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【技术前沿】BOPET:如何提高薄膜的润湿张力
卓创资讯 闫巧玲 2017-06-14 16:22:28
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  润湿张力一般情况下被称为表面张力,是分子力的一种表现,对薄膜而言通常称润湿张力。润湿张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力,国际单位为N/m,但通常我们用dyn/cm(达因)表示,1dyn/cm=1mN/m

  BOPET(双向拉伸聚酯薄膜)具有优良的综合性能,故其应用领域十分广泛,最为普遍是在印刷、复合、真空镀铝等方面。BOPET薄膜未经表面处理时,其表面张力在40mN/m以上,已经可以满足一般的印刷要求,但是为了进一步提高印刷油墨或真空镀铝层与BOPET薄膜表面之间的结合力,增加附着牢度,往往还需要对BOPET薄膜进行表面处理,加大BOPET薄膜的润湿张力,从而增强BOPET薄膜的印刷和镀铝效果。塑料薄膜表面处理的方法有:电晕处理法、化学处理法、机械打毛法、涂层法、火焰法等,其中最常采用的是电晕处理法。

  电晕处理法的基本原理是:通过在金属电极与电晕处理辊(一般为耐高温、耐臭氧、高绝缘的硅橡胶辊)之间施加高频、高压电源,使之产生放电,于是使空气电离并形成大量臭氧。同时,高能量电火花冲击薄膜表面。在它们的共同作用下,使塑料薄膜表面产生活化、表面能增加。通过电晕处理可使BOPET薄膜的润湿张力达到52-56 mN/m以上,甚至更高。

  电晕处理塑料薄膜润湿张力的大小与施加于电极上的电压高低、电极与电晕处理辊之间的距离等因素有关。当然,电晕处理应当适度,并非电晕处理强度越高越好。这里值得提出的是BOPET与电晕处理辊之间应避免夹入空气,如果它们之间夹入空气的话将有可能使薄膜的反面也被电晕处理了。

  反面电晕造成的后果是:第一,有可能产生油墨印刷的反粘现象;第二,是在镀铝时会发生镀铝层转移,在涂胶时会发生涂胶层转移。

  防止薄膜反面电晕的主要措施是要调节好电晕处理辊前的橡胶压紧辊的压力,压紧辊两端压力既要一致且压力大小又要合适。另外,电晕辊和压紧辊必须进行严格的动静平衡试验,径向跳动要求小于0.05毫米,目的是保证BOPET平整地进入电晕辊、防止夹入空气,从而避免发生反面电晕的现象。

  电晕处理具有时效性问题,特别是在高温高湿的夏季,塑料薄膜电晕处理后的润湿张力衰减比较厉害。因此,塑料薄膜在电晕处理后最好能及时进行印刷或镀铝。如果BOPET在电晕处理后放置时间过长,润湿张力将会逐渐下降,甚至由于印刷面与非印刷面的润湿张力趋于一样,印刷的薄膜面卷取后很容易发生油墨被反粘到非印刷面上,即所谓的“反粘”现象。为了防止“反粘”,一方面在薄膜印刷时要彻底干燥油墨;另一方面要保证印刷面有足够的润湿张力,使印刷面与非印刷面的润湿张力之差愈大愈好。

  涂层法也是提高BOPET表面性能的又一有效途径。所谓涂层法是在薄膜表面涂布一层某种高分子溶液,例如聚丙烯酸酯类、改性聚酯类等高分子溶液的涂层。对BOPET来说,涂布的工艺是:在纵拉机(MDO)与横拉机(TDO)之间,配有一台在线涂布机,经过纵向拉伸的PET薄膜立即通过在线涂布机进行高分子溶液涂布,随后进入TDO进行横向拉伸,在横拉机中高分子溶液的溶剂被干燥挥发后便在BOPET表面留下一层所涂布的高分子聚合物。

  实验表明,在BOPET表面涂上改性聚酯涂层后,可使薄膜润湿张力增加到58 mN/m以上。而且,涂布法一大优点是薄膜润湿张力不会因为高温、高湿的气候条件而衰减,而且耐水、耐溶剂性优良。在涂布薄膜的涂层上镀铝后粘结力较强,不会因为在高温下接触水溶液而产生镀铝层脱层现象。在涂布薄膜的涂层上印刷时,有很好的适应性。但要注意涂布层与印刷油墨的相溶性以及涂布层耐溶剂性等问题。

 
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