塑料薄膜印前潤濕張力的檢驗(yàn)

1、塑料薄膜印前潤濕張力的檢驗(yàn)對于薄膜彩印來說，關(guān)系印刷質(zhì)量最大的是薄膜的表面處理效果，即表面潤濕張力筆者結(jié)合多年生產(chǎn)測試實(shí)踐，就了解的潤濕張力產(chǎn)生原因和處理探討如下。一、潤濕的原理印刷中的所謂潤濕性，這就是諸如油墨、粘合劑、涂料等對塑料薄膜、紙張或金屬 箔附著的基礎(chǔ)。 潤濕性決定一種液體在一種固體表面上的展延性。如水滴在親水性表面就展延成一薄水層，而在親油性 表面卻形成小水滴。水滴外表層的切線與固體表面間所形成的接觸角(圖一，夾角B),即表示該表面潤 濕性能的強(qiáng)弱，接觸角越大，潤濕性能越差。物理界關(guān)于潤濕的嚴(yán)格熱力學(xué)定義是：固體與液體接觸后，體系(固體十液體)的自由焙降低時(shí)，稱為潤濕。圖一，固體

2、一液體相面潤濕張力示意圖如上圖，考查其物理模型，從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，當(dāng)液滴落在一個(gè)清潔平滑的固體表面上，忽略液體的重 力和粘度影響時(shí)，則液滴在固體表面上的鋪展是由固-氣(SV)、固-液(SL)和液-氣(LV )三個(gè)界面張力所決定的，其平衡關(guān)系如下確定。Yv = Yl+ Yv cos 0F二ylv cos 0 =sy- Yl+Yv式中：0是潤濕角，F(xiàn)是潤濕張力，丫是界面能。顯然，當(dāng)0>90。則因潤濕張力小而 不潤濕；0V 90°則潤濕；而在0二0時(shí)，潤濕張力F最大，可以完全潤濕，即液體在固體表面上自由鋪展。(產(chǎn)生界面能丫的主要原因是范德華力、化學(xué)鍵力等在界面處不平衡導(dǎo)致的。這些作用力

3、在固體的內(nèi)部因?yàn)閷ΨQ，相互抵消，在界面處因?yàn)闊o法對稱，從而 顯示了界面作用力，即界面能)?？梢钥闯觯_(dá)到我們印刷所說的潤濕先決條件是Yv > Yl,或者Yl十分微小。二、常用材料的處理和潤濕效果潤濕性視化學(xué)組成、晶體形式及表面結(jié)構(gòu)而異。對塑料進(jìn)行印刷時(shí)，塑料表面的潤 濕性必須比油墨的潤濕性高，否則其展延、轉(zhuǎn)移及附著均會(huì)發(fā)生困難。幾種聚合物的原始表面張力大致如下：以聚乙烯薄膜為例，不同類型油墨印聚乙烯時(shí)，要求聚乙烯薄膜的表面能不低于如下： 溶劑型油墨UV油墨水溶性墨水基墨38-4242-4642-4838-42mN/m mN/m mN/m mN/m所以，對于要印刷的塑料薄膜，因?yàn)槠涑跏急砻?/p>

4、張力較小，必須進(jìn)行電暈處理以增 加表面張力。業(yè) 界公認(rèn)對薄膜進(jìn)行電暈處理會(huì)產(chǎn)生以下作用：移除薄膜表面上被吸收的原子和分子。促進(jìn)原子的接觸，增進(jìn)濕潤。增進(jìn)表面能，調(diào)節(jié)極性。創(chuàng)造能起化學(xué)反應(yīng)的原子基或功能團(tuán)。破壞表面部分化學(xué)鍵。1、2、3、4、5、表一部分塑料表面張力（mN/m , 20 C）塑料表面張力塑料表面張力PTFE聚四氟乙烯18. 5PVC39.0PVF聚偏二氟乙烯28.0PMMA39.0PCTFE聚三氟氯乙烯31.0PVDC40.0PE31.0PET44.0PS33.0通常用作油墨溶劑的表面能為：乙醇22 mN/m、醋酸乙酯24 mN/m ,而水為72 mN/m ,就難以濕潤塑料，所以

5、水基油墨用來印刷塑料就比較困難。上述處理，可以直接導(dǎo)致薄膜表面能降低，極性基團(tuán)的可移動(dòng)性加強(qiáng)。印刷所用的塑料薄膜是一種復(fù)合物質(zhì)，含一種或多種聚合物及多種小分子添加劑。薄膜的主體聚合 物的化學(xué)結(jié)構(gòu)（基團(tuán)）決定油墨或底膠的潤濕性和附著力，但處理后的薄膜隨著放置時(shí)間的延長，一些 極性塑料添加劑會(huì)從薄膜內(nèi)部更容易向表面遷移，從而 影響薄膜的表面能。所以，薄膜存放的時(shí)間越 長，或某些添加劑的含量（如爽滑劑）越高時(shí)，其表面能的變化也越大。故薄膜在印刷前還需對其表面 能進(jìn)行測試，并最好作電暈處理，以免發(fā)生油墨轉(zhuǎn)移或附著力不足的問題。三、彩印實(shí)踐中印刷前表面潤濕張力的測定精確測定表面能一般使用張力測試儀、光學(xué)

6、接觸角測量儀或通過電鏡測量潤濕角來計(jì)算。在彩印生產(chǎn)應(yīng)用中，由于上述儀器復(fù)雜昂貴，使用不方便。塑料薄膜表面能的測定主要是依據(jù) GB/T14216塑料膜和片潤濕張力試驗(yàn)方法來進(jìn)行的。將試樣水平放在光滑的試驗(yàn)臺平面或平板上，用刷子或棉頭棒涂敷按一定配方配制的試驗(yàn)混合液， 順同一方向在試樣上水平移動(dòng)棉棒涂敷，應(yīng)使混合液立即擴(kuò)散到至少20cm2的面積上。根據(jù)涂敷混合液 2s以上液膜層的狀態(tài)，來判斷潤濕張力。如果液膜持續(xù)2s以上不破裂，用下一較高表面張力的混合液重新涂在一新的試樣 上，直到液膜在 2s破裂；如果連續(xù)液膜保持不到2s,用較低表面張力的混合液，直至液膜能持續(xù)2s為止。使試樣表面潤濕最接近2s的

7、混合液，用這種混合液至少測定3次，該混合液的潤 濕張力即為試樣的潤濕張力。使用上述方法需要注意以下幾點(diǎn)：1、試驗(yàn)混合液配制應(yīng)使用分析純的試劑，并加入極少量的維多利亞純藍(lán)（濃度在0. 03 %以下），保存在潔凈的棕色玻璃點(diǎn)滴瓶中。如果頻繁打開瓶口，超過3個(gè)月后應(yīng)重新配制。2、對薄膜取樣時(shí)應(yīng)舍去外面幾層，并使被測試薄膜的表面不要接觸任何其他物質(zhì)。3、測試時(shí)將薄膜試樣水平放在光滑的試驗(yàn)臺平面或平板上，所涂試驗(yàn)混合液體量應(yīng)使之形成一薄膜而無積液存在，每次試驗(yàn)應(yīng)使用新的棉頭。4、如果塑料薄膜內(nèi)含大量添加劑或覆有涂膜，用測試液測試時(shí)，往往會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響 準(zhǔn)確性。在這種情況下，宜以蒸館水作接觸角測試。

8、5、對于常用的38、40、42、50、52達(dá)因薄膜測試，可以使用標(biāo)準(zhǔn)達(dá)因筆，以便車間操作人員現(xiàn)場質(zhì)量控制。目前，市場上包括英國舒曼、意大利DYL系列 達(dá)因筆等達(dá)因筆測試技術(shù)已比較成熟。附：GB/T14216中表面張力試驗(yàn)混合液的配方潤濕張力乙二醇獨(dú)乙醛甲酰胺甲醇.水mN / m% (V / V)% (V / V)% (V / V)% (V / V)22.6100025.4901027.3802030100. 03197.52.53289. 510. 53381. 519.0 , 13473. 526. 53565.035.03657.542. 53751.548. 53846.054.03941. 059.04036.563. 54132.567.54228. 571. 54325.374. 74422.078.04519. 780. 34617.083.04813.087.0509. 390. 7526. 393.