如何提高UV光固化油墨在PET,BOPP,PP, PE底材上的附著力

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UV光固化技術(shù)的發(fā)展為印刷在非傳統(tǒng)的非吸收性承印材料上印刷創(chuàng)造了可能。 這些非吸收性承印材料包括金屬箔,鐳射膜,透明塑料薄膜,PVC/PET卡以及由PET,PVC,BOPP等塑料膜同卡紙復(fù)合而成復(fù)合紙。UV光固化印刷色彩飽和度高、印品光澤度高,特別是在高檔的產(chǎn)品包裝中使用日益廣泛。但是,在PET、PVC、BOPP,PP, PE這些塑料承印物上, UV光固化油墨附著力低,容易發(fā)生脫墨問(wèn)題。本文將PET、PVC、BOPP,PP, PE這些塑料承印物材料的性質(zhì),UV光固化油墨在PET、PVC、BOPP,PP, PE這些塑料承印物附著力低的原因,和解決方法上詳細(xì)討論一下UV光固化油墨如何在PET、PVC、BOPP,PP, PE塑料上增加附著力。

1)非吸收性承印材料種類
常見(jiàn)的UV光固化難以附著的非吸收性承印材料包括PET,BOPP,PP和PE。

PET:polyethylene terephthalate, 中文叫做聚對(duì)苯二甲酸乙二(醇)酯。傳統(tǒng)上,PET主要是被應(yīng)用于食品包裝薄膜和紡織品纖維。近年來(lái),隨著材料化學(xué)和印刷技術(shù)的發(fā)展,PET 作為包裝材料,如標(biāo)簽材料,復(fù)合紙用塑料膜,熱縮標(biāo)簽,用量在逐年增加。PET在包裝材料上的成功應(yīng)用是由于它它的韌性和透明度。PET無(wú)色、無(wú)毒、質(zhì)輕,具有優(yōu)良的絕緣性、氣密性,抗白化、耐腐蝕、耐折、耐熱、可回收利用?;谝陨咸攸c(diǎn),PET被廣泛應(yīng)用于高透明度的包裝、冷藏食品包裝、醫(yī)療用品包裝或電器絕緣材料、教學(xué)圖片等。
PE: polyethylene,中文叫聚乙烯。聚乙烯是一種世界上產(chǎn)量最大的合成樹(shù)脂。僅用在包裝材料中年消耗量有數(shù)百萬(wàn)噸。由于聚乙烯材料易得,價(jià)格便宜,耐化學(xué)品性優(yōu)良,耐熱性良好,耐高低溫,機(jī)械強(qiáng)度高,耐磨擦性突出, 特別適用于食品、藥品、飲料等行業(yè)的商品標(biāo)簽??芍瞥筛咄该鳌⒓庸ば阅芎?、強(qiáng)度大、環(huán)保的包裝材料。 但由于其很穩(wěn)定的非極性性能,印刷適性較差,必須進(jìn)行表面處理。

PP: polypropylene的簡(jiǎn)稱,中文簡(jiǎn)稱聚丙烯。PP有優(yōu)異的抗化學(xué)溶劑、抗酸抗堿能力,在包裝領(lǐng)域, PP早期主要用于膠帶類產(chǎn)品,隨著技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求,用壓延和發(fā)泡工藝制成的PP 合成標(biāo)簽材料應(yīng)運(yùn)而生,廣泛應(yīng)用在日用化妝品、洗發(fā)水、超市冷凍標(biāo)簽、電器標(biāo)簽等方面。PP薄膜的印刷和模切適性也很好,同時(shí)還具有優(yōu)異的剛性和透明性。超透明PP標(biāo)簽材料已成為大多數(shù)化妝品、洗發(fā)水標(biāo)簽的理想代替材料。

BOPP: bi-axially oriented polypropylene。中文是雙向拉伸聚丙烯薄膜。 BOPP膜無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)毒,并具有高拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、剛性、強(qiáng)韌性和良好的透明性。經(jīng)過(guò)處理的BOPP膜可以套色印刷而得到精美的外觀效果。可熱封的BOPP薄膜廣泛應(yīng)用于面包、衣服、鞋襪等包裝,以及香煙、書(shū)籍的封面包裝。

2)UV光固化油墨在PET、PE、PP 和BOPP塑料承印材料上附著力問(wèn)題的原因

從材料科學(xué)的角度,UV光固化油墨在PET、PE、PP 和BOPP塑料承印材料上存在附著力方面的幾大缺陷:

一是UV光固化油墨缺乏對(duì)底材的滲透力。這是由于UV光固化涂料配方的局限性。為了優(yōu)化固化后的性能,UV光固化油墨在選材上會(huì)盡量少用低分子量的樹(shù)脂體系。這樣的配方系統(tǒng)使得樹(shù)脂本身的粘度增加,流動(dòng)性減少。因此, UV光固化油墨對(duì)底材的滲透性不如溶劑涂料體系。

二是PET、PE、PP 和BOPP塑料承印材料的表面張力比較低。在理論上,要在塑料薄膜上獲得良好的印刷適性,薄膜的表面張力應(yīng)高于UV光固化油墨的表面張力,同時(shí)表面要有一定的粗糙度以形成吸附力。 而PET、PE、PP 和BOPP塑料承印材料屬非極性高分子材料,化學(xué)性能穩(wěn)定,表面張力小,低于UV光固化油墨的張力,對(duì)油墨附著能力差。而有的薄膜雖然表面張力與UV光固化油墨張力相當(dāng)甚至更高,但其表面光滑,無(wú)毛細(xì)孔表面吸附力小使其印刷適性變差。

三是在固化過(guò)程中UV光固化樹(shù)脂的應(yīng)力大。固化過(guò)程中的應(yīng)力則來(lái)自兩個(gè)方面。 一方面,在固化過(guò)程中涂料層體積收縮,造成與底材的在變形上的差異,在涂層與底材之間的界面上產(chǎn)生應(yīng)力。 另一方面,UV的固化為快速反應(yīng),材料在短時(shí)間內(nèi)劇烈防熱,這種反應(yīng)會(huì)造成涂層材料本身的結(jié)構(gòu)不均勻性,造成涂層本身的內(nèi)應(yīng)力。這些弱點(diǎn)在多孔的基材上,如木材或紙張,表現(xiàn)不出來(lái)。但在PET、PE、PP 和BOPP塑料承印材料上等平滑的基材上則比較明顯。

3)增加UV光固化油墨在PET,BOPP,PP, PE塑料上增加附著力的方法

電暈處理,火焰處理和底涂處理是目前比較流行的三種在PET,BOPP,PP, PE塑料上增加UV光固化油墨附著力的方法。其中,在印刷用材料上,最通常采用的是電暈處理和底涂處理。

電暈處理:是一種電擊處理方法,把電暈裝置的正負(fù)極分別接地面和誘電空氣噴嘴,利用高電壓高周波使電擊分子,如氧氣,從誘電空氣噴嘴噴出,帶著高能量的游離電子加速?zèng)_向正極,即塑料,是塑料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成有機(jī)性的化學(xué)鍵,這樣便可以改變非吸收性材料的極性并增加表面粗,增強(qiáng)與油墨結(jié)合的能力,達(dá)到提高墨層附著牢度的目的。

優(yōu)點(diǎn):
? 適用范圍廣:電暈技術(shù)可以處理包括PET、PVC、BOPP,PP, PE的各種底材。

缺點(diǎn):
??穩(wěn)定性差:電暈處理過(guò)的材料表面張力穩(wěn)定性差,隨著時(shí)間的推移,電暈效果會(huì)逐漸減弱。尤其在濕度較大的環(huán)境下儲(chǔ)存,電暈效果減弱更快。這是應(yīng)為非極性材料中的油性分子會(huì)遷移到材料表面,使表面張力再度降低。通常電暈產(chǎn)生的表面張力的增加會(huì)在數(shù)小時(shí)之內(nèi)消失,所以對(duì)于非連續(xù)生產(chǎn)式的印刷工藝,這項(xiàng)技術(shù)效果不大。
??投資需求巨大:由于穩(wěn)定性的問(wèn)題,為了達(dá)到良好的印刷效果,印刷廠需要對(duì)材料進(jìn)行聯(lián)機(jī)電暈處理,投資要求巨大。

火焰處理:火焰法使塑料在瞬間高溫作用下,去除表面的油污并熔化表面薄層,以提高著墨能力。一般適用于不規(guī)則形狀的材料或於耐高溫的塑料制品表面處理中,但通常不用于覆膜紙的處理中。

底涂處理:底涂處理通過(guò)涂膜的方式在復(fù)合紙表面形成一層具有良好附著力的薄膜,增加UV光固化油墨對(duì)復(fù)合紙表面表面的附著力,提高復(fù)合紙的適印性
優(yōu)點(diǎn):
??穩(wěn)定性好:底涂處理過(guò)的復(fù)合紙性能穩(wěn)定且表面張力不受時(shí)間影響
??成本低,適用范圍廣:底涂處理無(wú)需特殊設(shè)備和工藝,適用范圍廣
缺點(diǎn):
??適用范圍有選擇性:底涂處理的方式更適用于PET。在BOPP,PP, PE,可以考慮同電暈的方式混合使用。這是因?yàn)榈淄康牟牧现胁缓菢O性的油狀分子,可以有效的消除由于這類分子的遷移而造成的電暈效果不穩(wěn)定的根本原因。

因?yàn)殡姇炋幚砗偷淄刻幚淼膬?yōu)缺點(diǎn),廠家需要根據(jù)各自特定的需要決定。電暈處理適用范圍廣,但投資大,穩(wěn)定性差,最適合大規(guī)模的連線生產(chǎn)。底涂處理成本低,穩(wěn)定性好,適用中小企業(yè),或需要在處理過(guò)后性能穩(wěn)定的應(yīng)用,如復(fù)合紙標(biāo)簽。附著性,是UV光固化油墨/光油在塑料包裝印刷中為數(shù)不多問(wèn)題之中的一個(gè)。只要采取合適的技術(shù),在塑料印刷中附著性問(wèn)題就可迎刃而解。

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