原文标题:Dyne & Decay
副标题:薄膜吹制及储存方式影响材料的存放期限
文章来源:美国FTA“FLEXO“杂志2022年4月刊
无论是用于标签、收缩膜、直立袋或其他软包装的薄膜材料都是不吸墨的,都必须在薄膜表面进行处理,才能让油墨、涂料或胶水附着牢固。处理好油墨、涂料与印刷材料的表面张力关系很重要,否则就会有附着力的问题。
电晕处理是我们改变印刷材料表面结构提高附着力常用的方法,表面张力的测量单位是达因(Dyne),代表每平方米-每分钟施予的能量值。时间是表面张力的敌人,所有材料的表面张力都会从表面处理完成的那一刻开始衰减。并且随着运输或储存条件的差异,薄膜的表面张力会出现不同程度的变化,甚至每一卷都会不同,我们认为是添加剂或杂质造成的影响。所以在薄膜使用前应该检测一下表面张力,必要时甚至重新处理。不同应用下,不同材料会有不同的表现,所以情况是多变的。
同一家供应商不同卷的材料表现会有差异,不同供应商的就更不用说了。一般来说相同的材料会有不同的价格代表在性能上也会有分别。较低的售价通常表示需要花费更大的气力提高达因值或必须降低印刷速度,有时两者兼具。这很符合“一分钱一分货”这句老话。
使用达因笔检测材料的表面张力
做好事前检测工作
在印刷前的准备阶段投入时间及成本绝对比等到生产阶段出问题来得划算,能够预先掌握清楚情况,自然就不会发生惨痛的失误。要确保每道工序能够顺利地进行,必须提前检测好材料的表面张力,这意味在印刷、上胶以及涂布之前,都应该检测。窄幅印刷通常将不同工序连线完成,所以这样的检测在窄幅印刷也是很有必要的。并随着数码印刷的普及,数码印刷油墨与材料表面张力的匹配更需要经常关注。
进行液滴接触角度测试能得出薄膜精确的表面张力,可用来判断油墨或胶水是否匹配。剥离测试用来测量将复合膜剥离所需的力量,可以评估复合强度是否充足。以典型的咖啡包装为例,通常是复合膜材料。必须在PP膜的表面施加电晕处理,才能得到良好的印刷效果,并且在跟金属膜复合时得到足够的强度。但我们必须预先掌握清楚各层材料的表面张力情况,才能决定处理的强度及速度。
实际生产情况
在薄膜包装的实际生产阶段,情况更加复杂。薄膜被吹制出来后,接着被印刷,然后在复合之前还得上胶,最后在完成之前可能还要涂布,这些工序之间会有时间的递延,有时较长,有时较短。
Vetaphone的精密测试实验室
薄膜被吹制出来时都会施加电晕处理赋予一定的表面张力,但这些材料到底何时才会投入生产使用将是关键因素,这个时间差我们称为“储存时间”。
要让液体牢固地附着在薄膜上,必须调整好两者之间的表面张力差值。未经电晕处理的薄膜表面张力低,液体会在薄膜表面凝结成珠。对薄膜施加电晕处理可以提高表面张力,这样液体就能在薄膜表面附着。这可以提高包装的质量并减少产品报废的可能。
通常最大的时间差存在薄膜吹制后跟印刷之间,有可能是几天,更可能是数周甚至几个月。因此薄膜的存放很重要!但材料供应商往往没有针对不同薄膜的存放要求提供明确的指引。由于用户存放条件的差异,会造成表面张力衰减的不同。薄膜吹制的时候就必须正确施予电晕处理,这是影响存放时间及使用前加强处理效果的关键条件。
薄膜存放时室温尽量维持在15到20度(译者注:这项要求对亚洲地区很苛刻,就是尽量维持低温吧),湿度在50%到60%。有些运输卡车带有空调的,这样的条件更好!同时还要确保薄膜材料的密封,隔绝灰尘。向油墨及胶水供应商索取表面张力的资料,这样才能精确计算每道处理工序之前所需提升的表面张力差值。
这里必须做一个选择,是购买成本较高但从一开始就处理好的,还是采购便宜但后续需要花时间及成本再做处理的材料。
表面张力衰减特性
四项影响表面张力衰减的因素:时间、湿度、添加剂及杂质,这些因素组成我们所谓的衰减特性。达因笔是检测薄膜表面张力最简单、可靠并廉价的方式,可以节省大量因表面张力不当造成后续的损失。我们测试过两款不同的PE材料,其中一款有600ppm的添加剂,另一款表面带涂布。两款材料开头衰减的速度相当,表面带涂布的材料一个月后表面张力就停留在42达因,另一款材料则是持续衰减,在3个月后降到36达因。这就是前期投入跟后期再花时间成本去提升的分别。
我们的测试也表明相较等离子处理,电晕处理的表面张力衰减速度较快。等离子处理可以达到较高的达因值,并衰减后还能停留在较高的水平。因此,等离子处理对于需要较高表面张力或者维持较长时间的应用最合适,例如农业用膜。但等离子处理比较复杂且昂贵,所以电晕处理仍是最普及的处理方式。
清楚掌握材料的特性很关键,材料的纯度多高?有多少比例的添加剂?造粒的方式?这些都会对衰减特性造成影响。但最简单的方式其实是缩短存放时间,在表面张力严重衰减之前就投入使用,这样就可以避免衰减的困扰。
关于作者:
Jan Eisby是Vetaphone公司的销售总监,有25年工作经验。Vetaphone是一家丹麦公司,专业从事电晕处理有70多年经验。
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