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1、. . . . 摘 要近些年来，人们对商品包装的要求越来越高，塑料是一种高分子合成材料，以其无可比拟的优势在包装领域中得到了广泛的应用。但是由于塑料薄膜的表面能低，在一定程度上阻碍了其在包装印刷中的应用，主要表现为难印刷、难复合等。因此，塑料薄膜在其上机印刷、复合之前必须进行处理，来改善塑料薄膜的印刷适性。电晕表面处理技术与应用对高科技经济的发展与传统工业的改造有着巨大的影响。电晕表面处理是目前最常用也是技术相对最成熟的一种处理方式，采用高频高压或中频高压对塑料薄膜表面进行处理，使电极间产生电子流，在薄膜表面形成氧化极化基，使薄膜表面产生极性，便于印刷油墨吸附。本次研究，主要通过理论结合实验分
2、析了电晕表面处理对塑料薄膜印刷适性的影响。理论部分通过查阅大量文献，从油墨与薄膜之间的附着机理进行分析。实验部分则是通过对比三种不同极性的材料，电晕处理前与电晕处理后的表面力、摩擦系数、油墨密度以与油墨附着率，从而得出电晕处理对薄膜印刷适性的影响。最后，通过实验结果的综合分析和评价得出一定的结论，希望能为今后对塑料薄膜表面处理的进一步研究打下一定的理论和实验基础。关键词：塑料薄膜，表面处理，电晕，印刷适性 / ABSTRACTIn recent years, people of commodity packaging to demand more and more. Plastic is a
3、polymer synthetic materials, it has been widely used in printing and packaging filed,because they have many advantages comparing to other materials. While plastic low surface energy cause many problems in printing process, such as hard to printed, compounded and so on. So before using plastic film t
4、o print and compound must do some processes to improve the print adaptability of plastics. Corona physics and application have huge influence on the development ofhigh-tech economy and the reconstruction of traditional industry. Presently, corona isusually used to treat plastic films surface. The hi
5、gh pressure or intermediate frequency of high pressure of high frequency plastic film surface processing, make the generation between electrode other words, in the film surface formation oxidation polarization base, make the film surface produces polarity, facilitate printing ink absorption.This res
6、earch, mainly through the theory experimental analysis the corona surface treatment of plastic film printing eligibility influence. Theoretical part is consulting a large number of literature, from ink and thin films of attachment mechanism between analysis. The experiment part is by comparing the t
7、hree different polarity materials, corona treatment before and after processing the surface tension of the corona, friction coefficient, printing ink density and the ink adhesion, and concluded that corona treatment on film printing eligibility influence. Finally , some conclusions are educed accord
8、ing to the whole study , which are expected to be the theory and experimental basics of further study in plastic films surface treatment. Keywords:plastic film , surface treatment , corona , print adaptability目录第一章 概论11.1 课题背景11.2 薄膜表面处理研究现状11.3 研究目的与方案31.3.1 研究目标31.3.2 研究容31.3.3 研究方法3第二章 理论分析42.1 电
9、晕处理42.1.1 电晕原理42.1.2 影响电晕效果的因素52.2 所选薄膜的性能52.2.1 聚乙烯薄膜PE62.2.2 聚氯乙烯薄膜PVC62.2.3 聚酯薄膜PET72.3 印刷适性与影响因素72.3.1 表面能与附着力的关系82.3.2 接触角与附着力的关系82.3.3 表面粗糙度与附着力的关系9第三章 实验研究与结论分析103.1 薄膜表面力与评价实验研究103.1.1 实验材料与制备103.1.2 实验方法113.1.3 实验结果与分析113.2 薄膜表面摩擦系数的测试研究123.2.1 实验材料与设备123.2.2 实验方法133.2.3 实验结果与分析143.3 油墨密度与附
10、着力的测试实验研究143.3.1 实验材料与设备143.3.2 实验方法153.3.3 实验结果与分析16结 论20参考文献21致 23附 录24第一章 概论1.1 课题背景进入21世纪以来，人们的生活水平有了很大的提高，人们的消费行为更为理智和挑剔，所以对商品包装的要求也越来越高。塑料是一种高分子合成材料，用于包装印刷的塑料薄膜因具有透明度高、强度好、韧性强、密度低、耐化学性优良等特性，越来越得到广泛的应用。塑料薄膜经过印刷后，不仅要求具有色彩鲜艳、层次丰富、立体感强的印刷效果，而且要求印刷油墨必须牢固，墨层不脱落、不掉色。但是印刷用的塑料薄膜的品种很多，因其表面特性因子结构、基材的极性基团
11、、结晶程度和塑料稳定性等不同因素而有很大的差异，这些差异对于印刷油墨的结合牢度影响很大。且在成形过程中加入的增塑剂、引发剂与残留单体和降解物等低分子物质，这些低分子物质很容易析出而汇集于材料表面，形成无定形层，使塑料薄膜表面的润湿性能变差。因此，在印刷之前应根据不同塑料的表面特性而确定其是否需要进行表面处理。例如聚氯乙烯（PVC）、尼龙（PA）、聚苯乙烯（PS）等薄膜属于极性结构，印刷前不必进行表面处理。而聚酯薄膜(PET）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等薄膜属于非极性的高分子聚合物，它们的化学稳定性较高，表面力较小，不易被大多数油墨和溶剂所浸润。为了提高薄膜的表面力，提高薄膜与油墨的粘结强
12、度，在印刷之前必须对这些薄膜进行表面处理。塑料薄膜进行印前表面处理的方法很多，主要分为化学处理法和物理处理法。化学处理法主要是在薄膜表面导入极性基团或用化学试剂去除薄膜表面的助剂，以提高薄膜的表面能。各类化学处理法均会造成不同程度的化学试剂残留，且化学处理法速度慢、成本高、设备要求高，所以目前工业生产中基本不采用化学处理法。物理处理法主要有火焰处理法和电晕放电处理法，由于火焰处理法难于控制，目前已经被电晕放电处理法完全替代，所以本次毕业设计主要是研究电晕表面处理对塑料薄膜印刷适性影响。1.2 薄膜表面处理研究现状目前，表面处理有电晕处理、等离子处理、火焰法处理、氧化法、溶剂法等几种处理方式。而
13、电晕表面处理是最常用也是技术相对最成熟的一种处理方式，在处理设备上施加高频、高压电，使其产生高频、高压放电，产生细小密集的紫蓝色火花。空气电离后产生的各种等离子在强电场的作用下，加速而冲击处理装置的塑料薄膜。这些等离子离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，在活性点生成极性基团，使分子极性增大，表面力提高，对油墨产生很强的亲和力、吸引力，增加油墨的印刷牢度。目前国外塑料表面处理的常用方法:1、 火焰处理，将塑料薄膜放置空气中，通过气体火焰处
14、，火焰中含有处于激发状态的0、NO、OH和NH等自由基，它们能从塑料表面把氢抽取出来，随后按自由基机理进行表面氧化，并引入了一些极性的含氧基团，发生断链反应。聚烯烃经火焰处理后形成了极性基团，润湿性得以改善，而粘接性的改善则由于极性基团改善了润湿性以与产生断链而相对改善。火焰处理效果较好，无污染，成本低廉，但操作要求严格，如不小心会导致产品变形，使成品报废。2、 化学氧化处理,印刷前利用氧化剂对PP、PE塑料薄膜的表面进行处理，使其表面生成轻基、拨基等极性集团，同时得到一定程度的粗化，以提高油墨与塑料薄膜的表面结合牢度。常采用重铬酸钾一硫酸溶液处理聚烯烃表面，处理液的配方、处理过程的时间和温度
15、，都对处理效果有一定的影响。一般来说，处理时间长，处理温度高、效果较好，但时间过长或温度过高，虽然增加了表面极性，同时还将引起表面氧化、老化，粘接强度反而降低。化学处理法是应用较早的一种表面处理法，对于印刷，复合前薄膜的表面处理效果好，使用简便、经济，但需较长的处理时间影响了生产效率。并且处理液一般都具有化学侵蚀性，造成环境污染与对人体的危害，目前较少采用这种工艺，一般只在不便使用其他处理方法的情况下才采用这种表面处理工艺。3、 光化学处理一般是利用紫外线照射高聚物表面，使其引起化学变化，达到改善表面力，提高润湿性和粘合性的目的。紫外线照射使高聚物表面发生裂解、交联和氧化。但要想得到较好的光化学处理效果，必须选择适当波长的紫外线，光化学处理法的处理效率太低。4、 涂层处理法是在薄膜上涂以特定的涂料，以改变其表面吸附性能。将异丙醇、甲苯、季戊四醇双丙烯酸戊酷、四氢糠醇丙烯酸、安息香乙醚以30:5:10:5:1的比膜表面涂布，风干105后，用高压水银灯照155，固化后，即可提高薄膜表面的力。显然涂层处理的效率也太低。5、 电晕处理,薄膜的表面处理目前通常采用电晕处理(CORONA)工艺。利用高频高压电源，在放电刀架和刀片的间隙产生电晕放电而形成低温等离子体区。这种方法即叫电晕处理，也称电子冲击或电火花处理。1.3 研究目的与方案1.3.1 研究目标为了得到表面能高、
