材料的特性及表面处理的方法

UV特种印刷材料的特性一、PVC（聚氯乙烯）材质类PVC材质类通常有PVC软胶（18PHR以上）、硬胶（18度以下）、PVC膜、镭射PVC、水晶条纹PVC、PVC防皮等。

价格较低，易加工。

物理性：透明度较好、比重为1.4、绝缘性能好、干流性好、低毒、收缩率横向为45-50%、纵向为5%。

化学性：对热和光相对不稳定（一般靠加入稳定剂来弥补这一缺陷）表面张力为36-39达因（一般不用表面处理，如印刷上色不稳定，可通过化学表面处理法氧化处理）、防气候变化、含有的添加剂有：“填充剂、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂（此二项会影响表面张力）、增塑剂、稳定剂（此二项对身体有害）。

二、PET（乙烯乙酸乙烯共聚物）材质类PET材质类通常有PET硬片、PET薄膜、（价格较高）。

物理性：透明度极高、比重为1.33、PET强度比PVC高20%以上、耐冲击性好、耐低温、耐折性好、光泽度比PVC好、易成型、拉伸强度为>45MPA、但不耐晒。

化学性：抗紧外线、抗幅照、耐腐蚀、表面张力为41-42达因（无需作表面处理）三、PP材质类PP材质通常有PP板、PP薄膜（价格最低、但加工难度大，粘接效果较差）物理性：较透明度一般、比重为0.91、无毒、无味、耐高温、强度高、比PE弹性好、机械性能好、阻气阻水性好，阻氧性差、容易皱折。

化学性：表面张力为29-30达因（如要印刷加工，则需通过电晕处理使其表面张力达到40达因以上），。

含有的填加剂有：抗静电剂、爽滑剂、填充剂、阻燃剂等。

四、EV A材质类EV A材质类通常有EV A软、硬胶片、EV A发泡料等（易加工但加工过程易皱折。

无毒、是PVC很好的代替材料）物理性：透明、比重为0.93-0.94、无毒、无味、表观致密、弹性优良。

化学性：低温脆点为-70℃，溶点84-95、含有的添加剂为：爽滑剂、抗粘剂。

五、TPU材质类（价格贵）TPU材质通常有TPU软胶片、TPU防皮（随着发达地区对环保的关注，近年来此种材料已用于多个行业，由于价格昂贵的原因，所以比较适合发达国家使用。

）物理性：透明、比重为1.2、弹性好、抗静电、耐磨损、环保、经过大阳照射易熔化、。

化学性：无铅无毒、耐低温冲击、用火烧无烟。

表面张力（用电晕处理法处理）测试方法1、油墨粘度测试（用4号粘度杯测试）。

2、殊材料表面张力测试（配制达因液测试特殊材料表面的张力）。

3、UV光源波长测试。

4、特殊材料表面处理（电晕处理、化学处理、火焰处理等）。

5、印刷前油墨色序编排。

6、首件确认测试（用指甲刮试、用胶带粘试、反折测试以及用布浸湿溶剂再搓已干的印纹）。

影响材料表面张力的原因及处理方法影响其表面张力的原因有两种1、本身化学结构决定的。

（由于大多数塑料属于非极性的高分子，其表面对油墨的亲和力都比较差，只要表面张力小于38达因的材料就不易印刷。

2、添加剂决定的。

影响表面张力的添加剂有抗静电剂、爽滑剂、增塑剂等，而且这些物质很容易析出而汇集于材料表面形成无定形层，使这些印刷材料表面的润性能变差。

判断是否是添加剂引起的可用酒精基丙酮或醋酸乙脂擦洗表面，待干燥后再用相同的油墨及相同的条件去印刷，如果处理后的表面印刷牢度比原来好，那说明明添加剂的问题，当证实添加剂的存在时后，就不能再用这种材料印刷。

表面张力的解决方法有以下几种A:电晕处理：电晕处理的原理是经过有高压存在的两电极间，高压使电极间的空气发生电离，并使电极间产生电子流，电子在材料表面打成肉眼看不风的小孔，使材料表面形成极性，便于印刷油墨吸附。

B:火焰处理方法：适用于小型塑料容器的表面处理，其目的在于用高温使表面去污，并溶化膜层表面，提高表面粘附油墨的性能。

将待处理的容器投入煤气火焰中，火焰内芯长度控制在6～19mm，火焰芯顶端至表面为6～25mm，接触时间为0.1～1s，旋转速度为100～150转/min。

火焰中含有处于激发状态的O、NO、OH和NH等自由基，它们能从高聚物表面把氢抽取出来，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及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。

目前主要应用于较厚的塑料制品的表面处理，不适合塑料薄膜的表面处理。

C：化学处理法：印刷前利用氧化剂对PP、PE材料的表面进行处理，使其表面生成羟基、羰基等极性集团，同时得到一定程度的粗化，以提高油墨与其表结合牢度。

常采用重铬酸钾—硫酸溶液处理聚烯烃表面，处理液的配方，处理时间和温度，都对处进效果有一定的影响，一般来说，处理时间长，处理温度高、效果越好，但时间过长或温度过高，虽然增加了表面极性，同时将引起表面氧化、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，造成环境污染及对人体的危害，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。

D：光化学处理法：一般是利用紫外线照射高其表面，使其引起化学变化，达到改善表面张力，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处线，例如用波长为184mm的紫外线照射聚乙烯表面能使其表面发生交联，但如改用2537A的波长则难有相同效果。

如果在被处理的材料表面使用光敏剂可以使光化学处理更为有效，二苯甲酮是较好的光敏剂，当用紫外线处理后，它会被E：涂层处理法：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。

涂料配方如下表：将上述配方制成的涂料在塑料薄膜表面涂布，风干10s后，用高压水银灯照15s，固化后，即可提高薄膜表面的张力。

涂层处理法的处理效率太低。

F：等离子体处理等离子体是电离了的气体。

它由电子、离子和中性粒子3种成分组成，其中电子和离子的电荷总数基本相等，故整体是电中性的。

通过放电装置将电离的等离子体中的电子或离子打到承印物表面，一方面，可以打开材料的长分子链，出现高能基团；另一方面，经打击使薄膜表面出现细小的针孔，同时还可使表面杂质离解、重解。

电离时放出的臭氧有强氧化性，附着的杂质被氧化而除去，使承印物表面自由能提高，达到改善印刷性能的目的。

G：低温等离子体处理低温等离子体中粒子的能量一般约为几个至几十电子伏特，大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特)，完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键；但远低于高能放射性射线，只涉及材料表面，不影响基体的性能。

处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中，电子具有较高的能量，可以断裂材料表面分子的化学键，提高粒子的化学反应活性(大于热等离子体)，而中性粒子的温度接近室温，这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。

通过低温等离子体表面处理，材料表面发生多种的物理、化学变化，或产生刻蚀而粗糙，或形成致密的交联层，或引入含氧极性基团，使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能分别得到改善。

在适宜的工艺条件下处理PE、PP、PVF2、LDPE等材料，材料的表面形态发生了显著变化，引入了多种含氧基团，使表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘性和亲水性，有利于粘结、涂覆和印刷。

H：薄膜的表面处理薄膜的表面处理目前通常采用电晕处理（CORONA）工艺，电晕处理装置结构如下图所示。

电极一端用金属电极，另一端用硅胶辊，塑料薄膜穿过放电间隙，在放电间隙中电晕放电即可形成低温等离子体区。

处理过程中，单位面积的处理能量为：W＝P/（V·L）＝ui/（V·L)式中u——加在金属电极上的处理电压；——处理电流；——处理电极宽度；——走料速度。

θ的θ与W（J/m2）关系曲线。

当然，处理电流的大小与金属电极和硅胶辊之间的放电面积、间隙和频率有关。

间隙一般不能太小（通常２～３mm)，太小放电架的加工成本会大幅提高，且金属电极在工作时会受热变形而出现刮膜现象。

在处理频率较低时，要达到一定的处理功率P，可提高加在金属电极上的处理电压，但过高的处理电压容易击穿被处理的薄膜降低薄膜的阻隔性和使薄膜的未处理面也呈现出较高的达因数，给焊接带来困难。

为避免击穿可加大金属电极和硅胶辊之间的放电面积。

用较高的频率处理，这些问题则可改善，且金属电极和硅胶辊之间的放电面积可以比较小。

但过高的处理频率会因硅橡胶的介质损耗而降低处理效率。

根据实验，处理频率为１６～２０ＫHZ对硅胶辊放电架较佳。

实际上电晕处理也是一种低温等离子体处理。

利用高频（中频）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。

其处理作用为：①通过放电，使两极之间的空气电离，在薄膜的表面形成低温等离子区使薄膜的表面达到改性。

另外空气中的氧气在高频电场中电离，产生臭氧，臭氧是一种强氧化剂，可以立即氧化塑料薄膜的表面分子，使其由非极性转化为极性，表面张力得到提高。

②电子冲击后，使薄膜表面产生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增大表面活性。

注意事项：经过以上几种表面处理后的材料经过一段时间后表面张力又会降低，所以最好在印前三天内作表面处理，最迟不应超过七天，并且要注意的是在印前一定要作达因测试。

不够38达因的材料一定要作表面处理。