塑料薄膜印前润湿张力的检验

1、塑料薄膜印前润湿张力的检验对于薄膜彩印来说，关系印刷质量最大的是薄膜的表面处理效果，即表面润湿张力笔者结合多年生产测试实践，就了解的润湿张力产生原因和处理探讨如下。一、润湿的原理印刷中的所谓润湿性，这就是诸如油墨、粘合剂、涂料等对塑料薄膜、纸张或金属 箔附着的基础。 润湿性决定一种液体在一种固体表面上的展延性。如水滴在亲水性表面就展延成一薄水层，而在亲油性 表面却形成小水滴。水滴外表层的切线与固体表面间所形成的接触角(图一，夹角B),即表示该表面润 湿性能的强弱，接触角越大，润湿性能越差。物理界关于润湿的严格热力学定义是：固体与液体接触后，体系(固体十液体)的自由焙降低时，称为润湿。图一，固体

2、一液体相面润湿张力示意图如上图，考查其物理模型，从热力学观点看，当液滴落在一个清洁平滑的固体表面上，忽略液体的重 力和粘度影响时，则液滴在固体表面上的铺展是由固-气(SV)、固-液(SL)和液-气(LV )三个界面张力所决定的，其平衡关系如下确定。Yv = Yl+ Yv cos 0F二ylv cos 0 =sy- Yl+Yv式中：0是润湿角，F是润湿张力，丫是界面能。显然，当0>90。则因润湿张力小而 不润湿；0V 90°则润湿；而在0二0时，润湿张力F最大，可以完全润湿，即液体在固体表面上自由铺展。(产生界面能丫的主要原因是范德华力、化学键力等在界面处不平衡导致的。这些作用力

3、在固体的内部因为对称，相互抵消，在界面处因为无法对称，从而 显示了界面作用力，即界面能)。可以看出，达到我们印刷所说的润湿先决条件是Yv > Yl,或者Yl十分微小。二、常用材料的处理和润湿效果润湿性视化学组成、晶体形式及表面结构而异。对塑料进行印刷时，塑料表面的润 湿性必须比油墨的润湿性高，否则其展延、转移及附着均会发生困难。几种聚合物的原始表面张力大致如下：以聚乙烯薄膜为例，不同类型油墨印聚乙烯时，要求聚乙烯薄膜的表面能不低于如下： 溶剂型油墨UV油墨水溶性墨水基墨38-4242-4642-4838-42mN/m mN/m mN/m mN/m所以，对于要印刷的塑料薄膜，因为其初始表面

4、张力较小，必须进行电晕处理以增 加表面张力。业 界公认对薄膜进行电晕处理会产生以下作用：移除薄膜表面上被吸收的原子和分子。促进原子的接触，增进湿润。增进表面能，调节极性。创造能起化学反应的原子基或功能团。破坏表面部分化学键。1、2、3、4、5、表一部分塑料表面张力（mN/m , 20 C）塑料表面张力塑料表面张力PTFE聚四氟乙烯18. 5PVC39.0PVF聚偏二氟乙烯28.0PMMA39.0PCTFE聚三氟氯乙烯31.0PVDC40.0PE31.0PET44.0PS33.0通常用作油墨溶剂的表面能为：乙醇22 mN/m、醋酸乙酯24 mN/m ,而水为72 mN/m ,就难以湿润塑料，所以

5、水基油墨用来印刷塑料就比较困难。上述处理，可以直接导致薄膜表面能降低，极性基团的可移动性加强。印刷所用的塑料薄膜是一种复合物质，含一种或多种聚合物及多种小分子添加剂。薄膜的主体聚合 物的化学结构（基团）决定油墨或底胶的润湿性和附着力，但处理后的薄膜随着放置时间的延长，一些 极性塑料添加剂会从薄膜内部更容易向表面迁移，从而 影响薄膜的表面能。所以，薄膜存放的时间越 长，或某些添加剂的含量（如爽滑剂）越高时，其表面能的变化也越大。故薄膜在印刷前还需对其表面 能进行测试，并最好作电晕处理，以免发生油墨转移或附着力不足的问题。三、彩印实践中印刷前表面润湿张力的测定精确测定表面能一般使用张力测试仪、光学

6、接触角测量仪或通过电镜测量润湿角来计算。在彩印生产应用中，由于上述仪器复杂昂贵，使用不方便。塑料薄膜表面能的测定主要是依据 GB/T14216塑料膜和片润湿张力试验方法来进行的。将试样水平放在光滑的试验台平面或平板上，用刷子或棉头棒涂敷按一定配方配制的试验混合液， 顺同一方向在试样上水平移动棉棒涂敷，应使混合液立即扩散到至少20cm2的面积上。根据涂敷混合液 2s以上液膜层的状态，来判断润湿张力。如果液膜持续2s以上不破裂，用下一较高表面张力的混合液重新涂在一新的试样 上，直到液膜在 2s破裂；如果连续液膜保持不到2s,用较低表面张力的混合液，直至液膜能持续2s为止。使试样表面润湿最接近2s的

7、混合液，用这种混合液至少测定3次，该混合液的润 湿张力即为试样的润湿张力。使用上述方法需要注意以下几点：1、试验混合液配制应使用分析纯的试剂，并加入极少量的维多利亚纯蓝（浓度在0. 03 %以下），保存在洁净的棕色玻璃点滴瓶中。如果频繁打开瓶口，超过3个月后应重新配制。2、对薄膜取样时应舍去外面几层，并使被测试薄膜的表面不要接触任何其他物质。3、测试时将薄膜试样水平放在光滑的试验台平面或平板上，所涂试验混合液体量应使之形成一薄膜而无积液存在，每次试验应使用新的棉头。4、如果塑料薄膜内含大量添加剂或覆有涂膜，用测试液测试时，往往会发生化学反应，影响 准确性。在这种情况下，宜以蒸馆水作接触角测试。

8、5、对于常用的38、40、42、50、52达因薄膜测试，可以使用标准达因笔，以便车间操作人员现场质量控制。目前，市场上包括英国舒曼、意大利DYL系列 达因笔等达因笔测试技术已比较成熟。附：GB/T14216中表面张力试验混合液的配方润湿张力乙二醇独乙醛甲酰胺甲醇.水mN / m% (V / V)% (V / V)% (V / V)% (V / V)22.6100025.4901027.3802030100. 03197.52.53289. 510. 53381. 519.0 , 13473. 526. 53565.035.03657.542. 53751.548. 53846.054.03941. 059.04036.563. 54132.567.54228. 571. 54325.374. 74422.078.04519. 780. 34617.083.04813.087.0509. 390. 7526. 393.