聚烯烃塑料薄膜凹版印刷回粘问题的探讨

2018-07-24邓亚男孙凯王菲沈阳防锈包装材料有限责任公司沈阳橡胶设计研究院有限公司

塑料包装 2018年3期

关键词：聚烯烃电晕油墨

邓亚男孙凯王菲（.沈阳防锈包装材料有限责任公司；.沈阳橡胶设计研究院有限公司）

前言

聚烯烃薄膜由于其优异的物理理性能及化学稳定性，被广泛应用于食品、生活用用品及工业包装。带有印刷图案的包装薄膜具有易识识别的作用，且其印刷内容可吸引顾客，提高产品品的销售量，目前市场上的包装薄膜材料向着高档档、精细、多品种的方向发展[1]。

聚烯烃薄膜的印刷，95%以上上是采用凹版印刷工艺，在印刷生产过程中，不同同的因素影响了聚烯烃薄膜印刷产品的印刷牢度，，本文将对聚烯烃薄膜在凹版印刷生产过程中出现现的回粘问题进行探讨。

一、凹版印刷简介

凹版印刷，以其印制品墨层厚实，颜色鲜艳、饱和度高、线条清晰、印版耐印率高、印品质量稳定、印刷速度快等优点在印刷行业内占据极其重要的地位。

凹版印刷作为一种直接接的印刷工艺，将图像雕刻在印版上，其中图像部部分呈凹下的形状。印刷生产时，印版表面覆上油墨，然后用刮墨刀等从表面刮掉版辊表面的油墨，只留下版辊上凹坑内的部分；通过背压辊等一定的压力接触，将油墨压印到承印物上，然后经过干燥设备将油墨干燥，完成印刷。

所印画面的浓淡层次是由凹坑的大小及深浅决定的，如果凹坑较深，则含的油墨较多，压印后承印物上留下的墨层就较厚；相反如果凹坑较浅，则含的油墨量就较少，压印后承印物上留下的墨层就较薄。凹版印刷的印版是由一个个与原稿图文相对应的凹坑与印版的表面所组成的。

二、印刷牢度的检测

印刷墨层结合牢度试验机，可用于测试凹版印刷工艺生产的塑料薄膜印刷墨层结合牢度程度。测试时，按照标准规定选择的玻璃胶带纸与经过试验环境调节后的试样油墨印刷面，以标准的荷重、滚压速度和滚压次数粘合在一起，放置调节一定时间，然后以一定的压力与剥离速度将它们剥开，观察测量试样墨层被剥离的状况，以此判断分析印刷墨层的结合牢度。

印刷生产过程中，使用橡皮膏或胶黏带在印刷墨面做粘拉试验来检测产品的印刷牢度[2]。将检测使用的粘性物品与印刷产品粘合，要求完全接触，无气泡，然后快速拉开，记录油墨图案的移动量。

根据墨层被粘拉掉的百分比，来检测产品的印刷牢度是否合格。被粘拉掉墨层的百分比小，产品的印刷牢度较优；当墨层被粘拉掉大于10%，说明产品的印刷牢度差。

三、印刷回粘问题产生的原因及相应的解决对策

（一）生产环境

聚烯烃薄膜印刷生产时，车间现场一般要求温度不超过35℃，湿度不超过80%，但是当环境温度偏高或偏低、相对湿度大，印刷图案容易出现回粘的现象。冬季环境温度过低；夏季环境温度过高，且环境湿度高于65%，此时进行印刷生产，油墨不能迅速干燥；而且周围环境的湿度高，稀释剂会从环境中吸收水分，产品的印刷图案容易出现反粘的现象。

为了解决环境对印刷图案牢度的影响，在车间现场装置环境调节器，将生产环境控制在18℃-20℃之间，相对湿度控制在65%以下；印刷生产时，采用循环热风进行烘干，加大干燥的风量，油墨中的溶剂在印刷后彻底挥发，使转移到薄膜上的油墨在收卷前完全干燥，保证产品的印刷质量[3]。同时在此阶段处理有机废气(VOCs)，热源余热循环利用，达到节能减排的目的，实现绿色印刷[4]。

（二）生产配方的设计

为了改善薄膜包装物的开口性，方便客户使用，薄膜生产时配方中会添加开口剂或爽滑剂，降低薄膜表面的摩擦系数，方便使用。但是，低表面能会破坏薄膜的表面张力，会直接造成印刷牢度差。生产聚烯烃薄膜时，选用多层挤出机吹塑薄膜机组生产多层共挤薄膜产品，将薄膜结构合理化，在保证产品开口性的同时，改善印刷图案的印刷牢度。设计吹膜配方时，非印刷层配方含有适量的开口剂或爽滑剂，而印刷层配方中不含开口剂或爽滑剂；选用自带一定含量的开口剂或爽滑剂的基材树脂，在改善产品开口性的同时，不影响产品的表面能；将印刷的聚烯烃薄膜与其他包装材料复合成复合包装材料，避免印刷回粘现象的发生。

（三）生产前处理

由于聚烯烃为非极性材料，分子链结构稳定，其表面张力小，塑料薄膜表面光滑、粘附油墨的性能差，二次加工性能较差[5]，所以，在印刷生产前，为了增强其印刷牢度，需对聚烯烃塑料进行预处理，增大材料的表面能，使承印材料的表面张力等于或大于油墨的表面张力，油墨牢固地附着在塑料薄膜上，保证其表面印刷性。塑料表面处理的方法有很多，常用的有溶剂处理、化学处理和电晕处理等。

电晕处理法是聚乙烯薄膜印刷生产主要的预处理方法[6]，该方法是将塑料薄膜在两个电极中穿过，利用高频振荡脉冲迫使空气电离产生放电现象形成电晕，使聚合物分子链裂解，从而聚烯烃表面带有极性，游离的氧原子与氧分子结合生成臭氧，薄膜表面形成一些强性集团和肉眼看不见的“毛刺”，塑料表面粗化，增加材料的比表面积，其综合结果增加了塑料表面自由能，提高了薄膜的表面张力和粗糙度，从而增加了油墨和粘合剂的附着力。电晕处理的操作简单、可在聚烯烃薄膜生产或印刷时，同时完成，不需额外增加生产线。表面张力系数的大小使用电晕笔进行测试，一般经电晕强度控制为＞38达因，达因值越高，表面张力系数越大，印刷生产时，印刷图案牢度好。

（四）油墨、溶剂的选择

承印包装材料和一般包装决定了采用表印或里印，表印所采用的印刷色序一般是由浅到深，也就是说按照颜色由浅到深的顺序安排印刷色序，先印刷浅色，后印刷深色，基本上就是黄色-品红色-青色-黑色的顺序。而在里印刷工艺中，印刷色序则恰恰相反，先印刷深色，而后才印刷浅色，也就是黑色-青色-品红色-黄色。

根据承印材料的种类及印刷生产的速度，选择合适的油墨及溶剂的种类。由于聚烯烃薄膜对油墨无吸收性，所以，印刷时必须选择以挥发干燥为主的印刷油墨。由于限制 VOC排放的有关包装法律出台，含有甲苯、丁酮等有害有机溶剂的传统凹印油墨会逐渐被醇溶型油墨取代，实现油墨的 uV化，无苯的聚氨酯树脂体系油墨和醇溶性油墨会被广泛使用。聚烯烃薄膜的以表印为主，一般选用以聚酰胺为连结料的油墨，其溶剂一般为快干溶剂（甲苯、异丙醇等）及慢干溶剂（二甲苯、丁醇等）[7]。溶剂决定了墨层的干燥情况，溶剂挥发得愈慢，则印刷品色泽愈美观，但容易出现粘连；反之，会产生印迹发白等现象。选择适当种类的油墨及溶剂，是聚烯烃薄膜印刷的关键。

（五）静电

当聚烯烃原料通过摩擦接触分开后，绝缘材料中的电子就会游离到材料的表面，使聚烯烃薄膜带有大量静电；高速印刷机运转时，由于零部件摩擦作用产生大量的静电；油墨中也会带有电荷，大量电荷堆积形成静电；印刷生产时，相对湿度低，印刷速度过快，会使薄膜表面产生静电。静电会吸附弥漫于空气中的大量灰尘、杂质等，从而影响油墨的转移，降低油墨转移率，在印品上出现“花点”。同时在静电的作用下，薄膜表面处于缺氧状态，将会阻碍薄膜印刷层的固化。通过控制作业生产环境的相对湿度、限制生产速度、使用抗静电剂或滚筒附近安装静电离子消除器等方法，实施多种方法并行，消除和降低薄膜表面的静电，改善聚烯烃薄膜的印刷质量。而且，静电易吸附空气中的粉尘和纸屑，使其牢固地黏附在印刷品上，直接污染印品。