【正文】 ity 目錄第一章 概論 1 課題背景 1 薄膜表面處理研究現(xiàn)狀 1 研究目的與方案 3 研究目標(biāo) 3 研究內(nèi)容 3 研究方法 3第二章 理論分析 4 電暈處理 4 電暈原理 4 影響電暈效果的因素 5 所選薄膜的性能 5 聚乙烯薄膜PE 6 聚氯乙烯薄膜PVC 6 聚酯薄膜PET 7 印刷適性與影響因素 7 表面能與附著力的關(guān)系 8 接觸角與附著力的關(guān)系 8 表面粗糙度與附著力的關(guān)系 9第三章 實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)論分析 10 薄膜表面張力及評價實(shí)驗(yàn)研究 10 實(shí)驗(yàn)材料及制備 10 實(shí)驗(yàn)方法 11 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 11 薄膜表面摩擦系數(shù)的測試研究 12 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備 12 實(shí)驗(yàn)方法 13 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 14 油墨密度與附著力的測試實(shí)驗(yàn)研究 14 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備 14 實(shí)驗(yàn)方法 15 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 16結(jié) 論 20參考文獻(xiàn) 21致 謝 23附 錄 24第1章 概論 課題背景進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們的生活水平有了很大的提高，人們的消費(fèi)行為更為理智和挑剔，所以對商品包裝的要求也越來越高。實(shí)驗(yàn)部分則是通過對比三種不同極性的材料，電暈處理前與電暈處理后的表面張力、摩擦系數(shù)、油墨密度以及油墨附著率，從而得出電暈處理對薄膜印刷適性的影響。電暈表面處理技術(shù)與應(yīng)用對高科技經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及傳統(tǒng)工業(yè)的改造有著巨大的影響。摘 要近些年來，人們對商品包裝的要求越來越高，塑料是一種高分子合成材料，以其無可比擬的優(yōu)勢在包裝領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。電暈表面處理是目前最常用也是技術(shù)相對最成熟的一種處理方式，采用高頻高壓或中頻高壓對塑料薄膜表面進(jìn)行處理，使電極間產(chǎn)生電子流，在薄膜表面形成氧化極化基，使薄膜表面產(chǎn)生極性，便于印刷油墨吸附。最后，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析和評價得出一定的結(jié)論，希望能為今后對塑料薄膜表面處理的進(jìn)一步研究打下一定的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。塑料是一種高分子合成材料，用于包裝印刷的塑料薄膜因具有透明度高、強(qiáng)度好、韌性強(qiáng)、密度低、耐化學(xué)性優(yōu)良等特性，越來越得到廣泛的應(yīng)用。因此，在印刷之前應(yīng)根據(jù)不同塑料的表面特性而確定其是否需要進(jìn)行表面處理。塑料薄膜進(jìn)行印前表面處理的方法很多，主要分為化學(xué)處理法和物理處理法。 薄膜表面處理研究現(xiàn)狀目前，表面處理有電暈處理、等離子處理、火焰法處理、氧化法、溶劑法等幾種處理方式。放電時，還會產(chǎn)生大量的臭氧，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能使塑料分子氧化，在活性點(diǎn)生成極性基團(tuán)，使分子極性增大，表面張力提高，對油墨產(chǎn)生很強(qiáng)的親和力、吸引力，增加油墨的印刷牢度。 化學(xué)氧化處理,印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表面進(jìn)行處理，使其表面生成輕基、撥基等極性集團(tuán)，同時得到一定程度的粗化，以提高油墨與塑料薄膜的表面結(jié)合牢度。并且處理液一般都具有化學(xué)侵蝕性，造成環(huán)境污染及對人體的危害，目前較少采用這種工藝，一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝。 涂層處理法是在薄膜上涂以特定的涂料，以改變其表面吸附性能。利用高頻高壓電源，在放電刀架和刀片的間隙產(chǎn)生電暈放電而形成低溫等離子體區(qū)。(2)提高表面粗糙度。(3)分別對PE、PVC與PET三種薄膜進(jìn)行電暈處理實(shí)驗(yàn),來改善薄膜表面的性能，提高其印刷適性。第二章 理論分析 電暈處理塑料薄膜表面處理最常見的是電暈處理。氧在電暈處理的作用下，產(chǎn)生電離形成臭氧，它可以立即氧化塑料分子，可在其分子鏈上生成羥基、羧基、不飽和鍵等。（3）使表面的低分子物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，除去表面的弱界面層，增強(qiáng)油墨的附著力。但溫度不宜太高，否則會形成新的薄弱界面層，反而使強(qiáng)度下降。要處理時間長，機(jī)器的速度就要慢一些，但若機(jī)器的速度太慢，處理時間太長，會使材料老化，產(chǎn)生異味，發(fā)生粘邊，光澤變差。③薄膜種類的影響。三者分別是非極性、極性和強(qiáng)極性物質(zhì)，表面自由能也不一樣，表2—1有具體數(shù)值。原因有三點(diǎn)：（1）為了增加印刷和非印刷表面能的差別，防止油墨的卷取時反粘到非印刷面上，還是對印刷面進(jìn)行了電暈處理；（2）PVC、PET的內(nèi)聚力要大于PE，同樣表面能的三種薄膜用于印刷，PVC、PET的印刷效果要比PE差，在印刷過程中，為了有效附著油墨保證印刷質(zhì)量，被印薄膜表面能必須高于油墨表面能10個達(dá)因。由碳?xì)鋬煞N元素組成，和石蠟的分子結(jié)構(gòu)相似，只是分子量比石蠟大得多。聚乙烯的表面能極低，屬于非極性材料，印刷、復(fù)合之前必須要進(jìn)行表面處理。聚氯乙烯透明性好，耐水性、耐藥品性優(yōu)良，但含有增塑劑和有害穩(wěn)定劑的聚氯乙烯不適合食品包裝。PET薄膜是一種透明度和光澤度都非常好的薄膜，特別適合用于里印。 印刷適性與影響因素薄膜的印刷適性可以沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，在參考各種資料后，我認(rèn)為可將其理解為：薄膜能適應(yīng)油墨、印版及工藝條件的要求，保證印刷工序順利進(jìn)行，并獲得優(yōu)秀印刷品所必需的條件。塑料薄膜印刷的基材中，聚乙烯和聚丙烯分子結(jié)構(gòu)基本上不帶有極性，屬非極性高分子結(jié)構(gòu)，惰性強(qiáng)，不容易接受油墨。(3) 化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)。就要加入一定量的助劑。而采用電暈表面處理，可以達(dá)到改善塑料薄膜印刷適性的目的，從而為難印塑料的印刷提供了一種新途徑。臨界表面張力是指塑料薄膜表面恰好被液體完全潤濕時，此液體的表面張力就是該塑料薄膜的的臨界表面張力。 接觸角與附著力的關(guān)系圖22 接觸角與各界面張力的關(guān)系在考慮油墨的潤濕和附著時，接觸角是一個重要的參數(shù)。為界限。接觸角α象征著三個界面張力、相互作用的平衡狀態(tài)，它們之間達(dá)到平衡后，水平方向的力平衡關(guān)系如下： （21）式中的為接觸角，此式就是表面張力與接觸角關(guān)系的楊氏方程。只有當(dāng)，液體完全被潤濕；時，潤濕不完全；而則完全不潤濕。 表面粗糙度與附著力的關(guān)系印墨的附著力還與塑料薄膜表面粗糙度有關(guān)，只有在合適的表面粗糙度下，才能獲得最大的附著力。當(dāng)時，塑料薄膜的粗糙度越大，表面越容易被潤濕，印墨的附著力也越大。由于實(shí)驗(yàn)室電暈儀器的局限性，電暈處理無法進(jìn)行，本次實(shí)驗(yàn)選用的部分材料為出廠前進(jìn)過電暈處理過的。測定塑料薄膜臨界表面張力最簡單直接的方法就是通過達(dá)因筆測試。試樣為單面電暈PE薄膜。試樣分兩種，一種為未電暈PVC薄膜，另一種為單面電暈PVC薄膜。 圖31 圖32如果液膜持續(xù)2s以上不破裂，即達(dá)因液均勻分布如圖31，用下一較高表面張力的達(dá)因液重新涂抹在同一類型的新試樣上，直到液膜在2s破裂；如果連續(xù)液膜保持不到2s，即達(dá)因液呈水珠狀分布如圖32，則用較低表面張力的達(dá)因液，直至液膜能持續(xù)2s為止。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析經(jīng)過反復(fù)測試，最終確定各表面的張力，見表32表31 印刷面經(jīng)過電暈與未電暈的表面張力（mN/m)品種PEPVCPET未處理303843已處理424855 圖33 印刷面經(jīng)過電暈與未電暈的表面張力的對比觀察圖33，很明顯發(fā)現(xiàn)電暈處理對于三種薄膜的表面張力都有明顯的提高。試樣為單面電暈PE薄膜；PET聚酯薄膜，厚度為25，為浙江大東南包裝材料有限公司生產(chǎn)，采用德國布魯克納的雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)線。 將儀器水平調(diào)節(jié)好； 打開儀器正面左側(cè)的電源開關(guān)，主機(jī)顯示器待機(jī)狀態(tài)； 打開計算機(jī)之后，進(jìn)入操作軟件主畫面； 參數(shù)設(shè)定：根據(jù)試樣的規(guī)格以及實(shí)際需要輸入相應(yīng)的參數(shù)； 設(shè)置實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑x擇“摩擦系數(shù)測試”； 選擇試驗(yàn)速度； 調(diào)整鋼帶位置：實(shí)驗(yàn)前，仔細(xì)檢查水平鋼帶上“0”箭頭是否指向指示牌上的“夾具放置區(qū)”內(nèi)；否則，點(diǎn)擊【前進(jìn)】鍵或【后退】鍵，使水平鋼帶上“箭頭”指向“夾具放置區(qū)”內(nèi)，然后點(diǎn)擊【停止傳動】鍵； 將一個試樣的實(shí)驗(yàn)表面向上，平整地固定在水平試驗(yàn)臺上，試樣與試驗(yàn)臺的長度方向應(yīng)平行； 將另一個試樣的試驗(yàn)表面向下，包住滑塊帶毛氈的一面，用膠帶在兩側(cè)固定。一方面，粗糙度大的印墨與塑料薄膜的有效粘接界面面積增大，而且印墨能直接進(jìn)入微孔，當(dāng)溶劑揮發(fā)后，印墨樹脂就被機(jī)械地鑲嵌在孔隙中，形成許多微小的結(jié)協(xié)聯(lián)結(jié)點(diǎn)，將印墨牢牢地“鉚”在塑料薄膜表面。采用膠粘—數(shù)格法法對未經(jīng)處理的三種薄膜和經(jīng)過電暈處理的三種薄膜進(jìn)行測試。去油污，用砂紙打磨，除去網(wǎng)框上的毛刺，以免弄破絲網(wǎng)。初拉、重拉：初拉僅拉伸至額定張力的60%，初拉后等待十分鐘左右，提高氣壓至額定值，同時用張力計測量張力值，每隔510min對損失的張力補(bǔ)償一次。涂布感光膠：對經(jīng)過清洗、干燥的絲網(wǎng)進(jìn)行感光膠的涂布，將調(diào)制好的感光膠倒入刮斗中，讓刮斗的前端與絲網(wǎng)接觸進(jìn)行涂布。曬版完成后顯影，干燥。 油墨密度的測量打開愛色麗528分光光度儀，進(jìn)入密度菜單，設(shè)置為相對密度，同時將密度設(shè)置為自動，這樣測出的是印刷樣張的主密度值。數(shù)出膠帶上油墨所占格數(shù)n。對于PE薄膜，電暈處理提高了其油墨轉(zhuǎn)移效果，即電暈處理改善了PE薄膜的表面印刷適性。通過數(shù)據(jù)分析得出，電暈處理對PET薄膜油墨轉(zhuǎn)移效果沒有影響。圖39 兩種PVC印刷膜膠粘后的效果表34 電暈處理前后PVC