导电油墨常用塑料薄膜的印刷适性
导电油墨常用塑料薄膜的印刷适性
纸张印刷时油墨的附着主要依靠其与纸张表面毛细孔之间的机械结合力，而塑料薄膜印刷时油墨的附着力主要依赖于两者的分子作用力和化学健力，分子作用力和化学健力产生的条件是分子或原子之间必须充分靠近，只有油墨对塑料表面呈湿润状态时，它们的相互距离才能处于引力场的范围内，产生有效的附着力。实际生产中若是印反了电晕处理面或使用了表面张力不符合要求的原材料，都会使油墨对基材的附着力差，甚至会出现收卷后反黏、使用流通中掉色或复合油墨处的剥离强度不达指标的情况。
1、塑料表面的基本特征
塑料表面张力多小于50mN/m，属于油墨、胶黏剂等难以附着的低能表面。常见未经表面处理的塑料表面能见表4-2
表4-2 常见未经表面处理的塑料表面能
材料种类 表面能（20℃）mN/m 材料种类 表面能（20℃）mN/m
聚乙烯 31 聚酯 44
聚丙烯 29 尼龙 46
聚氯乙烯 39 PVDC 40
与附着密切相关的表面物理化学特性是润湿和铺展、表面极性和粗糙度，而润湿的基础是塑料制品表面和油墨的表面张力的关系。
聚合物的表面性质首先与其化学结构有关，但是起支配作用的是表面的化学结果，尤其是游离的原子核原子团。其次与结晶度有关，尽管分子结构相同，如果结晶度不同，表面能差别很大，无定型结晶表面的表面能较高。此外，经过共混改性的聚合物表面结构与其内部也有差异，也需留意。聚合物根据不同的加工工艺还需添加不同的助剂。助剂的种类、数量及向表面迁移的程度都与聚合物表面特性关系极大。一般称之为弱界面层（weak boundary layer, WBL），它们对成型品的表面微观形态改变和油墨附着影响很大。
当然经过预处理（一般是电晕处理），表面物理化学特性也会发生改变。
1、电晕处理
电晕处理的装置如图4-1所示。电晕处理对薄膜表面的作用与效果如下：
⑴表面氧化。氧在电晕处理的作用下，产生电离形成臭氧，它可以立即氧化塑料分子，可在其分子链上生成羟基、羧基、不饱和键等。表面氧化的结果是使聚乙烯薄膜转化为极性表面，有地表面能转化为高表面能,使其对
印刷油墨的润湿性、黏附性增加，从而提
高了印迹的牢度。经电晕处理后，塑料表
面的表面能可得到极大的提高。
⑵表面微观毛糙。电晕处理后的薄膜
表面糙化，改变了原来膜面光滑的状态，
增大了塑料膜面的表面积，提高了对油墨
的结合力。
⑶使表面的低分子物质发生交联反应，
除去表面的弱界面层，增强油墨的附着力。
常用塑料薄膜的表面张力指标见表4-3
表4-3 塑料薄膜的表面张力指标
塑料薄膜 润湿张力，mN/m 引用标准
热封BOPP ≥38 GB/T 12026-2000
CPE、CPP ≥38 QB/T1125-2000
PET 无处理，≥40
电晕处理，≥50 GB/T16958-1997
BOPP ≥38 GB/T10003-1996
珠光BOPP ≥38 BB/T0002-1994
ONY （单面），≥52 Q/DF-JSH01-17-1993
表面张力的测定应在23℃±2℃和50%±5%的相对湿度下进行，温湿度校正系数见表4-4。
表4-4 表面张力的温湿度校正系数
15 23 30
30 0 +0.5 +1
50 -0.5 0 +0.5
70 -1 -0.5 0
3、塑料表面能的检测
塑料薄膜经电晕处理后究竟效果如何、其表面张力是多少等问题，必须进行测定猜知道。由于达因笔在使用了2~3个月后，其张力值有所下降，引起检测结果偏差，所以生产中是自配一定表面张力的达因水通过棉签在薄膜表面涂布，通过观察达因水的涂布状况来判断薄膜的表面能状况。
⑴表面湿润张力测定液配方（见表4-5）
表4-5 表面湿润张力测定液配方
表面张力/（mN/m） 甲酰胺/% 乙二醇乙醚
/% 表面张力/（mN/m） 甲酰胺/% 乙二醇乙醚
32 10.5 89.5 41 67.5 32.5
34 26.5 73.5 42 71.5 28.5
36 42.5 57.5 44 78 22
37 48.5 51.5 46 83 17
38 54.0 46.0 48 87 13
39 59.0 41.0 50 90.7 9.3
40 63.5 36.5 52 93.7 6.3
注：甲酰胺和乙二醇乙醚的比值为体积比
⑵塑料表面能的检测方法
将试样水平放在光滑的试验台平面或平板上，用刷子和棉头棒涂敷按一定配方配制的实验混合液，顺同一方向在试样上水平移动棉棒涂敷，应使混合液立即扩散到至少2cm2的面积上。根据涂敷混合液2s以上液膜层的状态，来判断湿润张力。
如果液膜持续2s以上不破裂，用下一较高表面张力的混合液重新涂布在一新的试样上，直到液膜在2s破裂；如果连续液膜保持不到2s，用较低表面张力的混合液，直到液膜能持续2s为止。使试样表面润湿最接近2s的混合液，用这种混合液至少测定3次，该混合液的润湿张力即为试样的润湿张力。
⑶达因液在实际使用过程中的注意事项
①达因液的配比必须准确
②配制好的达因水应储存在深棕色瓶中密闭、避光保存，使用时只倒取少量在小瓶中使用，以免造成浪费。
③由于其成分具有挥发性，使用后不能长时间敞口放置，否则达因值会发生变化。
④不同达因值液体使用的棉签不能混用。
⑤棉签的多次重复使用会使棉签及小瓶中的达因水受到污染，导致测不准
⑥检测时所涂得达因水的厚度对其收缩速度有一定影响，一般是涂布量越厚其收缩速度越慢。涂布后要求无积液存在。
4、塑料表面张力的衰减
塑料薄膜经电晕处理后其表面能会随贮藏时间的延长而出现衰减现象，如聚烯烃薄膜甘冈处理好时，能达到40mN/m或42mN/m，但过了几天以后，再去检测时，会下降到39mN/m左右，再过一两个星期，又会下降一些，保存期超过1个月时表面张力会下降到38mN/m以下，在粘结、印刷方面就不太理想。随着放置时间的延长表面张力值越低，其关系如图4-2所示。
不同的塑料薄膜，因添加剂种类、数量及贮藏环境的不同，其衰减曲线有很大的不同，但是在使用之前都应检测其表面张力是否满足使用要求，以免造成油墨附着不牢、反黏、掉色等质量现象。
5、电晕处理不均匀的两种现象
常常发现表面处理后的统一卷膜中表面张力不均匀，有些地方低，有些地方高，有时会发现一段高一段低，甚至一段的表面张力好像没有处理一样，黏结牢度和印刷牢度都非常差。这是由于电压不稳定或临时停电，无电火花发生，停止了处理的故障造成的。因为电火花发生器是高压放电装置，若所用的电压不稳定，有时高有时低，则电火花的强度也跟着发生波动，会时高时低，甚至断断续续，表面张力也就不均匀，有高有低。为了解决这个问题，就要让电源电压稳定，最好是加装一个稳压电源。
另一种情况是当用检测笔（液）去测量处理过的膜时，会发现纵向方向有一条一条的张力较低的现象，或者半边高、半边低。这是由于电火花发生器（刀或丝）与被处理的薄膜不平行，或者发生器的局部被灰尘污染，造成集中放电，局部特别强，别的地方就偏弱，从纵向看就有条状不均匀现象。所以在电晕处理开机之前要校准发生器与膜之间的平行性以及相互间的距离，不要一边近、一边远。另外，要清除黏附在
