提高油墨附著力的電暈處理

 

　　一。潤濕性和粘附力電暈處理是改變許多非吸收性承印物表面特性的有效手段，可以使油墨具有更好的潤濕性和附著性，即所謂的潤濕性，它是油墨、底漆、涂料等塑料、紙張或金屬箔附著的基礎(chǔ)。潤濕性決定了液體在固體表面的延展性。水滴在親水表面擴散成薄薄的水層，而水滴在親油表面形成。水滴外表面層的切線與固體表面之間形成的接觸角（夾角）表示表面的潤濕性。接觸角越大，潤濕性越差。潤濕性取決于化學(xué)成分和表面結(jié)構(gòu)。印刷或熨燙塑料箔時，塑料表面的潤濕性必須高于油墨或箔，否則難以鋪展、轉(zhuǎn)移和附著。幾種聚合物的表面性質(zhì)如下：聚乙烯（PE）31-33mn/m聚丙烯（PP）29-30mn/m聚酯（PET）4142mn/m

 

　　通常用作油墨溶劑，表面能為：乙醇為22mn/m，乙酸乙酯為24mn/m，水為72mn/m時，很難潤濕塑料，所以一般不使用水性油墨印刷塑料。塑料是一種復(fù)合材料，含有一種或多種聚合物和各種添加劑，如填料、抗氧化劑、潤滑劑、抗靜電劑、顏料等。雖然塑料主聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)（基團(tuán)）決定了油墨或底漆的潤濕性和附著力，但其添加劑會從塑料內(nèi)部遷移到表面，從而影響塑料的表面能。因此，塑料存放時間越長，或者某些添加劑（如潤滑劑）含量越高，其表面能的變化就越大。所以印刷前要對塑料的表面能進(jìn)行測試和電暈處理，避免轉(zhuǎn)印或附著力不足的問題。一般來說，20-40 kHz中頻處理大多就夠了。特殊處理（如復(fù)雜產(chǎn)品）可以用特殊電極處理。

 

　　UV油墨比溶劑型油墨對塑料薄膜的表面能要求更高。高醇含量的水基油墨體系也要求較高的表面性能，并要求較窄的范圍以具有良好的附著力。當(dāng)用不同類型的油墨印刷聚乙烯時；要求聚乙烯的表面能不低于以下值：溶劑型油墨38-42mn/m UV油墨4246mn/m水溶性油墨4248mn/m水性油墨38-42mn/m

 

　　對于聚乙烯涂層彎管，要求聚乙烯的表面能不低于以下值：溶劑型膠38-42mn/m UV，涂料42-46mn/m乳液42-48mn/m無溶劑膠448mn/m

 

　　二。潤濕性和附著力測試在工業(yè)實踐中，聚合物的表面能通過根據(jù)DINIS08296或{\f756 a}測試油墨來測量。按照DINIS08296方法，將已知不同表面能的墨水刷在待測薄膜上，用長約100mm的墨條，觀察2秒內(nèi)是否有90%以上的墨條邊緣收縮形成墨滴。如果是，則更換表面能較低的墨水，重新刷墨條，同樣觀察，直到?jīng)]有收縮和墨滴為止。測試油墨的表面能是薄膜的表面能。這個方法是檢驗表面能中間值的方法，小的差異不算。根據(jù){\f309 a,}將脫脂棉墊浸在試驗油墨中，畫出約25X25mm的正方形，用與上述相同的方法觀察，測量薄膜的最低表面能值。這種測試方法的準(zhǔn)確性不如丁ISO 8296的測試方法，因為很難掌握油墨層的厚度均勻性。DINIS08296的誤差在1mn/m左右，而f309 a的誤差在2mn/m左右，所以在工業(yè)實踐中，大多采用DIN S08296的方法，更簡單快捷。（我國國家標(biāo)準(zhǔn)GBl0003-88規(guī)定了電暈處理效果的測試方法。）但是，無論采用哪種方法，都可以使用相同的Sofial測試油墨，表面能級從30到72 Mn/m（每種相差2 Mn/m）的測試油墨有21種。達(dá)因測試筆（38mn/m）可作為電暈處理后表面能的快速測試工具，但不適用于印刷或涂層表面的系統(tǒng)測試。當(dāng)測試筆在電暈處理過的表面畫一條線時，如果線是連續(xù)的，說明材料的表面能不小于38 Mn/m，如果線是斷續(xù)斷開的，說明材料的表面能小于38 Mn/m，處理不充分甚至未經(jīng)處理，不符合印刷加工要求。如果塑料薄膜中含有大量添加劑或涂有涂膜，用上述測試墨水或測試溶液測試時，往往會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響準(zhǔn)確度。在這種情況下，應(yīng)使用蒸餾水進(jìn)行接觸角測試。油漆、涂料、油墨等的附著力?？煽焖贉y量，膠帶可根據(jù)ASTMD3359-97進(jìn)行測試。

 

　　第三，電暈處理電暈處理器由電極、高電位計和卷繞導(dǎo)輥組成。當(dāng)電壓超過1-2mm間隙的電離電阻時，就會產(chǎn)生持續(xù)放電。導(dǎo)輥上的電介質(zhì)使放電均勻分散。電極安裝在外殼中以防止接觸。為了降低溫度和去除產(chǎn)生的臭氧，電暈處理器附近的空氣被排氣扇吹散。然而，為了防止臭氧排放到外面，廢氣必須首先通過空氣凈化器。電暈處理通過以下原理增加了基底的粘附力：去除表面吸收的原子和分子。促進(jìn)原子接觸，提高潤濕性。提高表面能，調(diào)節(jié)極性。創(chuàng)建可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原子團(tuán)或功能團(tuán)。電暈處理對塑料表面的物理化學(xué)影響是復(fù)雜的，其效果主要受：1。特定電極系統(tǒng)，2。導(dǎo)輥上的電介質(zhì)，3。比電極功率。至于卷繞速度、卷繞寬度、塑料種類的變化，只需要調(diào)節(jié)電機功率即可，有些是門控的，保證了效果的重復(fù)性。電暈處理的作用是：從電極釋放的電子被高電壓加速并沖向線圈。電子與空氣分子碰撞產(chǎn)生一些臭氧和氮氧化物。電子與塑料薄膜（如聚乙烯）碰撞后，碳?xì)滏溁蛱继兼湐嗔?。受電暈影響的空氣與這些自由基反應(yīng)，主要是通過氧化。因為不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)有不同的原子鍵，電暈處理塑料的效果也取決于塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)。不同的塑料需要不同強度的電暈處理。事實證明，BOPP電影的結(jié)構(gòu)在制作后會發(fā)生變化。再過幾天，聚合物就會從無定形變成結(jié)晶，影響電暈處理的效果。電暈處理后，塑料表層的官能團(tuán)具有很高的遷移率。在儲存過程中，許多塑料的電暈處理對粘附力有負(fù)面影響。其實相對濕度也會影響電暈處理的效果，但一般不嚴(yán)重。如果采用電暈處理，就沒必要考慮了。將塑料表面處理到一定的表面能，電暈處理量（D）需要達(dá)到一定值，其公式為：D=pu（CBXV）

 

　　D=電暈處理能力P=電機功率（瓦特）CB=電暈處理寬度（米）V=展開速度（米/分鐘）一般來說，電暈處理器是按照要求的最高功率來設(shè)定的，對于要求較低的薄膜，調(diào)低功率進(jìn)行處理。電暈處理的效果與電極的設(shè)計密切相關(guān)。多電極效果最好（如Softal公司專利）。該系統(tǒng)的特點是電暈處理的能力通過平行的電極片排傳播。在熱膨脹的情況下，電極片可以移動而不改變電極片之間的間隙。另一個優(yōu)點是：由于放電的均勻性，可以避免長且連續(xù)的放電通道。根據(jù)比較，多電極的效果比普通金屬電極（如單電極或U形電極）高5——10mn/m。而且處理后的塑料存放一個月后，前者的表面能衰減比后者弱。