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新闻来源：科印网发布日期：2007-8-23当前塑料UV胶印在立体印刷、卡片、盒形包装印刷等领域的应用越来越广泛，然而塑料承印材料的表面能较低，油墨难于附着在塑料表面，因此提高油墨在塑料表面的润湿性成为塑料印刷工艺中急需解决的问题。前不久，北京印刷学院与北京多彩印刷有限公司合作，从实际生产出发，用UV胶印油墨进行打样实验，探讨了在不同电晕处理条件下获得的具有不同表面活性的塑料承印材料对UV胶印油墨的附着力、油墨转移性能、叠印效果、印刷密度等油墨印刷适性的影响。实验器材（1）塑料承印材料使用PET、PVC、PP三种。（2）塑料表面接触角测试使用水和二碘甲烷作为标准液体。（3）塑料表面处理使用可以调节电流强度的SDCD16-3-20介质表面电晕处理仪。（4）接触角测试使用接触角仪，通过接触角换算成表面张力。（5）印刷打样使用IGT印刷适性仪。电晕处理与塑料表面性能1.电晕处理对接触角的影响改变电晕处理电流强度可以获得不同表面能的塑料表面。图1、图2分别为水、二碘甲烷在塑料表面的接触角与电晕处理电流强度的关系。从图1、图2的测试结果可以看出，随着电晕处理电流强度的增加，液体在塑料材料表面的接触角呈现下降的趋势，表明电晕处理对塑料材料表面结构具有一定的破坏作用，在经过电晕改性后，塑料材料的表面极性提高，表面能有所增加，有利于液体在其基层润湿。2.电晕处理对表面张力的影响对塑料表面进行电晕处理后，实质是改变了塑料表面的表面张力。图3表示三种塑料承印材料表面张力与电晕处理电流强度的关系。由此可以看出，电晕处理电流强度在一定范围（小于8A）时，随着电流的增大，电晕放电时产生的粒子动能增大，对打开塑料材料表面长链的化学键有利，表面能相应增加，因此塑料的表面张力随电流强度的增大而增加。但在电晕处理电流超过一定强度后，塑料表面结构遭到严重破坏，同时由于电晕作用产生的离子沉积在塑料表面，导致塑料表面能下降，因此表面张力出现下降趋势。三种塑料材料表面张力随电流强度的变化趋势相似，增幅均可达到7～8达因/厘米。PVC塑料材料的峰值出现在电流强度为7A处，PET、PP塑料材料的峰值则出现在电流强度为8A处。由于不同材料在性能上的差别，电晕处理时需要的激发电流强度不尽相同，而且在处理过程中，材料会被氧化生成不同的基团，也会影响塑料的表面张力。塑料承印材料经电晕处理后形成高能表面，但其保持时间受放置时间、环境温湿度的影响。图4表示PP、PVC、PET三种塑料材料经8A电流处理后，表面张力与放置时间的关系。在最初一段时间（3～5天）电晕处理效果消退速度较快，一般会降低几个达因。随着放置时间的延长，表面张力的下降速度逐渐减小，放置23天后，三种塑料材料的表面张力仍然比未经电晕处理时高出3～4达因/厘米。电晕效果消退的原因主要有两点：一是由于塑料承印材料高聚物分子链的自由旋转，使得活性基团逐渐转入到高聚物内部，导致表面润湿性降低；二是长时间放置使得活性表面吸附各种杂质导致表面能下降。因此实际生产中，塑料表面经处理后，应尽快实施印刷，不宜长时间放置，以免处理效果衰减造成材料印刷适性变差。塑料表面电晕处理与油墨印刷适性1.塑料表面处理对UV胶印油墨附着性的影响油墨附着性是指油墨墨膜与承印材料表面通过物理和化学作用相互粘结的能力，通常用附着力来衡量。实验中油墨附着力采用划格法进行表征。具体方法为：在面积为1cm×1cm的样张上等间距划出10个×10个方格，然后用胶带从这些方格上粘揭，计算粘揭后油墨墨膜脱落的面积率，以此表示油墨在承印材料表面的附着力。图5表示品红油墨在三种塑料承印材料表面的附着力与电晕处理电流强度的关系。测试结果表明，在PET和PVC材料上打样，电晕处理前后，油墨均具有很强的附着性，无墨膜脱落现象。在PP材料上打样，油墨的附着性受电晕条件的影响，电晕处理电流强度增大，表面能增加，油墨附着力增强，但电流强度过大，表面能下降，油墨附着力也降低。使用白、黄、青、黑色油墨打样，各色油墨在三种塑料材料上的附着性都表现出同样的趋势。塑料印刷通常先印白墨，再进行四色叠印。为了探讨印刷白墨后对其他颜色油墨附着性的影响，测试了各色油墨在白墨上叠印后的附着力。图6为三种塑料承印材料上品红油墨在白墨上的叠印效果与电流强度的关系。从图中可以看出，在PET、PVC材料上打白底后，品红墨的附着性很好。但在PP材料上打白底，再叠印品红油墨时，附着力极差。其他颜色油墨在白底上叠印时，也表现出同样的叠印结果。因此，实际印刷生产中需要在白墨上进行四色叠印时，应避免使用PP塑料材料。2.塑料表面处理对油墨转移率的影响油墨转移率是指从印版转印到承印材料上的油墨量与转印前印版上油墨量的比值，用百分比表示。通常油墨转移率越高印刷效果越好。图7、图8、图9分别表示各色油墨在PET、PVC、PP三种塑料承印材料上的油墨转移率。从图中显示结果可以看出，总体上，三种塑料承印材料经表面电晕处理后，油墨转移率都有不同程度的提高。塑料经表面电晕处理后，增加了表面能，提高了油墨在塑料表面的润湿性，增强了油墨与塑料表面的结合力是提高油墨转移率的主要原因。白墨在三种承印材料上都有较高的转移率，表面电晕处理后，转移率高达50%以上，黄墨的转移率最低，约为30%。3.塑料表面处理对油墨叠印率的影响油墨叠印率是衡量彩色印刷质量的重要参数之一，油墨在承印材料表面的润湿性能对油墨叠印率有较大影响。为了探讨塑料承印材料表面能对UV胶印油墨叠印率的影响，用不同电流强度分别对三种塑料承印材料进行表面电晕处理后，先用白墨打样作为底色，再在白墨上进行青墨、品红墨叠印，测试的油墨叠印率与电流强度的关系如图10所示。从图示测试结果可以看出，随着电晕处理电流强度的增大，在塑料表面张力上升的范围，油墨的叠印率呈上升趋势。电流强度过大，导致塑料表面张力降低时，油墨叠印率也随之下降。这说明对塑料UV胶印来说，塑料材料的表面活性越高，越有利于提高UV胶印油墨的叠印率，从而获得更佳的印刷效果。实验结论（1）塑料承印材料的表面活性随电晕处理电流强度的增加而增大，电流强度过大将导致表面活性下降。（2）UV胶印油墨转移率随塑料表面张力的增大而增加。使用7～8A的电流强度进行电晕处理，能够得到最大油墨转移率。（3）塑料承印材料经电晕表面处理后，能够提高UV胶印油墨的附着力。但电晕处理电流强度过大，由于降低了塑料表面活性，反而导致附着力降低。（4）在用白色打底的塑料承印材料上进行其他颜色油墨叠印时，油墨叠印率随塑料表面张力的增大而上升。作者：Allen发表时间：2007-9-1520:27:22柔印承印材料及其表面处理技术目前在包装薄膜上进行柔性版印刷还是一个非常复杂的问题．这主要是因为包装应用、薄膜、处理技术和供墨系统的种类实在太多了。本文将简要介绍几种常见的包装薄膜的应用及其相关的处理方法。为了在承印物上得到良好的油墨附着性，油墨和承印物必须具有相容的表面张力和表面能量，表面张力是指液体分子在表面附着时所需的能量，而表面能量则用来描述固体表面分子之间相互吸引所需的能量。由于这两个词部可以测试分子吸引并附着于其他分子表面的能量大小，因此很多印刷者认为这两个术语可以互换使用。表面张力与能量的测试单位均为dyne／cm(达因／厘米)。当液体吸附到固体表面上的表面张力高于固体承印材料的表面能量时，液体分子将聚集在一起．成为较大的液滴或水珠，而不能平铺在承印材料的表面，这种现象是由于较差的润湿性造成的。如果供墨系统与塑料表面之间的润湿性非常差，将没有油墨能够附着于塑料薄膜的表面。当液体的表面张力低于固态承印物的表面麓量时．液体分子之间相互聚集成水珠或液滴的趋势将明显下降，液体可以在承印物表面很好地分散开来．这时就可以称为润湿性良好。如果供墨系统与塑料薄膜之间的润湿性属于这种情况．虽然不能保证油墨能够很好地附着在固体表面，但毕竟表示承印材料的表面具有吸附油墨的能力。油墨附着于承印物是因为承印物表面的极性分子集团以及他们对油墨的吸引力，这与成功地在薄膜上完成印刷有着密切的关系。所有塑料胶片的表面能量部较低，因此在他们的表面进行印刷非常不容易。此外不同类型的胶片有不同的表面能量．聚乙烯薄膜、聚丙烯、共聚物的表面能量部较低，它们根本不具有足够的吸引力吸附油墨分子。另外，很多包装薄膜部含有一些添加剂，使最终成品具有某些物理特征，如：抗粘连、增强滑爽性、修正收缩薄膜张力、降低防雾包装品的表面张力以及调节空气的通过率等特性。这些添加剂将大大影响塑料材料的表面能量，由此而影响材料吸附油墨的特性。当前一种被广泛使用的添加剂是油和蜡．通份。这些成份可以润滑材料的表面，降低包装设备上卷筒与薄膜之间的摩擦系数。通常称他们为“滑爽剂”。这种舔加剂本来驻留在塑料薄膜的内部，随着时间的延长，材料的老化将慢慢转移到薄膜表面该变化过程的速率是随机的，即使是一卷．在挤压薄膜的不同地方变化的速率部有可能不同。根据不同的性质这些添加剂将减少薄膜的表面能量，可能在印刷机上甚至印刷之后的几周内严重地影响油墨附着特性。在鬲速印刷的薄膜中．最常使用的添加剂含有抗粘连成份。最基本的添加剂是硅、粘土和钙等无机混合物，一般在制造较粗糙薄膜表面的挤压过程中将这些添加剂舔加到薄膜的基本聚合物中。通过将平滑的薄膜表面改变为有小坑的表面后，薄膜和卷筒之间的摩擦系数将大幅降低。这种类型的添加剂不会明显地影响油墨附着性。混合添加剂是另一个让柔印工作者头痛的领域。通常这些薄膜带有抗粘连与增强滑爽性的添加剂，他们有时还可麓带有其他的添加剂．以让聚合物具有通过其他方法不能得到的物理特性。最后一种添加剂是表面活性剂，其作用是降低表面能量，以保证水滴不会附着于最终产品或起雾．可以用这种薄膜来包裹肉类或其他食品，是一种透明的薄膜，用户可以通过包装看到产品的质量如何。但在这种薄膜上印刷是很不容易的。判断所需的处理方法和程度的最好办法是经过反复实验。首先要知道油墨的达因值，一般油墨供应商会提供这些信息。还要了解不同处理程度对承印物达因值的改变。为了判断这些．推荐最好进行表面张力的测量．其中一种方法是测量接触角．这种方法要用到测角器，它可以将承印物上的水滴特性放大并在一个预先校准的量角器上反映出来。测量接触角的一个老办法是测量静态水滴。为了达到平衡，人们总是在水滴稳定后几桫才开始读数。然而最近的一个研究表明：测量那种还在晃动的动态水滴结果更为精确。前进的接触角度更好地反应了承印物上的掏湿性，而后退的接触角更好地暗示了液体在承印物上的附着特性。测量表面能量最常用的方法是使用甲酰胺与乙胺的一系列不同混合物，每种混合物都代表了一种具有不同表面张力的液体，使用一个棉布将这类液体涂布在承印物表面。如果在几秒钟以内没有生成水珠的话，通常认为这种承印物的达因水平与该液体的达因值相当或稍高一点。可以重复这种方法、逐渐增高或降低液体的选因值，直至发现润湿承印物所需的最高达因值。整个过程是非常主观的，但是从印刷商的观点来看这种方法切实可行、成本低、草作简单。因为塑料承印物的处理程度不断地随着时间改变，因此必须麓哆承受这种变化。随着薄膜的老化．一些添加剂将会渐渐转移到薄膜表面．比如：掏滑剂。这种添加剂将抵消常规的处理程度，因此有必要加大处理的力度。印届U商还需考虑的一些因素包括物理处理与储存温度。即使薄膜供应商在发货之前已经处理了薄膜，但是很多印刷者部会在印刷机上重新处理，这种现象变得非常普遍。在聚乙烯与聚丙烯薄膜印刷中，越来越多的人开始使用水性或uV油墨，这使电晕处理成为印刷与纸制品应用中的一个重要部分。因此系统制造商们也在不断接受挑战，以提高电晕处理技术来满足更高的需求。最近对所谓的“通用处理工艺”介绍得比较多。这些系统通常具有基于IGBT的可变频率动力，适合多种处理工作站的配置．处理工作站在设计上也变得更加通用了，使得印刷商和包装商可以灵活地根据印件的不同特殊需求改变工作站的配置，比如：从裸滚筒到带有包衬的滚筒到双绝缘滚筒的改变。虽然有多种方法可以得到这种灵活性．但是所有的方法部涉及到改变电极与滚筒配置的能力。改变电极配置的常见方法是替换电极或旋转