塑料表印產(chǎn)品油墨脫落原因和解決辦法
http://www.sxbltgs.net 時間:2019年1月25日 關(guān)注數(shù):1733 次 |
摘要：塑料薄膜印刷油墨基本上為揮發(fā)干燥型油墨，靠連結(jié)料在塑料薄膜表面結(jié)膜干燥而附著，其附著力的大小取決于機械拋錨效應和分子間力兩個因素。
一、油墨在聚乙烯薄膜上的附著機理
塑料薄膜印刷油墨基本上為揮發(fā)干燥型油墨，靠連結(jié)料在塑料薄膜表面結(jié)膜干燥而附著，其附著力的大小取決于機械拋錨效應和分子間力兩個因素。
在紙張、金屬等材料的表面，都不同程度地存在著突起和凹陷部分，有些承印材料（如紙張）表面還有較明顯的空隙，這樣一部分油墨就會填入凹陷處或空隙中，如同機械的拋錨作用一樣，使油墨附著在承印材料表面，這就是所謂的機械拋錨效應。
分子間力則受薄膜表面極性大小的影響。
由于聚乙烯薄膜表面平滑度很高，難以產(chǎn)生機械拋錨效應，而且是低能表面，油墨能否很好地附著，很大程度上取決于其表面能高低。在一定范圍內(nèi)，表面能越大，油墨越容易在承印物表面濕潤，油墨的附著效果也就越好，因為濕潤過程會降低體系的自由能。
高聚物的表面能可用臨界表面張力來表征，表1是幾種常見高聚物的臨界表面張力值。
從表1中可以看出，聚乙烯薄膜的表面張力只有3.1×10-2N/m，而油墨的表面張力大約為（3.0～3.6）×10-2N/m，油墨根本無法在聚乙烯薄膜表面充分濕潤。為提高聚乙烯薄膜的表面張力，必須對其表面進行處理。目前最常用的表面處理方法是電暈處理法。
經(jīng)過電暈處理后，聚乙烯薄膜表面的聚乙烯鏈被氧化，生成羰基、羧基、雙鍵等不飽和基團，使薄膜的表面極性增加，低能表面轉(zhuǎn)化為高能表面，于是油墨的濕潤性、黏附性也隨之增加，從而提高了印刷墨層的附著牢度。另外，在電暈作用下，聚乙烯薄膜表面在帶電粒子的沖擊下還會產(chǎn)生肉眼看不到的糙化和微孔，增大了薄膜表面接受油墨的面積，也就是增加了機械拋錨效應，使墨層的附著牢度得以提高。
二、表印油墨脫落的可能原因和解決方法
1.油墨附著牢度差
關(guān)于油墨附著牢度的檢測方法，國家標準GB/T13217.7—91中有明確，即：用絲棒將油墨在處理過的低密度聚乙烯膜上刮成薄層，放置24小時后，用20mm寬膠帶（玻璃紙基材，3～4N/20mm的黏結(jié)力，天然橡膠黏合劑）粘貼在印刷面，用膠帶壓滾機往返滾壓3次，再放置5分鐘，然后用圓盤剝離實驗機以0.6～1.0m/s的速度揭開膠帶，之后將寬20mm的半透明毫米格紙覆蓋在被揭部分，分別數(shù)出油墨層所占的格數(shù)A1和被揭去的油墨層所占的格數(shù)A2，則油墨的附著牢度A=A1×100%/（A1+A2）。標準中規(guī)定，實地印刷部分的油墨附著牢度A≧95%即為合格。
實際生產(chǎn)中可以簡單地采用一種近似的檢驗方式來檢驗印刷墨層的附著牢度，即：以普通膠帶粘貼后迅速剝離，若無油墨脫落即為合格。
導致聚乙烯薄膜表印產(chǎn)品油墨附著牢度測試不合格的常見原因以及相應的對策見表2。
值得一提的是，在吹塑時加入少量的改性聚合物（如EVA、氯化聚乙烯或聚丙烯酸酯類樹脂），可大大提高油墨與聚乙烯薄膜的黏結(jié)力。
2.油墨耐磨性不足
即使油墨附著牢度檢測合格，我們也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，塑料表印產(chǎn)品在運輸過程中經(jīng)相互摩擦，或在超市貨架上經(jīng)眾人拿起，放下后，依然會或多或少地存在掉墨現(xiàn)象，其主要原因在于油墨的耐磨性，耐刮擦性不佳，這是塑料表印產(chǎn)品普遍存在的問題。
目前在我國，無論是柔版裝潢印刷品標準GB/T17497—1998，還是凹版裝潢印刷品標準GB7707—87，都沒有對塑料薄膜印刷品的耐磨性做出具體的規(guī)定。在凸版裝潢印刷品標準GB7706—87中，雖然有關(guān)于油墨耐磨性的檢驗，但又明確規(guī)定只適用于紙質(zhì)印刷品，而不適用于塑料薄膜印刷品。
由于塑料薄膜表印產(chǎn)品的耐磨性沒有標準，這種無法可依的狀況使得國內(nèi)很多塑料薄膜包裝印刷廠目前都處于一種無所適從的狀態(tài)。
為提高聚乙烯薄膜表印產(chǎn)品的油墨耐磨性，我們在實際生產(chǎn)中采用了以下一些措施。
⑴在油墨中加入少量硝化纖維素。
需要注意的是，雖然硝化纖維素會提高油墨的耐磨性，但它與聚乙烯的附著性不好，所以加入量不能太大。
⑵在油墨中加入蠟。
在印刷一般的塑料薄膜表印包裝產(chǎn)品時，蠟的加入量為2%～10%，要使其充分分散在油墨連結(jié)料中。由于蠟的粒徑比油墨中顏料和連結(jié)料的粒徑都大，可以在印刷墨層表面形成一層微薄的蠟層，所以可對表印包裝的印刷墨層起到一定的保護作用。
⑶在所有色調(diào)都印刷后，再涂布一層沖淡劑，也可以在印刷墨層的表面形成一層樹脂保護層。
以上三個辦法只能在一定程度上提高塑料薄膜表印產(chǎn)品墨層的耐磨性，并不能從根本上解決問題。
3.掉墨與表印產(chǎn)品所處環(huán)境有關(guān)
在德國國家標準DIN16524中，將油墨的附著牢度分為1～5五個級別，5為附著牢度非常好，1為附著牢度不足。具體的測試項目有：抗水性，耐2%醋酸、25%皂液、奶油、Camembert奶酪、Romadur奶酪、軟奶酪、瑞士奶酪、1%乳酸、1%苛性鈉、豬油、80℃石蠟、1%果酸、1%洗滌劑、橄欖油的能力，50℃PVC遷移等多種。有了這些測試指標，可以給我們選擇油墨提供有益的指導，但盡管如此，實際生產(chǎn)中針對不同產(chǎn)品具體應選擇何種油墨，還需要進行印前實驗。
我們在與顧客的接觸中發(fā)現(xiàn)，顧客對未涂布上光油的塑料薄膜表印產(chǎn)品經(jīng)常會提出一些超出單純表印油墨所能達到的墨層附著性要求，或是由使用不當造成的墨層附著不牢問題。例如有些奶制品生產(chǎn)廠家將牛奶包裝袋數(shù)小時浸泡在濃度為35%的雙氧水中，或長時間浸泡在牛奶中，來檢驗墨層的附著性；還有些包裝用戶將包裝袋長時間浸泡在洗衣粉溶液中，在紙巾包裝袋的印刷墨層上噴灑香水，在產(chǎn)品包裝和運輸過程中缺乏必要的保護，對薄膜進行拉伸和多次折疊揉搓；消費者在食用袋裝奶時連包裝一起放在水里蒸煮等。由于這些過程涉及到油墨與塑料薄膜的抗氧化性、抗酸堿性、耐高溫性、耐磨擦性、耐溶劑性等多種性能，所以我們建議，當用戶要在比較嚴酷的條件下使用塑料薄膜表印包裝袋時，最好能與供應高事先溝通，以便根據(jù)包裝內(nèi)容物和環(huán)境的特殊性來確定是否可以采用表印這種方式以及相應的質(zhì)量檢驗方法，是否需要涂布上光油等。
說到上光油，有必要在此介紹一下塑料薄膜表印產(chǎn)品的上光問題。在印刷品表面涂布一層上光油，是防止印刷墨層脫落或發(fā)生化學反應的一個非常理想的選擇。雖然進行上光會使成本提高一些，但上光所起的保護作用卻遠遠超過前文所述的提高油墨耐磨性的三個方法。
上光油的種類很多，有雙組份聚氨酯型、環(huán)氧樹脂型、三聚氰胺型等。干燥方式有溶劑揮發(fā)干燥、雙組份反應干燥、紅外線和微波干燥等。
利用上光涂層來保護墨膜的基本原理是：光油在印刷墨層表面交聯(lián)固化后干燥結(jié)膜，形成一層均勻光滑的具有耐磨、防潮性能的膜層，從而使印刷墨層得到保護。我們還可以根據(jù)包裝內(nèi)容物的特性和使用條件，來選用不同的光油，以提高印刷墨層的耐酸、耐堿性。光油的另一個好處是可提高塑料薄膜表印產(chǎn)品的光澤亮。目前，上光涂布用得較多的塑料薄膜表印產(chǎn)品主要有衛(wèi)生巾包裝袋和洗衣粉包裝袋。
客觀地講，由于塑料薄膜表印產(chǎn)品的印刷墨層要直接與外部千變?nèi)f化的環(huán)境接觸，所以總會有一定數(shù)量的產(chǎn)品存在掉墨的現(xiàn)象。我們應該通過事先設(shè)計和不斷改進生產(chǎn)工藝，將塑料薄膜表印產(chǎn)品油墨脫落的幾率降至最低，從而最大限度地滿足包裝用戶和廣大消費者的需求。
(來自:包裝企業(yè)網(wǎng))
