食盐包装袋用塑料薄膜的选择与处理(下)
- 发布时间:2008/8/28 13:33:28
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1.薄膜的表面处理
大多数塑料薄膜(如聚烯烃薄膜)属非极性聚合物,表面张力较低,一般为(2.9~3.0)×10-2N/m。理论上,若物体的表面张力低于3.3×10-2N/m,目前的油墨与黏合剂都无法附着牢固,因此要对其表面进行电晕处理。其处理原理为:在处理设备上施加高频、高压电,使其产生高频、高压放电,从而产生细小、密集的紫蓝色火花。空气电离后产生的各种离子在强电场的作用下加速并冲击处理装置内的塑料薄膜。这些等离子粒子能量一般在几到几十电子伏特,与塑料分子的化学键能相近,因而能诱发塑料表面分子的化学键断裂而降解,增加表面粗糙度,提高其比表面积。放电时,还会产生大量的臭氧。臭氧是一种强氧化剂,能使塑料分子氧化,产生羰基与过氧化物等极性较强的基团,从而提高其表面能。
电晕处理的优点如下:
(1) 处理材料的范围广,可用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯氟类塑料,以及各种相应的共聚物。
(2) 处理时间短、速度快,可在生产线上进行处理。
(3) 操作简单,易于控制。
(4) 电晕处理只涉及塑料表面极浅的范围,一般只有纳米数量级,基本不影响塑料的机械性能。
(5) 无废液排放,基本不污染环境。
电晕处理广泛用于印刷、涂布和复合前的薄膜表面处理,以及厚度小于0.6mm的片材的表面处理。
薄膜的处理程度直接影响后加工的质量,必须严加控制。若处理不足,薄膜的表面润湿性没有明显改善,会出现油墨的附着力差、复合膜的剥离力小等现象。反之,若处理过度,会出现薄膜表层老化、光泽变差;表面分子交联过多,热封性变差;薄膜易粘连(特别是在夏季高温天),分切困难,使用时难以分开等弊病。总之,在满足后加工要求的前提下,应尽可能地降低处理程度,以免处理过度。实际生产中,常对临界张力进行检测来控制处理程度。不同的薄膜印刷、复合所需的临界张力见表2。
薄膜处理效果会随着时间的延长而消退,如图1所示。消退的速度与存放环境温度、原料牌号及薄膜厚度等因素有关。存放环境温度越高,消退速度越快,并且越*。例如在20℃以下的环境中存放,PE薄膜的临界表面张力在1个月甚至半年内一直保持在(3.8~4.2)×10-2 N/m;如果环境温度提高到36℃以上,不管原薄膜处理程度有多深,1个月后将会退到3.8×10-2 N/m以下。因此,薄膜处理完后,在1个月内用完,否则其印刷或复合效果会明显下降。
2.处理效果的检测
(1) 临界表面张力法检测。将乙二醇乙醚(表面张力为3.0×10-2 N/m)和甲酰胺(表面张力为5.7×10-2 N/m)混合,即可得到表面张力范围在(3.0~5.7)×10-2 N/m之间的一系列测试液。预先估出薄膜的表面张力值,然后在其表面涂布相同张力值的测试液,每次的涂布面积约为40mm×15mm,涂布要在0.5秒内完成。如果涂布的液膜保持在2秒以上不破裂(见图2a),则用表面张力值高的测试液测试;如果液膜在2秒内破裂成许多小液滴(见图2b),则改用表面张力值低的测试液测试;如果测试的临界表面张力小于3.6×10-2N/m,说明处理质量不好,需重新处理。
(2) 胶带粘揭法。将胶带粘贴在印刷过的薄膜上,用手指将其压平,使之与薄膜紧密贴合,然后将薄膜慢慢揭起,观察印墨被胶带粘起的情况。如果印墨的剥离率小于1%,可认为处理质量好;印墨的剥离率在1%~10%之间,可认为处理质量欠佳;印墨的剥离率大于10%,则处理质量差,需重新处理。
PE、PP、PET甚至包括PVC薄膜作为印刷膜和复合膜都要进行表面处理,使印刷膜的表面张力达到(4.0~4.4)×10-2 N/m,以满足油墨附着牢度的要求;使复合膜的表面张力为(4.4~4.8)×10-2 N/m,从而达到足够的复合牢度