机械-塑材的电晕处理及表面张力测试技术

最近几年来，塑料包装的大量利用极大地促进了薄膜加工技术的提高，电晕处理技术从无到有不断发展拆迁评估面积标准，而作为该技术的1种基本丁具，电晕处理机广泛利用于包装行业中。电晕处理技术及测试是提高包装行业产品质量的重要1环。 1、电晕处理技术 电晕处理是1种电击处理，它使承印物的表面具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电(高频交换电压高达5000⑴5000V／m2)，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发牛交联．表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿忆-这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击腐蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。 电晕处理对塑料表面所产生的物理及化学影响是复杂的，其效果主要通过3方面来控制：①特定的电极系统，②导辊上的物介质，③特定的电极功率。 由于不同的化学结构有不同的原子键，所以对塑料电晕处理的效果也视塑料的化学结构而异。不同的塑料需要进行不同强度的电晕处理。实践证明：BOPP薄膜在生产后还会产生结构状态的变化，在几天内，聚合物由无定形变化成晶体形，从而影响电晕处理的效果。 经过电晕处理后，塑料表面层的交联结构比其内层的交联结构减少，因此其表面层的功能团有较高的移动性。所以，在储存中，很多塑料出现电晕处理效果的衰退，添加剂由内部向表面迁移，也是使表面能降落，影响附着力的因素，这类负面影响没法完全抑制。 实际上相对湿度也会影响电晕处理的效果，湿度是去极化剂，但1般来说由于影响其实不严重，常常在测试误差范围之内，被忽视不计。如果采取连机电晕处理，则更可没必要考虑。 电晕处理的日的是为了改变许多承印物的表面能量，使之易于同印刷油墨、涂布材料及胶粘剂相粘结。所有承印物在制造进程中进行1些处理以后便具有较好的粘着特性。电晕处理属于后期处理，需要指出的是电晕处理其实不是在生产承印物时所能利用的改变承印物表面能的唯1处理法。其它处理方法包括火焰处理及涂布处理法。具体采取哪种处理法主要取决于承印物的结构。 许多人认为，电晕处理使承印物表面变得粗糙，从而易于吸附印刷油墨及胶粘剂拆迁通告出来就必须强拆了吗，但是这类看法却被利用扫描电子显微镜得出的视察结果所否定。目前流行的理论认为，电晕处理使承印物表面分子结构重新排列，产生更多的极性部位，有益于附着外物。表面能的丈量单位为达因(dyne)。所有的液体和大多数承印物(多孔型除外)都可以测㈩其达因值。为了使印刷油墨能够很好地附着在承印物表面上，承印物的达因值应当比所有油墨的达因值高出10个达因。 水性油墨的表面能高于溶剂型油墨的表面能，所以其承印物也必须具有较高的表面达因值。自然界中的1切都有回归初始状态的特性。纸制品加工商想要到达的达因值越高，处理能量衰减得就越快。所以用水性油墨在薄膜、金属箔及1些纸张上印刷时，应当在开机印刷前进行2次处理。在印刷机上使用电晕处理装置(匹配得当)时，可使薄膜的处理能级加长到原来的能级(或略高)。 前面谈到，处理能级随着时间的推移而衰减。2次处理可以除去薄膜表面的污物，不但有助于提高印刷油墨的粘着程度，而且还能改进视觉效果。有鉴于此，专家们建议在使用溶剂型油墨、水性油墨或UV油墨承印薄膜、金属箔或1些纸张印刷活件时，应当对承印物表面进行2次电晕处理。 2、表面张力的测试 在工业性实践中，塑料表面能量(表面张力)的测定是通过测试油墨依照DIN ISO 8296或ASTM D 2578⑼9a宋进行的。按DINISO 8296法，是以已知不同表面能量的油墨在拟测试的薄膜上刷上约100mm上的墨条，并视察其90％1~2上的墨条边在2秒钟内是否是产生收缩并构成墨滴，如有，则换低1级表面能的墨再刷墨条，进行1样的视察，直至不收缩和不出现墨滴，此测试墨的表面能即相对应为该薄膜的表面能。这类方法能准确测出基材的表面张力、表面湿力并判定工作前基材表面因素是否是符合要求以便将油墨、涂层、粘度调解到工作所需。按ASTM D 2578⑼9a方法是以棉絮垫蘸测试墨涂出约25mmx25mm的方块，参照上述相同的方法进行视察，测得的是薄膜的最低表面能数值。此种测试方法由于墨层厚薄均匀度难以掌握，其准确性不及DIN ISO 8296法，DIN ISO8296的误差大约在1 mN／m范围内，而ASTM D 2578⑼9a的误差大约在2mN／m。所以在工业实践中，多采取DINISO8296法，且更简易、快速，而且使用英国舒曼牌的占多数。 但不论采取哪种方法，都可用同1种Sofial测试墨，有30⑺2mN／m 21种表面能级的测试墨(每种相差2mN／m)。达因试笔(38 mN／m)可以用作电晕处理后表面能的1种快速测试工具，但不适合作为已印好或涂布好表面的系统测试。当测试笔在电晕处理过的表面划出1条线，如果是连续成线的，说明该材料表面能不低于38mN／m，如断断续续不连成线，说明该材料表面能不到38mN／m，处理不足或乃至未处理，不符合印刷加工要求。 表面张力、表面湿力对准确测定印刷油墨和其他材料在表面的粘结状态是非常明确的标准，但影响粘度的还有其他因素，如静电及诸多的添加剂。但是这些因素在测试时却不常显示出，乃至是测试结果很好但实际却不合要求。这就需要和原料供应商讨论这些技术问题。1般而言，以上情况对他们来说是不会产生的，且表面值在38⑷1mN／m即能到达粘度要求。而表面张力在37mN／m以下时会造成许多白页(无印刷内容)，在35mN／m以下时粘度就不好了。 如果塑料薄膜内含大量添加剂或覆有涂膜，用以上测试墨或测试液测试时，常常会产生化学反应，影响准确性。在这类情况下，宜以蒸馏水作接触角测试。 总之，包装材料及其结构是随着各种密封方法、复合丁艺、印刷及油墨技术规范的提高而不断发展，有关的承印物也得到改进，而且技术难度更大。在这类背景下，电晕处理会发挥出更大的作用，电晕处理及测试技术亦将不断提高。（文/王亚彬）