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塑料薄膜的印前處理
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一、承印物的印刷適性對油墨轉移量的影響
印刷效果是通過油墨在承印物上的合理附著來實現的，因此承印物表面的物理、化學狀態(tài)直接影響油墨在其上面的轉移量。
二、改善塑料薄膜的印刷適性
1．提高塑料薄膜表面可印性的必要性
物化理論表明，在承印物上要獲取良好的可印性，承印物的表面張力應高于油墨的表面張力。這正是各類承印物在印前做活化、粗化等前處理加工的理論基礎。
PP、PE膜系非極性高分子材料，化學性能穩(wěn)定，表面張力小，加之合成樹脂時添加的開口劑、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 等離子體是電離子的氣體。它由電子、離子和中性粒子3種成分組成，其中電子和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離子體中的電子或離子打到承印物表面，一方面，可以打開材料的長分子鏈，出現高能基團；另一方面，經打擊使薄膜表面出現細小的針孔，同時還可使表面雜質離解、重解。電離時放出的臭氧有強氧化性，附著的雜質被氧化而除去，使承印物表面自由能提高，達到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。
等離子體處理裝置示意圖
在等離子體處理過程中，單位面積的處理能量為：
W=P/V?L=uI/V?L
式中u——處理電壓；
I——處理電流；
L——處理電極寬度；
V——走料速度。
如果用不同的處理速度對材料進行處理，可得出單位面積的處理能量與接觸角θ的關系，并畫出θ與W（J/㎡）關系曲線。
⑵電暈處理 電暈處理實際上是等離子處理的一種，是低密度的等離子處理。
利用高頻（中頻）高壓電源，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面處理，叫電暈處理，也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為：
①通過放電，使兩極之間的氧氣電離，產生臭氧，臭氧是一種強氧化劑，可以立即氧化塑料薄膜的表面分子，使其由非極性轉化為極性，表面張力得到提高。
②電子沖擊后，使薄膜表面產生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增大表面活性。
⑶化學處理法 印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表面進行處理，使其表面生成羥基、羰基等極性集團，同時得到一定程度的粗化，以提高油墨與塑料薄膜的表面結合牢度。
常采用重鉻酸鉀——硫酸溶液處理聚烯烴表面，處理液的配方、處理過程的時間和溫度，都對處理效果有一定的影響。一般來說，處理時間長，處理溫度高、效果較好，但應注意，時間過長或溫度過高，雖然增加了表面極性，但同時還將引起表面氧化、老化，粘接強度反而降低。
化學處理法是應用較早的一種表面處理法，對于印刷，復合前薄膜的表面處理效果好，使用簡便、經濟，但需較長的處理時間影響了生產效果。并且處理液一般都具有化學侵蝕性，造成環(huán)境污染及對人體的危害，目前較少采用這種工藝，一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝。
⑷光化學處理法 一般是利用紫外線照射高聚物表面，使其引起化學變化，達到改善表面張力，提高潤濕性和粘合性的目的。和電暈處理一樣，紫外線照射也能使高聚物表面發(fā)生裂解、交聯和氧化。
要想得到較好的光化學處理效果，必須選擇適當波長的紫外線，例如用波長為184mm的紫外線照射聚乙烯表面，能使其表面發(fā)生交聯，但如改用2537A的波長則難有相同的效果。
使用光敏劑可以使光化學處理更為有效，二苯甲酮是較好的光敏劑，當用紫外線處理后，它會被升華除去。
在此，二苯甲酮是通過生成共振穩(wěn)定的二苯甲酮自由基來催化光引發(fā)反應的。烷基自由基可繼續(xù)進行自由基傳播和自由基終止反應，表1為聚烯烴薄膜等經紫外光照射后粘附力提高的情況。
⑸火焰處理法 適用于小型塑料容器的表面處理，其目的在于用高溫使表面去污，并溶化膜層表面，提高表面粘附油墨的性能。
將待處理的容器投入煤氣火陷中，火焰內芯長度控制在6—19mm，火焰芯頂端至表面為6—25mm，接觸時間為0.1—1s，旋轉速度為100—150轉/min。火焰中含有處于激發(fā)狀態(tài)的O、NO、OH和NH等自由基，它們能從高聚物表面把氫抽取出來，隨后按自由基機理進行表面氧化，并引入了一些極性的含氧基團，發(fā)生斷鏈反應。
聚烯烴經火焰處理后形成了極性基團，潤濕性得以改善，而粘接性的改善則由于極性基團改善了潤濕性以及產生斷鏈而相對改善。
火焰處理效果較好，無污染，成本低廉，但操作要求嚴格，如不小心會導致產品變形，使成品報廢。目前主要應用于較厚的塑料制品的表面處理。
⑹涂層處理法 涂層處理法是在薄膜上涂以特定的涂料，以改變其表面吸附性能。涂料配方如表2：
將上述配方制成的涂料在塑料薄膜表面涂布，風干10s后，用高壓水銀燈照15s，固化后，即可提高薄膜表面的張力。
3．表面張力的簡易測定方法
用脫脂棉球蘸上已知表面張力的測定液（見表3），涂在已電暈處理的薄膜上，涂布面積在30mm2左右，在2s內收縮成水球狀，則薄膜電暈處理強度不足，需要重新提高電暈強度再行沖擊。若試液在2s內不發(fā)生水紋狀收縮，則表明薄膜已達到處理效果。薄膜印刷要求表面張力達到38×10-3N/m(38dyn/cm)。
①1dyn/cm=10-3N/m
三、防靜電處理
塑料薄膜印刷中的靜電會給操作帶來一系列難題，直接影響印品的產量和質量。例如，在印刷小包裝塑料薄膜時，由于靜電粘連，薄膜間處于缺氧狀態(tài)，會阻礙塑料印墨層固化的過程，若遇高溫高濕環(huán)境，更易形成墨層粘連，輕則使印刷墨色移染，增加印刷、分切、整理等工序的難度，重則薄膜互相粘連，撕不開，造成印品報廢。另外制袋后的儲運、存放過程中也會不斷放電，即影響熱封又影響袋內實物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時，因為生成的靜電多，在機速高、樹脂中未摻有抗靜電劑的情況下，很可能引起火災或爆炸事故。
塑料薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優(yōu)良的介電性能、電阻高、導電性差，薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產生靜電，在印刷過程中使靜電進一步產生和積累，并不易釋放，使薄膜表面聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷后，薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起，使電荷不利于排斥而利于吸引，造成粘合。
紙張印刷可通過靜電消除器來消除靜電，但這種方法應用到塑料包裝印刷上效果甚微。
塑料包裝一般采用墨內摻入抗靜電劑的方法來消除靜電。常用的抗靜電劑有一般的界面活性劑，官能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，能使塑料薄膜產生抗靜電效果。據有關資料介紹，日本使用離子發(fā)生器，通過噴嘴在塑料薄膜表面產生陽離子和陰離子，也可達到處理靜電的效果。
