塑料薄膜的印前处理技术

　　1）塑料薄膜印前处理原理
　　理论上认为，要使塑料薄膜表面获得良好的可印性，塑料薄膜的表面张力应高于油墨的表面张力。而PP、PE膜系非极性高分子材料，化学性能稳定，表面张力小，加之在合成树脂时添加的开口剂、抗静电剂、耐老化剂的影响，难和油墨黏结。常用的几种薄膜的表面张力和印刷性参考如下：

塑料膜　　　　表面张力（N/m）　印刷性
聚丙烯（PP）　　　0.029　　　　 不好
聚乙烯（PE）　　　0.031　　　　 不好
聚氯乙烯（PVC）　 0.039　　　　 尚可
涤纶（聚酯）　　　0.043　　　　 尚可

　　（注：水表面张力为0.0725N/m，油类表面张力为0.025～0.050N/m）所以应视不同塑料的表面性质，适当地进行印前表面处理，以求获得优良的印刷适性。
　　2）表面处理方法
　　塑料的印前处理方法，主要有以下几种：
　　① 化学处理法
　　用化学法进行表面处理，使固体表面产生极性基团，同时也使表面得到一定程度的粗化。例如PP、PE塑料薄膜，因其表面是非极性的，且化学稳定性较高，故难以渗透吸收或溶解油墨溶剂，与印刷油墨的结合牢度比较低，甚至会出现印不上油墨的情况。所以在印刷前要利用氧化剂对PP、PE塑料薄膜做表面处理，使其表面生成羟基、羰基等极性基团，以提高油墨与塑料薄膜的表面结合牢度。
　　印刷厂常常采用重铬酸钾-硫酸溶液处理聚烯烃表面。该方法的机理可解释为：用重铬酸钾-硫酸洗涤处理聚乙烯，可在清洗过的表面形成复杂的树根状空穴，具体形状与被清洗表面的结晶形状有关。由此使得塑料表面得到一定程度的粗化，大大地改善了表面的润湿和黏结性能。与此同时，表面还发生氧化能力，使塑料薄膜表面氧化，生成含氧极性基团。
　　采用这种方法进行表面处理，处理液的配方，处理过程的时间和温度，都对处理效果有一定的影响。一般来说处理时间长一些，处理温度高一些，效果要好些。但时间或温度过高，虽然增加了表面极性，同时还将引起薄膜表面氧化老化，黏结强度反而降低。
　　② 电晕处理法
　　电晕处理是将2～20kV，3000～20000Hz的高频高压电施加于放电电极上，产生大量的等离子气体及臭氧。这些等离子气体及臭氧与塑料薄膜表面作用，以达到表面处理的目的。由于降解的小分子产物不断排出，高聚物的重量也不断减少。随处理时间直接上升，被处理的高聚物表面变得粗糙，形成一些小圆坑。实际上等于增加了表面接触面积，使得润湿和黏结性改善，提高了黏结强度。
　　③ 光化学处理法
　　光化学处理一般是利用紫外线照射高聚物表面引起化学变化，达到改善表面张力，提高润湿性和黏结性的目的。一般来说用光化学法处理聚乙烯和电晕处理聚乙烯所获得的化学可润湿性和可黏结性的变化基本相同。如果想得到较好的光化学处理效果，必须选择适当的紫外线波长。
　　例如：用波长为180nm的紫外线照射聚乙烯表面，能使其表面发生交联；但如改用253.7nm波长的紫外线，则难以有相同的效果。和电晕处理一样，紫外线照射也能使高聚物表面发生裂解、交联和氧化，使它们的润湿性和可黏结性得到提高。使用光敏剂可以使光化学处理更为有效，二苯甲酮是较好的光敏剂，当用紫外线处理后，它会被升华而除去。
　　④ 火焰处理法
　　采用火焰处理聚烯烃薄膜时，其表面被氧化并引入了一些极性的含氧其团，氧化过程按自由基机理进行，并伴随着发生断链反应。其润湿性得以改善的原因是形成了极性基团；而黏结性的改善则是由于极性基团改善了其润湿性以及断链产物的相应扩散。
　　火焰中含有处于激发状态的O、NO、OH和NH等自由基，它们能从高聚物表面把氢抽取出来，随后按自由基机理进行表面氧化，反应过程与电晕处理有共同之处。高聚物中的抗氧剂对火焰没有太大的影响，但它能阻止热氧化，这是由于火焰氧化是由存在于火焰中的大量自由基引发的。
　　火焰处理聚烯表1　表面张力测定液

甲酰胺（%）　乙二醇乙醚（%）　表面张力（N/m）
　35　　　　　　　65　　　　　　　0.035
　42.5　　　　　　57.5　　　　　　0.036
　48.5　　　　　　51.5　　　　　　0.037
　54　　　　　　　46　　　　　　　0.038
　59　　　　　　　41　　　　　　　0.039
　63.5　　　　　　36.5　　　　　　0.040