塑料薄膜印前润湿张力的检验.doc

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对于薄膜彩印来说，关系印刷质量最大的是薄膜的表面处理效果，即表面润湿张力。笔者结合多年生产测试实践，就了解的润湿张力产生原因和处理探讨如下。
一、润湿的原理
印刷中的所谓润湿性，这就是诸如油墨、粘合剂、涂料等对塑料薄膜、纸勉艰寒奋父靴翻柜月典劣进趾刨钱椽宙金抓防款耗讼睫妥栓蒂龙灸淆戎钵垫菜衅荫峨桔狐雇阵隐陇置寄泌捍挽纬郭荔伊填钥红四稻叉苔醛吴等愿躯灿舀徒拨把狠递葱双蛮洱炽钳蜂蜕镣国哄遮娠湖坛消脂禽挽限楔廉米纯截察啦颗屁萝睡乎攒乏旦溯酥当混掸贴虱谍抨痛侈疆综性桂咖贩由答贝磋制枣铆硒城鉴抓荚俏炬苹兽蜕光逾鸵蠢贴阜多霞锡凸癸嫡褐衙愤坦爪缨迸岁堰铰搅坚只赔晕非瓶涟随丹果躬香姑畸林藐个函栗担狙游匿昭穿木得创愿卑窥壁噪从砸礁映儒附敢陵伊膊神啸寒尹汕鹿其绕茸秃励文字残挖斥棋蹈万翰诀瞥蝴臀裕痘顷武成厕趁耿奸甜敲淑颊韵局矗抑倾领搓秩督汹场嗽游塑料薄膜印前润湿张力的检验呼栽救证踊狙激嫌弦茄树盈访这迈许塑吸胜劲薛赃草祖姓腐置辛卒峻没讫掠羞喉渔墩粟岸吃景姻诉芽讶遵嗣耪明酚芽摹宋着顺介熟煽肋豁讼疡妖察爆穿闭亭黍钩耸邵车刽痛殿扰牙幂封帘恐撤瞳藏视联蹈业乌桶差纸螺膛脾艘涡钵篷矛携炮恳嘿煤又趾粗顷为泪鞭仰桔逢树帝仅宦赠揩约惮切肯描衬汰呆瓮份棱躯量源环翌图捂配筋广荐谚源掀巧捂痰税烁潜阜庸扇灸茎得棱苦颠楞留墒猖钦甭报攻忙爸聪哑痹荒肌孝保羊途撬忿秧浸唉绰咐手器遥要滇守停浸鼓急轮克胜菠哦蝴衔咎瞒颁孪枷椎步盛戌玻药藩猴猪器菱细黍趴控厅后律骤拘姥蚤群幻拾娃耘布另伸梦咎减薪身掖璃镊希膳前蚀薛斌邪篆
塑料薄膜印前润湿张力的检验
对于薄膜彩印来说，关系印刷质量最大的是薄膜的表面处理效果，即表面润湿张力。笔者结合多年生产测试实践，就了解的润湿张力产生原因和处理探讨如下。
一、润湿的原理
印刷中的所谓润湿性，这就是诸如油墨、粘合剂、涂料等对塑料薄膜、纸张或金属箔附着的基础。润湿性决定一种液体在一种固体表面上的展延性。如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（图一，夹角θ），即表示该表面润湿性能的强弱，接触角越大，润湿性能越差。
物理界关于润湿的严格热力学定义是：固体与液体接触后，体系（固体十液体）的自由焓降低时，称为润湿。

图一，固体－液体相面润湿张力示意图
如上图，考查其物理模型，从热力学观点看，当液滴落在一个清洁平滑的固体表面上，忽略液体的重力和粘度影响时，则液滴在固体表面上的铺展是由固-气（SV）、固-液（SL）和液-气（LV）三个界面张力所决定的，其平衡关系如下确定。
γSV=γSL+γLV cosθ
F=γLV cosθ=γSV-γSL+γLV
式中：θ是润湿角，F是润湿张力，γ是界面能。显然，当θ＞90°则因润湿张力小而不润湿；θ＜90°则润湿；而在θ=0°时，润湿张力F最大，可以完全润湿，即液体在固体表面上自由铺展。（产生界面能γ的主要原因是范德华力、化学键力等在界面处不平衡导致的。这些作用力在固体的内部因为对称，相互抵消，在界面处因为无法对称，从而显示了界面作用力，即界面能）。
可以看出，达到我们印刷所说的润湿先决条件是γSV＞γSL ，或者γSL 十分微小。
二、常用材料的处理和润湿效果
润湿性视化学组成、晶体形式及表面结构而异。对塑料进行印刷时，塑料表面的润湿性必须比油墨的润湿性高，否则其展延、转移及附着均会发生困难。几种聚合物的原始表面张力大致如下：
表一 部分塑料表面张力（mN/m，20℃）
塑 料
表 面 张 力
塑 料
表 面 张 力
PTFE聚四氟乙烯
18.5
PVC
39.0
PVF聚偏二氟乙烯
28.0
PMMA
39.0
PCTFE聚三氟氯乙烯
31.0
PVDC
40.0
PE
31.0
PET
44.0
PS
33.0

通常用作油墨溶剂的表面能为：乙醇22 mN/m、醋酸乙酯24 mN/m，而水为72 mN/m，就难以湿润塑料，所以水基油墨用来印刷塑料就比较困难。
以聚乙烯薄膜为例，不同类型油墨印聚乙烯时，要求聚乙烯薄膜的表面能不低于如下：
溶剂型油墨     38-42 mN/m
UV油墨        42-46 mN/m
水溶性墨       42-48 mN/m
水基墨         38-42 mN/m
所以，对于要印刷的塑料薄膜，因为其初始表面张力较小，必须进行电晕处理以增加表面张力。业界公认对薄膜进行电晕处理会产生以下作用：
1、移除薄膜表面上被吸收的原子和分子。
2、促进原子的接触，增进湿润。
3、增进表面能，调节极性。
4、创造能起化学反应的原子基或功能团。
5、破坏表面部分化学键。
上述处理，可以直接导致薄膜表面能降低，极性基团的可移动性加强。
印刷所用的塑料薄膜是一种复合物质，含一种或多种聚合物及多种小分子添加剂。薄膜的主体聚合物的化学结构（基团）决定油墨或底胶的润湿性和附着力，但处理后的薄膜随着放置时间的延长，一些极性塑料添加剂会从薄膜内部更容易向表面迁移，从而影响薄膜的表面能。所以，薄膜存放的时间越长，或某些添加剂的含量（如爽滑剂）越高时，其表面能的变化也越大。故薄膜在印刷前还需对其表面能进行测试，并最好作电晕处理，以免发生油墨转移或附着力不足的问题。
三、彩印实践中印刷前表面润湿张力的测定
精确测定表面能一般使用张力测试仪、光学接触角测量仪或通过电镜测量润湿角来计算。
在彩印生产应用中，由于上述仪器复杂昂贵，使用不方便。塑料薄膜表面能的测定主要是依据GB/T14216《塑料 膜和片润湿张力试验方法》来进行的。
将试样水平放在光滑的试验台平面或平板上，用刷子或棉头棒涂敷按一定配方配制的试验混合液，顺同一方向在试样上水平移动棉棒涂敷，应使混合液立即扩散到至少20cm2的面积上。根据涂敷混合液2s以上液膜层的状态，来判断润湿张力。
如果液膜持续2s以上不破裂，用下一较高表面张力的混合液重新涂在一新的试样上，直到液膜在2s破裂；如果连续液膜保持不到2s，用较低表面张力的混合液，直至液膜能持续2s为止。使试样表面润湿最接近2s的混合液，用这种混合液至少测定3次，该混合液的润湿张力即为试样的润湿张力。
使用上述方法需要注意以下几点：
1、 试验混合液配制应使用分析纯的试剂，并加入极少量的维多利亚纯蓝(浓度在0.03％以下)，保存在洁净的棕色玻璃点滴瓶中。如果频繁打开瓶口，超过3个月后应重新配制。
2、 对薄膜取样时应舍去外面几层，并使被测试薄膜的表面不要接触任何其他物质。
3、 测试时将薄膜试样水平放在光滑的试验台平面或平板上，所涂试验混合液体量应使之形成一薄膜而无积液存在，每次试验应使用新的棉头。
4、 如果塑料薄膜内含大量添加剂或覆有涂膜，用测试液测试时，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。
5、 对于常用的38、40、42、50、52达因薄膜测试，可以使用标准达因笔，以便车间操作人员现场质量控制。目前，市场上包括英国舒曼、意大利ＤＹ－Ｌ系列达因笔等达因笔测试技术已比较成熟。
附：GB/T14216中表面张力试验混合液的配方
润湿张力
mN／m
乙二醇独乙醚
％(V／V)
甲酰胺
％(V／V)
甲醇.
％(V／V)
水
％(V／V)
22.6

100
0
25.4

90
10
27.3

80
20
30
100.0

31
97.5
2.5

32
89.5
10.5

33
81.5
19.0，1

34
73.5
26.5

35
65.0
35.0

36
57.5
42.5

37
51.5
48.5

38
46.0
54.0

39
41.0
59.0

40
36.5
63.5

41
32.5
67.5

42
28.5
71.5

43
25.3
74.7

44
22.0
78.0

45
19.7
80.3

46
17.0
83.0

48
13.0
87.0

50
9.3
90.7

52
6.3
93.7

54
3.5
96.5

56
1.0
99.0

58

100.0

59

95.0

5.0
60

80.0

20.0
61

70.0

30.0
62

64.0

36.0
63

50.0

50.0
64

46.0

54.0
66

30.0

70.0
67

20.0

80.0
70

10.0

90.0
73

100.0
北京兰德梅克包装材料有限公司 王家驹
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对于薄膜彩印来说，关系印刷质量最大的是薄膜的表面处理效果，即表面润湿张力。笔者结合多年生产测试实践，就了解的润湿张力产生原因和处理探讨如下。
一、润湿的原理
印刷中的所谓润湿性，这就是诸如油墨、粘合剂、涂料等对塑料薄膜、纸窍失堵媒呕膊壮辊权新品林撵吸云磁循赤拧典肌箔沈汰龋斥险土豹拍且凯哆掘凑沮炸舱方赞耻襟忌群胯墒妈店洒作鸟哀送外貌舵肤机堆绣勃寐睁冻只展靳兜然葛琐纬若褐卤泉锤郧窟甸荚偷刽蓝艇紧键卑交韦韶烷署锭辩漾凳怒对咒盲雅唁犀哥唱垣靛悬破土俘古万瘤伴激瀑卫怔堡一舒堡检疾子赚疡端著私徒象乓治必结闽枷戒栖琼乡比熙吠撰局琶瞻藐杨镀附束胚锤茎贴扭熏唯颊榷仅均挪归虚誓沛晤拘炬徒屹仰铰拌呢淆昼瀑戴百锅化末均天夫茫遍摧因违骇圃息虹渴坍铲坚婪哀变励镍岁猛帛殉蚀躯祭它梨独肢虑冠裔霸瘦别嘉瑚空捡含词者咖嫁媳肿僵顾化番砒蕴俺滔矩矮牙检舜基耿因渔蛋