塑料表面的物理、化學(xué)狀態(tài)直接影響著油墨和粘合劑在上面的轉(zhuǎn)移量和附著狀態(tài)。為了保證塑料表面有良好的可印性,要保證其表面張力高于油墨或粘合劑的表面張力,而PE、PP 塑料是非極性的蠟狀高分子材料,化學(xué)性能穩(wěn)定,表面張力低,如聚乙烯的表面張力值為31×10 -3N/m,油墨對其附著力極差,加之吹膜時添加的開口劑、抗靜電劑、耐老化劑等影響,難和油墨或粘合劑粘結(jié)。因此,薄膜在印前必須做活化、粗化等前處理,以便獲得附著力好的薄膜。
在處理裝置上施加高頻高壓電,使其電暈放電,產(chǎn)生細(xì)小密集的紫藍(lán)色火花??諝怆婋x后產(chǎn)生的各種等離子在強電場的作用下,加速而沖擊處理裝置內(nèi)的塑料制品,這些等離子粒子的能量一般在幾至幾十電子伏特,與塑料分子的化學(xué)鍵能相接近,因此,能誘發(fā)塑料表面分子的化學(xué)鍵斷裂而降解,增大表面粗糙度。在電暈放電時,還會產(chǎn)生大量的臭氧。臭氧是一種強氧化劑,使塑料表層分子氧化,產(chǎn)生羰基化合物、過氧化合物等。另外,電暈處理還有除去油污、水汽和塵垢等作用,經(jīng)過上述物理和化學(xué)改性后,能明顯改善塑料表面的潤濕性和附著性。
一、電暈處理法有以下優(yōu)點:
①處理材料的范圍廣,可用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、氟塑料,以及各種相應(yīng)的共聚物等;
②處理時間短、速度快,可在生產(chǎn)線上進(jìn)行處理;
③操作簡單、控制容易;
④電暈處理只涉及塑料表層極淺的范圍,一般只有納米數(shù)量級,基本上不影響制品的機(jī)械性能;
⑤無廢液排放,基本上不污染環(huán)境。
由于電暈處理具有上述優(yōu)點,因此,目前已廣泛用于薄膜印刷、涂布和復(fù)合等加工前的表面處理,以及用于厚度小于0.6mm片材的表面處理。
二、電暈處理時有幾個控制要點,需要注意:
1.處理程度
薄膜的處理程度將直接影響后加工的質(zhì)量,必須嚴(yán)格控制。若處理程度不夠,薄膜的潤濕性沒有明顯改善,會出現(xiàn)油墨的附著性差,膠粘帶的粘著性差,復(fù)合薄膜剝離力小等毛病,反之,若處理程度過頭,會出現(xiàn)薄膜表層老化,粘附性下降,光澤變差;表面分子過多交聯(lián),熱封性變差;薄膜容易粘連(特別是夏季高溫天),出現(xiàn)分切等加工困難,使用時難以揭開等毛病;總之,處理程度控制原則為:在滿足后加工要求的前提下,盡可能降低處理程度,避免不必要的過度處理。
2. 電極間隙
通常電極間隙控制在1mm~2mm為宜。在開機(jī)前,要仔細(xì)校準(zhǔn)電極間隙,使其均勻一致,否則會因處理強度不同而出現(xiàn)薄膜臨界表面張力一邊大,一邊小。 電極的刀口應(yīng)平直,不應(yīng)有缺口,否則會在缺口處的處理強度不均,薄膜上出現(xiàn)臨界表面張力低的縱向線條。使用一段時間后,電極的刀口上會產(chǎn)生一層氧化物,影響處理質(zhì)量,這時可用砂布打掉。
3. 處理電壓
施加于處理裝置上的電壓升高,處理效果增強,但不成比例,當(dāng)處理電壓升高到一定值后,基本上不再變化。處理電壓主要根據(jù)制品的厚度來確定,制品越厚,處理電壓越高。通常用于薄膜的處理電壓控制在10,000~20,000伏。
4. 處理功率
處理功率是決定處理程度的主要因素,為了達(dá)到表1的臨界表面張力值,必須施加一定的處理功率。由于處理速度、薄膜種類、經(jīng)歷、寬度等不同,施加的處理功率也不同。
5. 溫度與濕度
由于流水線生產(chǎn)時放點是在空氣中進(jìn)行的,所以溫度和空氣濕度也是影響電暈成都的一個參數(shù),溫度升高,處理程度增大;濕度增大,處理效果變差。
三、薄膜的電暈處理后具有時效性:
薄膜的處理程度會隨存放時間延長呈指數(shù)規(guī)律消退,消退速度快慢與存放環(huán)境溫度、原料牌號、薄膜厚度等多種因素有關(guān)。存放環(huán)境溫度越高,消退速度越快,并且越徹底。例如:在20℃以下的環(huán)境溫度中存放,聚乙烯薄膜的臨界表面張力在38mN/m~42mN/ m,一般能保持1個月,甚至半年,如果環(huán)境溫度提高到36℃以上,不管原薄膜處理程度有多深,1個月后,一般將退到38mN/m以下。
含有添加劑的原料制成的薄膜的消退速度比無添加劑的要快,這是由于這些低分子量物質(zhì)極容易析出,覆蓋在薄膜的表面,使粘附性變差;通常,厚的薄膜消退速度比薄的薄膜更快,因此,薄膜處理后,最好當(dāng)即印刷、涂布或復(fù)合,以得到最佳的潤濕性和附著力。對不能馬上進(jìn)行后加工的薄膜,應(yīng)注意以下3點:①選用消退速度慢的牌號作為薄膜的原料,這點需要依靠平時經(jīng)驗的積累;②適當(dāng)增大處理功率,加深處理程度;③盡可能在低溫環(huán)境中存放,以減慢消退速度。
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