电晕法提高UV油墨附着力的注意事项 – PET,PP,PE,BOPA,BOPET,BOPP塑料薄膜表面UV印刷技术系列之七

塑料薄膜的表面处理有火焰法、化学试剂氧化法及电晕处理法。电晕处理法最为常见,电晕放电采用高频高压或中频高压放电,对塑料表面进行处理,使其表面活化,呈多孔性,以提高塑料薄膜表面对油墨的黏附力,改善薄膜的印刷适性。火焰法更多被用于耐高温的塑料制品表面处理中,使塑料在瞬间高温作用下,去除表面的油污并熔化表面薄层,以提高着墨能力。但是,电晕和火焰处理都具有时效性。为了使UV油墨达到最好的附着效果,对于PET,PP,PE,BOPA,BOPET,BOPP塑料薄膜,我们建议在电晕/火焰处理的基础上,再涂覆美国华津思公司针对PET,PP,PE,BOPA,BOPET,BOPP塑料薄膜的特种涂层产品。

电晕处理

电晕处理原理为:在处理设备上施加高频、高压电,使其产生高频、高压放电,从而产生细小、密集的紫蓝色火花。空气电离后产生的各种离子在强电场的作用下加速并冲击处理装置内的塑料薄膜。这些等离子粒子能量一般在几到几十电子伏特,与塑料分子的化学键能相近,因而能诱发塑料表面分子的化学键断裂而降解,增加表面粗糙度,提高其比表面积。放电时,还会产生大量的臭氧。臭氧是一种强氧化剂,能使塑料分子氧化,产生羰基与过氧化物等极性较强的基团,从而提高其表面能。

下面以聚乙烯薄膜为例浅析电晕处理提高印墨牢度的原因。

1) 由于电离作用,使空气中的氧生成臭氧,从而使表面氧化。表层聚乙烯的分子链可能生成羰基、羧基、羟基等端p活性极。空气中的氮也被电离成等离子体,并与聚乙烯分子作用,在聚乙烯分子链上生成胺型基因,并可继续氧化生成一系列含氮化合物。其结果是聚乙烯薄膜表层分子的极性增强、润湿性提高,从而提高了油墨的附着力。

2) 消除薄膜表面析出的一些肉眼看不见的油状物(杂质、助剂,低聚物等),从而使油墨与薄膜得以紧密接触。

3) 由于冲击作用,使得表面粗化,从而实现了机械楔头作用。

4) 由于薄膜表面受热,分子链的活动加剧,即表面活性程度提高。

5) 非导电性塑料薄膜在高压电场作用下,分子内的电荷发生位移,而在表面形成感应电荷,这种感应电荷的存在就可与极性的油墨分子产生库化吸引,这对印刷墨层牢度的提高也是有一定作用的。

电晕处理的优点如下:

(1) 处理材料的范围广,可用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯氟类塑料,以及各种相应的共聚物。

(2) 处理时间短、速度快,可在生产线上进行处理。

(3) 操作简单,易于控制。

(4) 电晕处理只涉及塑料表面极浅的范围,一般只有纳米数量级,基本不影响塑料的机械性能。

(5) 无废液排放,基本不污染环境。

电晕处理广泛用于印刷、涂布和复合前的薄膜表面处理,以及厚度小于0.6mm的片材的表面处理。

电晕法提高UV油墨附着力的注意事项

薄膜的电晕处理程度直接影响后加工的质量,必须严加控制。若电晕处理不足,薄膜的表面润湿性没有明显改善,会出现油墨的附着力差、复合膜的剥离力小等现象。反之,若电晕处理过度,会出现薄膜表层老化、光泽变差;表面分子交联过多,热封性变差;薄膜易粘连(特别是在夏季高温天),分切困难,使用时难以分开等弊病。总之,在满足后加工要求的前提下,应尽可能地降低电晕处理程度,以免处理过度。

在进行电晕处理时应注意以下问题:

1)电晕处理以后,要在短期内使用。否则,极性基团如果和空气中的水分子结合,那将使润湿性就会降低,破坏印刷墨层附着牢度。消退的速度与存放环境温度、原料牌号及薄膜厚度等因素有关。存放环境温度越高,消退速度越快,并且越彻底。例如在20℃以下的环境中存放,PE薄膜的临界表面张力在1个月甚至半年内一直保持在(3.8~4.2)×10-2N/m;如果环境温度提高到36℃以上,不管原薄膜处理程度有多深,1个月后将会退到3.8×10-2N/m以下。因此,薄膜处理完后,应存放于干燥、较低温度的库房内,并且最好在1个月内用完,否则其印刷或复合效果会明显下降。此外,在使用存放一段时间后的薄膜时,建议重新进行检查测试。

2) 对于冷膜,需使用较大功率的有表面电子处理。冷膜在处理前,应先用碘钨红外线预热。

3) 只需单面印刷的,就只进行单面电晕处理。否则在印刷后容易产生粘连问题。

4) 在高温条件下,若处理时间过长,附着力有降低的倾向。这可能是表面有分解物,形成“弱边界层”的缘故。

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