塑料薄膜表面電暈處理的作用

2021-12-21【大中小】

作為重要的薄膜表面處理技術(shù)，電暈處理在薄膜印刷及復(fù)合加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。眾所周知，在塑料薄膜表面印刷文字或圖案時，油墨的附著性是個常見問題。舉例來講，當(dāng)嘗試用圓珠筆在薄膜表面上寫字時，常常會發(fā)現(xiàn)無論怎么寫、怎么畫，都很難在塑料薄膜表面留下筆跡。究其原因，是未經(jīng)處理過的塑料薄膜表面所具備的結(jié)構(gòu)令油墨或墨水很難附著在上面。此時筆中的墨水雖然劃過薄膜表面，卻好比露水滴落在荷葉上卻無法停住。可見，由于墨水缺乏在塑料薄膜表面的足夠濕潤性，從而無法附著在薄膜表面。針對這樣的情況，在薄膜表面進行電暈處理是一個很好的解決方案。

一. 表面張力與附著力的關(guān)系

油墨能否很好地印刷在薄膜表面，首先要取決于油墨能否附著在薄膜表面，并在之后的干燥過程中油墨樹脂分子與薄膜表面分子形成化學(xué)鍵的結(jié)合。因此油墨在薄膜表面附著力的大小是決定印刷能否成功的前提。以液體形式存在的油墨能否濕潤薄膜材料表面，取決于液體及材料的表面特性，即濕潤性或附著力的大小取決于液體表面能與材料表面能的差異。通常的規(guī)律是當(dāng)材料表面能，即以達因值（dyne/cm）為參數(shù)的表面張力，高于液體的表面張力時，液體才能在材料表面有效濕潤并鋪展開，如圖1右側(cè)所示；否則，將如圖1左側(cè)所示，液體無法在材料表面潤濕并鋪展。理論上講，材料表面能低于33達因時，目前所知的任何一種粘結(jié)劑（油墨、膠水）幾乎都無法附著在材料上面。

圖1 液體在材料表面的潤濕與鋪展

舉例說明，當(dāng)材料的表面張力只有31達因（dyne/cm）時, 油墨的表面能高于材料表面能，所以油墨沒有濕潤材料的表面，如圖2所示，即油墨在材料表面的附著力低。

圖2 材料的表面張力低，接觸角大

當(dāng)材料的表面張力達到42達因（dyne/cm）時, 油墨的表面能已經(jīng)低于材料表面能，所以油墨在材料表面有足夠的濕潤性，如圖3所示，即油墨在材料表面的附著力提高了。

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圖3 材料的表面張力高，接觸角小

二、塑料薄膜電暈的作用

作為石油產(chǎn)業(yè)鏈中的一個產(chǎn)品，塑料薄膜是一種長分子鏈結(jié)構(gòu)的聚合物產(chǎn)品。薄膜中的長分子鏈都是首尾相連的結(jié)構(gòu)，只有極少數(shù)的斷點。這些極少數(shù)斷點構(gòu)成了少量的表面的“綁定”端。薄膜表面這種‘綁定端’的匱乏是造成附著力低及濕潤性差的主要原因，同時也是困擾軟包裝行業(yè)中印刷、復(fù)合工藝的主要問題。

電暈處理是一種針對介于電極與薄膜之間空氣介質(zhì)的放電過程（如圖4所示）。高頻高壓放電，使薄膜表面首尾相連的長分子鏈在電子束的轟擊下斷開，形成許多開放的自由基。而且，放電過程中形成的臭氧會與打開的分子鏈末端構(gòu)成新的表面能更高的基團。其結(jié)果帶來了塑料薄膜的表面能（達因值）的提高，從而使得薄膜表面具有了更高的液體濕潤性。

圖4 電暈處理的原理