塑料薄膜電暈處理解決印刷油墨吸附不上的問題
01 什么塑料需要電暈處理
聚乙烯PE,聚丙烯PP等塑料是由非極性的脂肪烴(只含碳、氫)構成,非極性材料的電性均衡,對極性油墨的吸引力薄弱。而聚乳酸、PET等含有許多含氧極性基團,故對油墨的吸引力比較強,無需進行電暈處理。
此外,像聚丙烯這樣的塑料,結晶度非常高,處于穩定的狀態,油墨很難擴散到材料中去,使得油墨對材料的印刷不牢固。表面潔凈度、助劑也會對油墨印刷性能有影響。
02 電暈處理的機理
電暈處理是通過高頻高壓放電(5000-15000V/m2)產生電暈轟擊塑料薄膜表面,使得塑料表面產生粗糙的結構,同時空氣中產生臭氧,使塑料表面產生許多活性自由基,令材料被氧化,產生羥基、羧基、羰基等含氧基團,提高材料表面極性。
電暈處理后的塑料薄膜,表面粗糙度和溝壑深度都有很大提升,材料的比表面積增大,材料的表面活性也就增大了,吸附油墨的能力也就變強了。這與疏松多孔的活性炭能大量吸附雜質的原理一樣。
想要使得油墨能在塑料薄膜上印刷牢固,塑料薄膜的臨界表面張力必須大于油墨的臨界表面張力,油墨才能很好地潤濕薄膜表面。常用(達因/厘米)這一單位來衡量塑料薄膜的表面張力。
未經處理過的聚丙烯薄膜表面張力只有32達因/厘米,而使用溶劑型膠印油墨印刷需要材料表面張力達到38~42達因/厘米,UV涂料型油墨需要42~46達因/厘米。顯然,未經處理過的聚丙烯薄膜將難以獲得良好的印刷效果,而經過電暈處理后,聚丙烯薄膜的表面張力最高可達56達因/厘米,足以獲得良好的印刷效果,但一般加工過程中,不需要把表面張力加得太高,夠用就好,既可以節省電源,也可以減少對材料的不良影響。
一般未經處理的聚酯塑料表面張力也有40達因/厘米,故無需進行電暈處理。
03 電暈處理的優勢
電暈處理是提高塑料表面活性的常用方法之一,提高表面活性的方法還有:火焰處理、化學試劑氧化、接枝等。相比之下,電暈處理方法設備簡單,需要時間短,效率高,不使用有毒試劑,對環境無污染,也不容易影響材料本身的機械性能,適合推廣使用。
電暈前(左)后(右)薄膜表面深度探測圖
04 電暈消退現象
材料在進行電暈處理后,表面活性還會自行減弱。這是因為材料表面的極性基團有一部分會往材料內部轉移,而且空氣中的雜質、水分也會被吸附到材料表面的溝壑中。通常,材料經過電暈處理后的一兩天內,表面張力減弱得較快,下降幅度達3~4達因/厘米,一周后便趨于穩定狀態。所以,電暈處理后,應在適當時間內盡快印刷,避免影響印刷效果。
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