聚烯烴塑料薄膜凹版印刷回粘問題的探討

鄧亞男 孫凱 王菲（.沈陽(yáng)防銹包裝材料有限責(zé)任公司；.沈陽(yáng)橡膠設(shè)計(jì)研究院有限公司）

前 言

聚烯烴薄膜由于其優(yōu)異的物理理性能及化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于食品、生活用用品及工業(yè)包裝。帶有印刷圖案的包裝薄膜具有易識(shí)識(shí)別的作用，且其印刷內(nèi)容可吸引顧客，提高產(chǎn)品品的銷售量，目前市場(chǎng)上的包裝薄膜材料向著高檔檔、精細(xì)、多品種的方向發(fā)展[1]。

聚烯烴薄膜的印刷，95%以上上是采用凹版印刷工藝，在印刷生產(chǎn)過程中，不同同的因素影響了聚烯烴薄膜印刷產(chǎn)品的印刷牢度，，本文將對(duì)聚烯烴薄膜在凹版印刷生產(chǎn)過程中出現(xiàn)現(xiàn)的回粘問題進(jìn)行探討。

一、凹版印刷簡(jiǎn)介

凹版印刷，以其印制品墨層厚實(shí)，顏色鮮艷、飽和度高、線條清晰、印版耐印率高、印品質(zhì)量穩(wěn)定、印刷速度快等優(yōu)點(diǎn)在印刷行業(yè)內(nèi)占據(jù)極其重要的地位。

凹版印刷作為一種直接接的印刷工藝，將圖像雕刻在印版上，其中圖像部部分呈凹下的形狀。印刷生產(chǎn)時(shí)，印版表面覆上油墨，然后用刮墨刀等從表面刮掉版輥表面的油墨，只留下版輥上凹坑內(nèi)的部分；通過背壓輥等一定的壓力接觸，將油墨壓印到承印物上，然后經(jīng)過干燥設(shè)備將油墨干燥，完成印刷。

所印畫面的濃淡層次是由凹坑的大小及深淺決定的，如果凹坑較深，則含的油墨較多，壓印后承印物上留下的墨層就較厚；相反如果凹坑較淺，則含的油墨量就較少，壓印后承印物上留下的墨層就較薄。凹版印刷的印版是由一個(gè)個(gè)與原稿圖文相對(duì)應(yīng)的凹坑與印版的表面所組成的。

二、印刷牢度的檢測(cè)

印刷墨層結(jié)合牢度試驗(yàn)機(jī)，可用于測(cè)試凹版印刷工藝生產(chǎn)的塑料薄膜印刷墨層結(jié)合牢度程度。測(cè)試時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇的玻璃膠帶紙與經(jīng)過試驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)后的試樣油墨印刷面，以標(biāo)準(zhǔn)的荷重、滾壓速度和滾壓次數(shù)粘合在一起，放置調(diào)節(jié)一定時(shí)間，然后以一定的壓力與剝離速度將它們剝開，觀察測(cè)量試樣墨層被剝離的狀況，以此判斷分析印刷墨層的結(jié)合牢度。

印刷生產(chǎn)過程中，使用橡皮膏或膠黏帶在印刷墨面做粘拉試驗(yàn)來檢測(cè)產(chǎn)品的印刷牢度[2]。將檢測(cè)使用的粘性物品與印刷產(chǎn)品粘合，要求完全接觸，無氣泡，然后快速拉開，記錄油墨圖案的移動(dòng)量。

根據(jù)墨層被粘拉掉的百分比，來檢測(cè)產(chǎn)品的印刷牢度是否合格。被粘拉掉墨層的百分比小，產(chǎn)品的印刷牢度較優(yōu)；當(dāng)墨層被粘拉掉大于10%，說明產(chǎn)品的印刷牢度差。

三、印刷回粘問題產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的解決對(duì)策

（一）生產(chǎn)環(huán)境

聚烯烴薄膜印刷生產(chǎn)時(shí)，車間現(xiàn)場(chǎng)一般要求溫度不超過35℃，濕度不超過80%，但是當(dāng)環(huán)境溫度偏高或偏低、相對(duì)濕度大，印刷圖案容易出現(xiàn)回粘的現(xiàn)象。冬季環(huán)境溫度過低；夏季環(huán)境溫度過高，且環(huán)境濕度高于65%，此時(shí)進(jìn)行印刷生產(chǎn)，油墨不能迅速干燥；而且周圍環(huán)境的濕度高，稀釋劑會(huì)從環(huán)境中吸收水分，產(chǎn)品的印刷圖案容易出現(xiàn)反粘的現(xiàn)象。

為了解決環(huán)境對(duì)印刷圖案牢度的影響，在車間現(xiàn)場(chǎng)裝置環(huán)境調(diào)節(jié)器，將生產(chǎn)環(huán)境控制在18℃-20℃之間，相對(duì)濕度控制在65%以下；印刷生產(chǎn)時(shí)，采用循環(huán)熱風(fēng)進(jìn)行烘干，加大干燥的風(fēng)量，油墨中的溶劑在印刷后徹底揮發(fā)，使轉(zhuǎn)移到薄膜上的油墨在收卷前完全干燥，保證產(chǎn)品的印刷質(zhì)量[3]。同時(shí)在此階段處理有機(jī)廢氣(VOCs)，熱源余熱循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的，實(shí)現(xiàn)綠色印刷[4]。

（二）生產(chǎn)配方的設(shè)計(jì)

為了改善薄膜包裝物的開口性，方便客戶使用，薄膜生產(chǎn)時(shí)配方中會(huì)添加開口劑或爽滑劑，降低薄膜表面的摩擦系數(shù)，方便使用。但是，低表面能會(huì)破壞薄膜的表面張力，會(huì)直接造成印刷牢度差。生產(chǎn)聚烯烴薄膜時(shí)，選用多層擠出機(jī)吹塑薄膜機(jī)組生產(chǎn)多層共擠薄膜產(chǎn)品，將薄膜結(jié)構(gòu)合理化，在保證產(chǎn)品開口性的同時(shí)，改善印刷圖案的印刷牢度。設(shè)計(jì)吹膜配方時(shí)，非印刷層配方含有適量的開口劑或爽滑劑，而印刷層配方中不含開口劑或爽滑劑；選用自帶一定含量的開口劑或爽滑劑的基材樹脂，在改善產(chǎn)品開口性的同時(shí)，不影響產(chǎn)品的表面能；將印刷的聚烯烴薄膜與其他包裝材料復(fù)合成復(fù)合包裝材料，避免印刷回粘現(xiàn)象的發(fā)生。

（三）生產(chǎn)前處理

由于聚烯烴為非極性材料，分子鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其表面張力小，塑料薄膜表面光滑、粘附油墨的性能差，二次加工性能較差[5]，所以，在印刷生產(chǎn)前，為了增強(qiáng)其印刷牢度，需對(duì)聚烯烴塑料進(jìn)行預(yù)處理，增大材料的表面能，使承印材料的表面張力等于或大于油墨的表面張力，油墨牢固地附著在塑料薄膜上，保證其表面印刷性。塑料表面處理的方法有很多，常用的有溶劑處理、化學(xué)處理和電暈處理等。

電暈處理法是聚乙烯薄膜印刷生產(chǎn)主要的預(yù)處理方法[6]，該方法是將塑料薄膜在兩個(gè)電極中穿過，利用高頻振蕩脈沖迫使空氣電離產(chǎn)生放電現(xiàn)象形成電暈，使聚合物分子鏈裂解，從而聚烯烴表面帶有極性，游離的氧原子與氧分子結(jié)合生成臭氧，薄膜表面形成一些強(qiáng)性集團(tuán)和肉眼看不見的“毛刺”，塑料表面粗化，增加材料的比表面積，其綜合結(jié)果增加了塑料表面自由能，提高了薄膜的表面張力和粗糙度，從而增加了油墨和粘合劑的附著力。電暈處理的操作簡(jiǎn)單、可在聚烯烴薄膜生產(chǎn)或印刷時(shí)，同時(shí)完成，不需額外增加生產(chǎn)線。表面張力系數(shù)的大小使用電暈筆進(jìn)行測(cè)試，一般經(jīng)電暈強(qiáng)度控制為＞38達(dá)因，達(dá)因值越高，表面張力系數(shù)越大，印刷生產(chǎn)時(shí)，印刷圖案牢度好。

（四）油墨、溶劑的選擇

承印包裝材料和一般包裝決定了采用表印或里印，表印所采用的印刷色序一般是由淺到深，也就是說按照顏色由淺到深的順序安排印刷色序，先印刷淺色，后印刷深色，基本上就是黃色-品紅色-青色-黑色的順序。而在里印刷工藝中，印刷色序則恰恰相反，先印刷深色，而后才印刷淺色，也就是黑色-青色-品紅色-黃色。

根據(jù)承印材料的種類及印刷生產(chǎn)的速度，選擇合適的油墨及溶劑的種類。由于聚烯烴薄膜對(duì)油墨無吸收性，所以，印刷時(shí)必須選擇以揮發(fā)干燥為主的印刷油墨。由于限制 VOC排放的有關(guān)包裝法律出臺(tái)，含有甲苯、丁酮等有害有機(jī)溶劑的傳統(tǒng)凹印油墨會(huì)逐漸被醇溶型油墨取代，實(shí)現(xiàn)油墨的 uV化，無苯的聚氨酯樹脂體系油墨和醇溶性油墨會(huì)被廣泛使用。聚烯烴薄膜的以表印為主，一般選用以聚酰胺為連結(jié)料的油墨，其溶劑一般為快干溶劑（甲苯、異丙醇等）及慢干溶劑（二甲苯、丁醇等）[7]。溶劑決定了墨層的干燥情況，溶劑揮發(fā)得愈慢，則印刷品色澤愈美觀，但容易出現(xiàn)粘連；反之，會(huì)產(chǎn)生印跡發(fā)白等現(xiàn)象。選擇適當(dāng)種類的油墨及溶劑，是聚烯烴薄膜印刷的關(guān)鍵。

（五）靜電

當(dāng)聚烯烴原料通過摩擦接觸分開后，絕緣材料中的電子就會(huì)游離到材料的表面，使聚烯烴薄膜帶有大量靜電；高速印刷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于零部件摩擦作用產(chǎn)生大量的靜電；油墨中也會(huì)帶有電荷，大量電荷堆積形成靜電；印刷生產(chǎn)時(shí)，相對(duì)濕度低，印刷速度過快，會(huì)使薄膜表面產(chǎn)生靜電。靜電會(huì)吸附彌漫于空氣中的大量灰塵、雜質(zhì)等，從而影響油墨的轉(zhuǎn)移，降低油墨轉(zhuǎn)移率，在印品上出現(xiàn)“花點(diǎn)”。同時(shí)在靜電的作用下，薄膜表面處于缺氧狀態(tài)，將會(huì)阻礙薄膜印刷層的固化。通過控制作業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的相對(duì)濕度、限制生產(chǎn)速度、使用抗靜電劑或滾筒附近安裝靜電離子消除器等方法，實(shí)施多種方法并行，消除和降低薄膜表面的靜電，改善聚烯烴薄膜的印刷質(zhì)量。而且，靜電易吸附空氣中的粉塵和紙屑，使其牢固地黏附在印刷品上，直接污染印品。

（六）其他

印刷薄膜產(chǎn)品時(shí)，適當(dāng)?shù)母稍餃囟?、?duì)印刷產(chǎn)品進(jìn)行光澤化處理、整印刷的方向性及印刷的干燥方式均可改善產(chǎn)品的印刷牢固度。對(duì)薄膜印刷面單面進(jìn)行電暈處理，避免薄膜兩面表面能大，收卷后，油墨反粘在非印刷面，出現(xiàn)印刷圖案的回粘現(xiàn)象。

四、結(jié)論

不同的因素都影響了聚烯烴薄膜的印刷牢度，生產(chǎn)過程中遇到回粘問題時(shí)，首先，分析回粘現(xiàn)象產(chǎn)生的原因；然后，針對(duì)不同原因，制定解決方案，只有全面的控制才可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的聚烯烴印刷薄膜包裝材料。