【正文】 3843已處理424855 圖33 印刷面經(jīng)過(guò)電暈與未電暈的表面張力的對(duì)比觀察圖33，很明顯發(fā)現(xiàn)電暈處理對(duì)于三種薄膜的表面張力都有明顯的提高。注意事項(xiàng)：達(dá)因液的配比必須準(zhǔn)確；不同達(dá)因值液體使用的棉簽不能混用； 檢測(cè)是所涂的達(dá)因液的厚度對(duì)其收縮速度有一定影響，一般涂布量越厚其收縮速度越慢。 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)方法測(cè)定時(shí)，將試樣水平放在光滑的試驗(yàn)臺(tái)平面或平板上，用脫脂棉簽蘸上某一配比的達(dá)因液，順同一方向在試樣上水平移動(dòng)棉簽涂抹，使測(cè)試液分布到至少兩平方厘米以上。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。試樣分兩種，一種為未電暈PET薄膜，另一種為單面電暈PET薄膜。試樣為單面電暈PE薄膜。在本實(shí)驗(yàn)中也是使用自行配置的達(dá)因水進(jìn)行測(cè)試。測(cè)定塑料薄膜臨界表面張力最簡(jiǎn)單直接的方法就是通過(guò)達(dá)因筆測(cè)試。此外，為了能更直觀地發(fā)現(xiàn)薄膜表面電暈前后的印刷適性的改變，對(duì)薄膜進(jìn)行色塊的印刷，使用分光光度儀對(duì)油墨的主密度進(jìn)行測(cè)試，然后通過(guò)膠粘數(shù)格法檢測(cè)油墨在薄膜表面的附著力，來(lái)對(duì)比薄膜表面電暈前后的印刷適性。由于實(shí)驗(yàn)室電暈儀器的局限性，電暈處理無(wú)法進(jìn)行，本次實(shí)驗(yàn)選用的部分材料為出廠前進(jìn)過(guò)電暈處理過(guò)的。第3章 實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)論分析通過(guò)第二章對(duì)電暈表面處理、三種薄膜的特性以及印刷適性影響因素的系統(tǒng)分析，可以清楚發(fā)現(xiàn)表面張力以及表面粗糙度的提高，能夠很明顯地提高薄膜表面的印刷適性。當(dāng)時(shí)，塑料薄膜的粗糙度越大，表面越容易被潤(rùn)濕，印墨的附著力也越大。但是，表面太粗糙對(duì)印墨的附著也不利，因?yàn)楸砻孢^(guò)于粗糙會(huì)使印墨的潤(rùn)濕性變差，不能填滿微孔，造成粘附缺陷，附著力反而下降。 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。要增大油墨在塑料表面的附著力，希望值越大越好。只有當(dāng)，液體完全被潤(rùn)濕；時(shí)，潤(rùn)濕不完全；而則完全不潤(rùn)濕。液體一方面受到液體內(nèi)部分子內(nèi)聚力的作用，另一方面也要受到固體分子對(duì)它的粘附力的作用。接觸角α象征著三個(gè)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。為能潤(rùn)濕，α=0為完全潤(rùn)濕；α=180176。為界限。如圖2—3所示，液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度可用接觸角α來(lái)衡量，α越小表示液體愈易潤(rùn)濕固體表面。 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(rùn)濕和附著時(shí)，接觸角是一個(gè)重要的參數(shù)。在業(yè)內(nèi)常用“達(dá)因/厘米”作為承印物表面附著能量的單位。臨界表面張力是指塑料薄膜表面恰好被液體完全潤(rùn)濕時(shí)，此液體的表面張力就是該塑料薄膜的的臨界表面張力。 表面能與附著力的關(guān)系在研究印墨的潤(rùn)濕和附著時(shí)，塑料薄膜表面能也是一個(gè)重要參數(shù)。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。這些助劑在高溫吹塑后，就會(huì)緩慢的向表面遷移，形成油污，使薄膜不易與其它物質(zhì)粘合。就要加入一定量的助劑。(4) 助劑的影響。(3) 化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)。高分子聚合物的表面能越低，其表面張力越低，越不容易被液體所浸潤(rùn)。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。薄膜的印刷適性較差主要表現(xiàn)在油墨轉(zhuǎn)移不良、印跡的附著性不好、油墨的干燥速度和印材本身變形等方面原因而出現(xiàn)墨層脫落、粘連、套印不準(zhǔn)的問(wèn)題。 印刷適性與影響因素薄膜的印刷適性可以沒(méi)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。聚酯薄膜的機(jī)械強(qiáng)度大，其拉伸強(qiáng)度大約是聚乙烯的5—10倍。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。 聚酯薄膜PET聚酯，原名為據(jù)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，簡(jiǎn)稱PET。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。在光熱作用下易釋放出Hcl氣體而分解，此外在空氣中也會(huì)發(fā)生分解，經(jīng)添加助劑處理后，可提高薄膜的使用功能。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。無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭，符合食品包裝衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。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。綜上所述，三種不同極性的薄膜都需要進(jìn)行表面處理；(4）表面張力會(huì)隨時(shí)間的推移有衰減的趨勢(shì)，一般塑料薄膜的保質(zhì)期在一到兩年，所以剛出廠的塑料薄膜的表面張力應(yīng)處于一個(gè)比較高的值。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(shí)反粘到非印刷面上，還是對(duì)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(guò)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(gè)達(dá)因。表2—1 塑料表面極性與表面張力（mN/m)代表性塑料PEPVCPETμ（偶極矩）0極性強(qiáng)弱非極性極性強(qiáng)極性未經(jīng)處理的表面能313944雖然理論上分析，薄膜表面張力大于38mN/m就可以滿足印刷要求，PVC、PET表面呈極性完全符合要求，可以不進(jìn)行表面處理。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。 (5) 薄膜處理后表面張力的時(shí)效性問(wèn)題表面處理后的表面張力有一個(gè)時(shí)效問(wèn)題，當(dāng)剛剛處理好時(shí)，能達(dá)到40~42mN/m，但過(guò)幾天以后，再去檢測(cè)時(shí)，會(huì)下降到39mN/m左右，再過(guò)兩個(gè)星期，又會(huì)下降一些，因此，加工好的薄膜最好在7天內(nèi)用完，保存期超過(guò)一個(gè)月時(shí)表面張力會(huì)下降到38mN/m以下，在粘接、印刷方面就不太理想。③薄膜種類的影響。②薄膜密度的影響。要處理時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)器的速度就要慢一些，但若機(jī)器的速度太慢，處理時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)使材料老化，產(chǎn)生異味，發(fā)生粘邊，光澤變差。濕度大時(shí)處理效果變差，是由于空氣中的水分子吸收了部分由電暈而產(chǎn)生的離子。但溫度不宜太高，否則會(huì)形成新的薄弱界面層，反而使強(qiáng)度下降。電極間隙越大，電暈效果越差。（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。（2）表面微觀毛糙。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。1—塑料薄膜；2—電弧放電；3—高頻高壓電發(fā)生器；4—電極；5—絕緣輥；6—導(dǎo)輥；7—收卷裝置圖21 電暈處理示意圖 電暈原理電暈處理的是將薄膜經(jīng)過(guò)有高壓存在的兩電極間，高壓使電極間的空氣發(fā)生電離。第二章 理論分析 電暈處理塑料薄膜表面處理最常見(jiàn)的是電暈處理。(5)對(duì)處理后的PE、PVC與PET薄膜進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，對(duì)油墨在處理前后的薄膜上的的密度以及油墨在處理前后的薄膜上的附著力進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比來(lái)比較PE、PVC與PET薄膜的印刷適性以及總結(jié)出電暈處理對(duì)薄膜印刷適性的改善程度。(3)分別對(duì)PE、PVC與PET三種薄膜進(jìn)行電暈處理實(shí)驗(yàn),來(lái)改善薄膜表面的性能，提高其印刷適性。 研究?jī)?nèi)容 (1)從接觸角、表面張力與粗糙度等因素對(duì)附著強(qiáng)度的影響來(lái)進(jìn)行薄膜的印刷適性理論分析。(2)提高表面粗糙度。 研究目的與方案 研究目標(biāo)為了得到表面能高、油墨轉(zhuǎn)移性能好、附著性能好的薄膜，從而提高在印刷過(guò)程中油墨在薄膜表面的附著力以及減少在復(fù)合與成型過(guò)程中因油墨和薄膜粘接不牢而產(chǎn)生的油墨與膜材分離等質(zhì)量問(wèn)題，電暈處理處理的目標(biāo)：(1)提高表面能。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)。顯然涂層處理的效率也太低。 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。紫外線照射使高聚物表面發(fā)生裂解、交聯(lián)和氧化。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(duì)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。一般來(lái)說(shuō)，處理時(shí)間長(zhǎng)，處理溫度高、效果較好，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高，雖然增加了表面極性，同時(shí)還將引起表面氧化、老化，粘接強(qiáng)度反而降低。 化學(xué)氧化處理,印刷前利用氧化劑對(duì)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(shí)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。聚烯烴經(jīng)火焰處理后形成了極性基團(tuán)，潤(rùn)濕性得以改善，而粘接性的改善則由于極性基團(tuán)改善了潤(rùn)濕性以及產(chǎn)生斷鏈而相對(duì)改善。放電時(shí)，還會(huì)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