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解析提高油墨附着力的电晕处理(一)

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-10-18  来源:互联网  作者:纸引未来
核心提示:

电晕处理是广泛用于对塑料、纸张及金属箔作表面处理以改进油墨、油漆、连接剂及涂料的附着力。它被广泛采用的原因是效果好、能控制及便于掌握。尤其是因为电晕处理设备的效率及作用不断改进,与高产的加工设备保持着同步并进。

  一、可湿性与附着力

  电晕处理是改变不少非吸收性基材表面特性的一种有效手段,能使油墨有更好的湿润及附着性能,即所谓可湿性,这就是诸如油墨、底胶、涂料等对塑料、纸张或金属箔附着的基础。可湿性决定一种液体在一种固体表面上的展延性。水滴在亲水性表面就展延成一薄水层,而在亲油性表面却形成小水滴。水滴外表层的切线与固体表面间所形成的接触角(夹角),即表示该表面润湿性能的强弱,接触角越大,润湿性能越差。

  润湿性视化学组成及表面结构而异。对塑料进行印刷或烫箔时,塑料表面的可湿性必须比油墨或箔的可湿性高,否则其展延、转移及附着均会发生困难。几种聚合物的表面性能大致如下:

  聚乙烯(PE31-33mN/m

  聚丙烯(PP29-30mN/m

  涤纶聚酯(PET41-42mN/m

  通常用作油墨溶剂的表面能为:乙醇22mN/m、醋酸乙酯24mN/m,而水为72mN/m,就难以湿润塑料,所以水基油墨一般不用来印塑料。

  塑料是一种复合物质,含一种或多种聚合物及多种添加剂,如填充料、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂、颜料等。虽然塑料的主体聚合物的化学结构(基团)决定油墨或底胶的可湿性和附着力,但其添加剂会从塑料内部向表面迁移,而影响塑料的表面能。所以,塑料存放的时间越长,或某些添加剂的含量(如润滑剂)越高时,其表面能的变化也越大。故塑料在印刷前还需对其表面能进行测试,并作电晕处理,以免发生转移或附着力不足的问题。一般来说,20-40千赫的中频处理大多就可以了。特殊处理(如复杂的产品)则可采用特定的电极进行处理。

  UV油墨比溶剂性油墨要求塑料薄膜有更高的表面能,水基油墨系统含醇量高的也要求较高的表面能力,而且要求在狭的范围内,才能有好的附着力。

  以不同类型油墨印聚乙烯时,要求聚乙烯的表面能不低于如下:

  溶剂型油墨 38-42mN/m

  UV油墨 42-46mN/m

  水溶性墨 42-48mN/m

  水基墨 38-42mN/m

  对聚乙烯上涂料时,要求聚乙烯的表面能不低于如下:

  溶剂型胶 38-42mN/m

  UV涂料 42-46mN/m

  乳剂 42-48mN/m

  无溶剂胶粘剂 44-48mN/m

  二、可湿性和附着力的测试

  在工业性实践中,聚合物表面能的测定是通过测试油墨按照DINISO8296ASTMD2578-99a来进行的。

  按DINISO8296法,是以已知不同表面能的墨在拟测的薄膜上刷上约100mm长的墨条,并观察其90%以上的墨条边在2秒钟内是否发生收缩并形成墨滴,如有,则换低一级表面能的墨再刷墨条,进行同样的观察,直至不收缩和出现墨滴,此测试墨的表面能即相对应为该薄膜的表面能。此种方法是测试表面能中间数值的方法,小出入不计。

  按ASTMD2578-99a方法是以棉絮垫蘸测试墨涂出约25×25mm的方块,参照上述相同的方法进行观察,测得的是薄膜的最低表面能数值。此种测试方法由于墨层厚薄均匀度难以掌握,其准确性不及DINISO8296法,DINISO8296的误差大约在±1mN/m范围内,而ASTMD2578-99a的误差大约在±2mN/m。所以在工业实践中,多采用DINISO8296法,且更简易、快速。(在我国有国家标准GB10003-88对电晕处理效果测试方法的规定,供参照。译注)

  但不论采用哪种方法,均可用同一种Softal测试墨,有3072mN/m二十一种表面能级的测试墨(每种相差2mN/m)。达因试笔(38mN/m)可以用作电晕处理后表面能的一种快速测试工具,但不适合作为已印好或涂布好表面的系统测试。当测试笔在电晕处理过的表面划出一条线,如果是连续成线的,说明该材料表面能不低于38mN/m,如断断续续不连成线,说明该材料表面能不到38mN/m,处理不足或甚至未处理,不符合印刷加工要求。

  如果塑料薄膜内含大量添加剂或覆有涂膜,用以上测试墨或测试液测试时,往往会发生化学反应,影响准确性。在这种情况下,宜以蒸馏水作接触角测试。对漆料、涂料、油墨等的附着力作快速测定,可按照ASTMD3359-97作胶带粘拉测试。

 



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