從印刷附著牢度形成機(jī)理及檢驗(yàn)方法的方面分析,我們可以更好的理解提高印刷附著牢度的途徑(主要就聚稀烴薄膜進(jìn)行討論)。
1.原料選擇
在生產(chǎn)塑料薄膜時(shí)應(yīng)選擇不含或少含塑料助劑的原料。我們可以根據(jù)樹脂的牌號(hào)、性能及用途的有關(guān)技術(shù)資料,判斷出含有助劑的情況。在不得不使用含有較多助劑的原料時(shí),也應(yīng)與無助劑的原料摻混使用。之所以做這樣的選擇是因?yàn)樵诔尚图庸ぜ胺胖眠^程中折出的助劑會(huì)形成油膜從而減弱油墨在薄膜上的附著力。
2.原料改性
1)共混改性:聚烯烴與印刷性能良好的聚合物共混以改進(jìn)印刷性能是一種新近發(fā)展的引人注目的方法。例如用聚丙烯酸樹脂改性高密度聚乙烯大大提高了油墨對(duì)聚乙烯的粘接力,當(dāng)其中摻入5-20%聚甲基丙烯酸早酯(PMMA),上述粘結(jié)力提高了七倍。再如用含氯量較多的氯化聚乙烯工共混時(shí),僅添加少量即可明顯提高聚乙烯與油黑的粘結(jié)力。當(dāng)摻入5%CPE-55所得共混物與油墨粘結(jié)力比純HDPE高三倍。另據(jù)有關(guān)報(bào)道,一些塑料高聚物的加工助劑(流變改性劑等),除可以提高產(chǎn)量、消除熔體破裂外,還具有提高印刷附著力等作用。
加入聚丙烯酸樹脂或氯化聚丙烯等之所以能夠改善HDPE的印刷性是基于它們與HDPE相溶性較差,當(dāng)其在HDPE為基體的共混體系中構(gòu)成分散相并居開薄膜表層時(shí),顯然有利于與油墨的粘結(jié)。
2)接枝改性:接枝改性是利用放射線等方法使聚烯烴分要發(fā)生接枝反應(yīng)從而使聚烯大分子鏈帶上極性進(jìn)而改善了材料對(duì)油墨的潤(rùn)濕性。如用馬來酸酐或丙烯酸接枝改性線型密度聚乙烯后改善了其印刷性。
3)其它方法改性:如在聚烯烴中摻入少量的順丁烯二酸或其酸酐,也能較大程度地提高聚烯烴薄膜的印墨牢度。
3.印刷墨層牢度
在印刷墨層牢度問題上,油墨也起著決定性的作用。當(dāng)然,對(duì)于不同的基材應(yīng)使用其相應(yīng)的油墨。如對(duì)于玻璃紙可使用硝基賽璐玢樹脂型油墨;對(duì)于聚丙烯薄膜可使用氯化聚丙烯樹脂型油墨;對(duì)于聚乙烯薄膜可使用聚酰胺樹脂型油墨,等等。
在生產(chǎn)中我們?yōu)榱苏{(diào)節(jié)油墨的粘度和揮發(fā)速度,常加入一定量的溶劑。這里應(yīng)注意兩個(gè)問題:
1)在加入溶劑時(shí),應(yīng)盡量選用表面張力較低的溶劑,以期降低整個(gè)油墨體系的表面張力,從而提高對(duì)印刷薄膜的潤(rùn)濕性。
2)工作固體含量過高時(shí),潤(rùn)濕效果會(huì)相應(yīng)較低,從而影響印墨牢度。反之如果加入的溶劑過多,就會(huì)相對(duì)地減少油墨與薄膜相粘附的有效成份,同樣會(huì)引起牢度下降。為了解決墨層牢度和油墨的揮發(fā)速度之間的矛盾,可以在稀釋劑或油墨中加入相應(yīng)于該種油墨的樹脂(橡膠)或其它適當(dāng)?shù)南嗳莸恼辰訕渲蛳鹉z。這樣也可以在一定程度上提高墨層牢度。同時(shí)油墨放置時(shí)間過長(zhǎng)或混入雜質(zhì),會(huì)導(dǎo)致連接料變質(zhì),因此應(yīng)盡量使用新鮮的油墨或及時(shí)更換變質(zhì)的油墨。
4.表面處理
從印墨附著牢度機(jī)理的分析可以知道,對(duì)油墨和薄膜進(jìn)行進(jìn)一步改性都可以起到提高印墨附著牢度的效果,但是出于成本的考慮,普遍使用的方法是對(duì)印刷薄膜進(jìn)行表面處理。
對(duì)于聚氯乙烯、賽璐玢、聚酯、尼龍等薄膜,因其表面張力較大,一般在印刷產(chǎn)品要求不高時(shí)可直接印刷(實(shí)際由于近年來客戶要求的提高,這些材料在印刷前也要經(jīng)過處理),而未處理過的聚烯烴薄膜表面張力很低,如PE為31達(dá)因、PP為29達(dá)因,為了印刷應(yīng)將其提高到38達(dá)因2上,這就需要對(duì)薄膜進(jìn)行表面處理。
塑料表面處理的方法有火焰處理、化學(xué)處理、溶劑處理和電暈處理,但對(duì)聚烯烴薄膜廣泛使用的是電暈處理方法。下面以聚乙烯薄膜為例淺析電暈處理提高印墨牢度的原因。
1)由于電離作用,使空氣中的氧生成臭氧,從而使表面氧化。表層聚乙烯的分子鏈可能生成羰基、羧基、羥基等端P活性極。空氣中的氮也被電離成等離子體,并與聚乙烯分子作用,在聚乙烯分子鏈上生成胺型基因,并可繼續(xù)氧化生成一系列含氮化合物。其結(jié)果是聚乙烯薄膜表層分子的極性增強(qiáng)、潤(rùn)濕性提高,從而提高了油墨的附著力。
2)消除薄膜表面析出的一些肉眼看不見的油狀物(雜質(zhì)、助劑,低聚物等),從而使油墨與薄膜得以緊密接觸。
3)由于沖擊作用,使得表面粗化,從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械楔頭作用。
4)由于薄膜表面受熱,分子鏈的活動(dòng)加劇,即表面活性程度提高。
5)非導(dǎo)電性塑料薄膜在高壓電場(chǎng)作用下,分子內(nèi)的電荷發(fā)生位移,而在表面形成感應(yīng)電荷,這種感應(yīng)電荷的存在就可與極性的油墨分子產(chǎn)生庫化吸引,這對(duì)印刷墨層牢度的提高也是有一定作用的。
在進(jìn)行電暈處理時(shí)應(yīng)注意以下問題:
1)電暈處理以后,要在短期內(nèi)使用。否則,極性基團(tuán)如果和空氣中的水分子結(jié)合,那將使?jié)櫇裥跃蜁?huì)降低,破壞印刷墨層附著牢度。所以合格的薄膜應(yīng)存放于干燥、較低溫度的庫房?jī)?nèi);使用時(shí)重新進(jìn)行檢查測(cè)試。
2)對(duì)于冷膜,需使用較大功率的有表面電子處理。冷膜在處理前,應(yīng)先用碘鎢紅外線預(yù)熱。
3)只需單面印刷的,就只進(jìn)行單面電暈處理。否則在印刷后容易產(chǎn)生粘連問題。
4)在高溫條件下,若處理時(shí)間過長(zhǎng),附著力有降低的傾向。這可能是表面有分解物,形成“弱邊界層”的緣故。