柔印承印材料及其表面处理白炽灯

柔印承印材料及其表面处理

现在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应用及相关的处理方法。

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。由于这两个词都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能量时，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都较低，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、共聚物的表面能量都较低，它们根本不具有足够的吸引力吸附油墨分子。

另外，很多包装薄膜都含有一些添加剂，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。

另外一种广泛使用的添加剂是油和蜡，通常含有大量的脂肪酸胺的有机成分。这些成分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。通常他们称为“滑爽剂”。这种添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并携1系列性能材料服务与广大客户分享表面。该变化过程的速率是随机的，即使一卷挤压薄膜的不同地方变化的速率都有可能不同。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。

在高速印刷的薄膜中，最常使用的添加剂含有抗粘连成分。最基本的添加剂是硅、粘土和钙的无机混合物，一般在制造较粗糙薄膜表面的挤压过程中将这些添加剂添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，他们有时还可能带有其他的添加剂，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。到目前为止在这种薄膜上印刷是最不容易的了。

判断所需的处理方法和程度的最好办法是反复实验。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。这种方法用到了测角器，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秒才开始B标尺: 用于测定较软的或中等硬度的金属和未经淬硬的钢制品.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润湿性，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表面张力不同的液体，使用一个棉布将这类液体涂布在承印物表面。如果在几秒种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达因值，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、操作简单。因为塑料承印物的处理程度不断地随着时间改变，因此必须能够承受这种变化。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：润滑剂。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。印刷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，但是很多印刷者都在印刷机上重新处理，这种现象变得越发普遍。

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，使得印刷商和包具有500平方米的实验平台装商可以灵如需求是较为复杂的参数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，但是所有的方法都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改变电极的位置。替换处理滚筒并不简单，因为滚筒设计取决于动力大小以及所用的绝缘覆盖物的种类。因此纸制品制造商必须清楚绝缘物的种类以及它们性能的优缺点。

能够集中电子电荷的材料被解释为介电常数。可以通过采用介电常数较高的材料来进行缺陷处理。通常介电常数较高的材料（比如：陶瓷）能够让动力供给更容易地于现有系统相兼容。

陶瓷滚筒具有一定的结构优势，这是采用陶瓷管的倮滚筒所缺乏的。为了将绝缘体的电压存储容量最大化，应该选择介电常数较高的材料。绝缘能力是一个系统容纳过多电压的能力。在处理水平较高时，过高的电压将导致遮盖物上发生针孔现象。电极表面遮盖材料的厚度取决于电极的能力大小，绝缘能力越小电极的厚度就越厚。

遮盖层较厚的电极需要较高的动力以制造有效电晕效果。目前有多种绝缘层，但对多数应用和公司而言，没必要经常更换绝缘层材料。

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