)移性，由于放電引起的表面極性化和粗糙化，因而可以改善印墨的轉(zhuǎn)移性能。
數(shù)碼快印連鎖加盟店對(duì)數(shù)碼快印業(yè)的影響
吊牌是如何印制的？
什么是數(shù)碼短板印刷及其優(yōu)勢(shì)
3D玉雕瓷磚背景墻彩印機(jī)效果及工藝流程
“印刷夢(mèng)工廠”開(kāi)展首日征服觀眾
中國(guó)航空3D打印進(jìn)第一集團(tuán) 部分技術(shù)世界領(lǐng)先
我國(guó)包裝印刷業(yè)需著力破解四大難題
標(biāo)簽的粘合之力