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     摘要  在塑料、紙張及金屬箔表面印刷，常常因為附著力不夠引起質量問題。本文就提高油墨對塑料附著力的電暈處理原理和方法作簡要介紹。       關鍵詞：油墨  塑料 印刷  表面處理 一、前言      在塑料、紙張及金屬箔表面印刷，常常因為附著力不夠引起質量問題。對塑料等表面進行處理以改進油墨、油漆、連接劑及涂料的附著力最常用的方法就是電暈處理。      塑料是一種復合物質，含一種或多種聚合物及多種添加劑，如填充料、抗氧化劑、潤滑劑、抗靜電劑、顏料等。雖然塑料的主體聚合物的化學結構（基團）決定油墨或底膠的可濕性和附著力，但其添加劑會從塑料內部向表面遷移，而影響塑料的表面能。所以，塑料存放的時間越長，或某些添加劑的含量（如潤滑劑）越高時，其表面能的變化也越大。故塑料在印刷前還需對其表面能進行測試，根據測試結果對其表面作電暈處理，以免發(fā)生轉移或附著力不足的問題。 二、可濕性與附著力      電暈處理是改變不少非吸收性基材表面特性的一種有效手段，能使油墨有更好的濕潤及附著性能，即所謂可濕性，這就是諸如油墨、底膠、涂料等對塑料、紙張或金屬箔附著的基礎。可濕性決定一種液體在一種固體表面上的展延性。水滴在親水性表面就展延成一薄水層，而在親油性表面卻形成小水滴。水滴外表層的切線與固體表面間所形成的接觸角（夾角），即表示該表面潤濕性能的強弱，接觸角越大，潤濕性能越差。      潤濕性視化學組成及表面結構而異。對塑料進行印刷或燙箔時，塑料表面的可濕性必須比油墨或箔的可濕性高，否則其展延、轉移及附著均會發(fā)生困難。工業(yè)上常用的幾種聚合物的表面性能大致如下： 聚乙烯（PE）        31-33mN/m 聚丙烯（PP）        29-30mN/m 滌綸聚酯（PET）    41-42mN/m 通常用作油墨溶劑的表面能為：乙醇22 mN/m、醋酸乙酯24 mN/m，而水為72 mN/m，就難以濕潤塑料，所以水基油墨一般不用來印塑料。 UV油墨比溶劑性油墨要求塑料薄膜有更高的表面能，水基油墨系統(tǒng)含醇量高的也要求較高的表面能力，而且要求在狹的范圍內，才能有好的附著力。 以不同類型油墨印聚乙烯時，要求聚乙烯的表面能不低于如下： 溶劑型油墨       38-42 mN/m UV油墨            42-46 mN/m 水溶性墨          42-48 mN/m 水基墨             38-42 mN/m 對聚乙烯上涂料時，要求聚乙烯的表面能不低于如下： 溶劑型膠           38-42 mN/m UV涂料             42-46 mN/m 乳劑                 42-48 mN/m 無溶劑膠粘劑     44-48 mN/m      在工業(yè)性實踐中，聚合物表面能的測定是通過測試油墨按照DIN ISO 8296或ASTM D 2578-99a來進行的。在我國有國家標準GB10003-88對電暈處理效果測試方法的規(guī)定，供參照。      但不論采用哪種方法，均可用同一種Softal測試墨，有30到72 mN/m二十一種表面能級的測試墨（每種相差2mN/m）。達因試筆（38mN/m）可以用作電暈處理后表面能的一種快速測試工具，但不適合作為已印好或涂布好表面的系統(tǒng)測試。當測試筆在電暈處理過的表面劃出一條線，如果是連續(xù)成線的，說明該材料表面能不低于38mN/m，如斷斷續(xù)續(xù)不連成線，說明該材料表面能不到38mN/m，處理不足或甚至未處理，不符合印刷加工要求。  三、電暈處理方法及機理      電暈處理器由電極、高電位器及走卷導輥組成，當電壓超過1-2mm的空氣間隙的電離電阻時，就會產生連續(xù)放電，由于導輥上的電介質使放電獲得均一的分散。電極裝在罩室內，以防接觸。為了降溫及排除所產生的臭氧，用排氣風扇把電暈處理器附近的空氣往外吹散。但為了不讓臭氧向外排放，還須讓排氣先通過一個空氣凈化器。    電暈處理增加基材的附著性能是通過下列機理的： ·移除表面上被吸收的原子和分子。 ·促進原子的接觸，增進濕潤。 ·增進表面能，調節(jié)極性。 ·創(chuàng)造能起化學反應的原子基或功能團。 電暈處理對塑料表面所產生的物理及化學影響是復雜的，其效果主要通過三方面來控制： 1、 特定的電極系統(tǒng) 2、 導輥上的電介質 3、 特定的電極功率。 四、電暈處理的作用 電暈處理的作用在于： 1、  從電極上釋出的電子受高壓的加速而沖向走卷。 2、  電子與空氣分子相撞擊產生部分臭氧及氧化氮。 3、  電子與塑料膜（例如聚乙烯）撞擊后，使碳氫鏈或碳碳鏈斷裂。 4、  受電暈影響的空氣與這些自由基發(fā)生反應，主要是氧化。 5、  羥基、酮基、醚基、碳酸基、酯均是極性基團，是油墨附著的基礎。          由于不同的化學結構有不同的原子鍵，所以對塑料電暈處理的效果也視塑料的化學結構而異。不同的塑料需要進行不同強度的電暈處理。已證實：BOPP薄膜在生產后還會發(fā)生結構狀態(tài)的變化，在幾天內，聚合物由無定形變化成晶體形，從而影響電暈處理的效果。       經過電暈處理后，塑料表面層的交聯結構比其內層的交聯結構減少，因此其表面層的功能團有較高的移動性。所以，在儲存中，不少塑料出現電暈處理效果的衰退，添加劑由內部向表面遷移，也是使表面能下降，影響附著力的因素，這種負面影響無法完全抑制。      實際上相對濕度也會影響電暈處理的效果，濕度是去極化劑，但一般來說由于影響并不嚴重，往往在測試誤差范圍之內，被忽略不計。如果采用連機電暈處理，則更可不必考慮。 要把塑料表面處理達到一定的表面能，就需要把電暈處理的量（D）達到一定數值，其公式是：D=P÷（CB×V） D=電暈處理量    P=電動機功率（瓦）    CB=電暈處理寬度（米）    V=走卷速度（米/分） 舉例：有一塑料薄膜印刷商要以350米/分的速度進行1600mm寬的薄膜印刷，有PET、LDPE、PP共聚體及PP均聚體等不同塑料膜。在開印前，這些薄膜的表面能均須處理達到45mN/m以上，根據電暈處理經驗，知道上述各種薄膜的電暈處理量大致要達到： PET 5.0（由42達到45 mN/m） LDPE 7.5（由38達到45 mN/m） PP共聚體12.5（由40達到45 mN/m） PP均聚體25.0（由39達到45 mN/m） 那么其電暈處理的功率（P）也就可以根據P=D×CB×V計算出來，其中PP均聚體的功率要求最高為25×1.6m×350米/分=14000瓦 而PP共聚體為7000W，LDPE為4200W，PET為2800W。 一般情況來說，電暈處理器是按照要求最高的功率設定，對于要求低些的薄膜，把功率調低來處理。        電暈處理的效果與電極的設計有較大關系。多片電極的效果最好（如Softal公司的專利），這一系統(tǒng)的特點是電暈處理的能力是通過平行成排的電極片播散出來的。在熱膨脹的情況下，電極片可以在不改變極片間隙的情況下移動。另一優(yōu)點是：由于放電的均一性，可避免持續(xù)的放電通道。據對比，多片電極比一般金屬電極（如單片電極或U型電極）的效果，可能要高出5到10 mN/m。而且處理后的塑料在儲存一個月后，其表面能的衰減情況前者卻反而比后者弱。  來源：油墨資訊