塑料薄膜表面电晕处理及其张力测试
电晕法处理塑料薄膜表面
电晕法处理塑料薄膜表面
由于聚乙烯属于典型的非极性高分子材料，分子结构中不含极性基团，且结晶度高，表面自由能低，惰性较强，结晶度高，化学性能稳定，因此，该薄膜材料的印刷适性较差，对油墨的附着力不理想。
此外，薄膜中的助剂(爽滑剂、增塑剂等)不断地向表面迁移析出，形成弱表面层，也会影响印刷油墨的印刷牢度，因此，在印刷之前一般都要对塑料薄膜进行表面处理，改变薄膜表面化学结构，提高薄膜的表面张力，从而达到提高和改善聚乙烯薄膜印刷适性的目的，提高对油墨的粘附力，以保证生产的顺利进行。
国内目前在工业上应用的塑料薄膜表面处理技术是电晕法，但该方法的局限性很大，对许多大宗用途不适用。
等离子体表面改性技术已被列入国家“863”计划，但至今未有技术性突破，主要原因是该技术要求的高真空度使其很难成为大宗工业产品的表面改性技术对解决现有薄膜制品及生产中存在的问题．最近北京化工大学开发出了以表面光接枝为主要技术特征的制备亲水/疏水不对称塑料薄膜的连续生产新工艺。
由该新表面处理技术得到的塑料薄膜产品，其一面仍具有薄膜原有的疏水性，而另一面可根据不同的需要对表面极性进行任意调节，直至达到完全亲水。
当然，也可以对薄膜的两面同时进行处理，得到对称改性产品．。
塑料表面张力测试标准
塑料表面张力测试标准
一、引言
塑料作为一种广泛使用的材料，在许多领域都有应用。
表面张力是塑料材料的一个重要特性，它对于塑料制品的加工、使用性能以及表面处理等方面都有重要影响。
因此，对塑料表面张力进行准确测量和评估是非常重要的。
本文将介绍塑料表面张力测试标准及其应用.
二、塑料表面张力测试方法
1.最大泡法:通过在塑料表面施加液体，观察液体在塑料表面的最人泡的大小和形状，从而计算出塑料表面的张力。
2.县液滴法:通过观察是挂在塑料表面的液滴的形状和大小，计算出塑料表面的张力。
3.润湿法:通过测量塑料表面被液体润湿的速度和程度，计算出塑料表面的张力。
三、塑料表面张力测试标准
1.国际标准: ISO 8217:2017 塑料- 接触液体的塑料材料和制品的吸水率和表面张力试验方法
2.国内标准: GB/T 34547-2017 塑料材料表面张力的测定。
四、塑料表面张力测试标准的应用
1.塑料制品加工: 通过测量塑料表面的张力，可以了解塑料制品的加工性能，如熔融温度、挤出速度等。
2.表面处理: 通过改变塑料表面的张力，可以改善塑料表面的润湿性、抗污染性等性能。
3，质量控制: 通过定期测量塑料表面的张力，可以监控塑料制品的质量，确保其满足使用要求。
五、结论
塑料表面张力测试标准对于评估和控制塑料制品的质量具有重要意义。
通过对不同塑料材料的表面张力进行准确测量，可以为加工工艺提供依据，提高产品质量，同时也有助于开发新的塑料材料和制品。
因此，我们应该加强对塑料表面张力测试标准的研究和应用，推动塑料工业的健康发展。
薄膜的电晕处理简介
电晕处理过程中的化学反应
氧化反应
在电晕处理过程中，带电粒子与 薄膜表面发生氧化反应，使表面
分子结构发生变化。
交联反应
某些聚合物在电晕处理过程中发生 交联反应，增加分子间结合力，提 高薄膜的物理性能。
表面涂层形成
在电晕处理过程中，可能会形成一 层薄薄的涂层，这层涂层具有较高 的表面能，有助于改善薄膜的印刷 和粘合性能。
电晕处理效果的测试标准
国际标准
如ASTM D2574、ISO 28360等， 这些标准规定了电晕处理的测试
方法和要求。
行业标准
根据不同行业的需求，制定适用 于特定材料的电晕处理测试标准。
企业标准
各企业根据自身产品特性和质量 要求，制定相应的电晕处理测试
标准。
电晕处理效果的稳定性分析
时间稳定性
分析电晕处理随时间的变化情况，评估其持久性。
薄膜的电晕处理简介
目录
CONTENTS
• 电晕处理定义 • 电晕处理原理 • 电晕处理设备与工艺 • 电晕处理的效果与测试 • 电晕处理的优缺点 • 电晕处理的实际应用案例
01 电晕处理定义
什么是电晕处理
在电晕处理过程中，高电压使气体分子电离，产生大 量的正负离子，这些离子在电场作用下向薄膜表面加 速，撞击薄膜表面，使表面分子受到足够的能量而脱 离表面，形成离子化的气体分子。
电晕处理过程中产生的活性分子可以在薄 膜表面形成化学键或交联结构，从而提高 薄膜的抗老化性能和耐摩擦性能。
电晕处理的应用领域
包装行业
用于提高包装薄膜的印刷效果 、贴合强度和抗老化性能。
建材行业
用于提高建筑膜的抗老化性能 、自清洁性能和贴合强度。
纺织行业
用于改善织物的抗皱性能、防 水性能和染色效果。
BOPP薄膜的电晕处理的测试及控制审批稿
B O P P薄膜的电晕处理的测试及控制YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】BOPP薄膜的电晕处理的测试及控制2005-6-13 16:59:52 中国包装网摘要：主要对BOPP薄膜进行电晕处理的测试、控制及薄膜性能的影响等几个方面探讨。
重点讨论了影响电晕处理效果的因素，另外就薄膜的摩擦系数、收缩率和热封强度等方面的物理性能怀电晕处理的关系进行了探讨。
关键词：BOPP薄膜电晕处理测试控制薄膜性能双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)是近年来发展十分迅速的包装薄膜。
在BOPP的生产过程中，由于经过了纵横两个方向的延伸，分子链得到较好的定向，因此薄膜具有良好的力学性能、优异的光学特性、较低的水汽透湿量；与其它薄膜相比较，更具备包装材料所要求的较好的综合性能。
因此，BOPP已广泛应用于各种包装领域。
BOPP在应用于食品、挂历、画册、胶粘带等制品时，往往需要进行印刷、涂层、粘合等操作。
由于聚丙烯材料本身的表面张力值相对偏低，仅为31达因，而在应用于上述几方面时，一般要求薄膜单面表面张力强度在38达因以上。
因此，在生产BOPP时往往需要对薄膜进行表面处理，提高其表面张力，改善聚合物的粘接性和润湿性，满足使用的要求。
常用的表面处理方式有两种：一为电晕处理，另一为火焰处理。
电晕处理的原理是将薄膜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，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；火焰处理是用特指的喷灯，燃烧一定组成和配比的煤气和空气，形成温度高达2100℃一2800℃的氧化火焰，来达到在瞬间改变薄膜表面性能的目的，在实际处理过程中，火焰的温度、火焰与薄膜之间的距离和处理时间是影响处理效果的重要因素。
在实际应用上，由于电晕处理简便易行，处理效果好，因此，BOPP的设备生产厂家基本上都采用这一方式。
达因笔测试表面张力的方法
达因笔测试表面张力的方法ＤＹ－Ｌ系列达因笔可以准确的测试出塑料薄膜之表面张力是否达到试笔的数值。
令使用者清楚的了解此塑料薄膜是否适合于印刷，复合或镀铝。
有效的控制质量及减少因材质不合格所造成的工具延误。
而且ＤＹ－Ｌ系列达因笔并不仅限于塑料薄膜，还可以测试其他平面材料的表面张力。
一般来说，薄膜基材形成墨滴、涂层和其表面的能量相关。
如果基材表面的能量低于所涂测试液的表面的张力，则形成珠点和画线收缩（如图中1所示），这就是所谓的润湿。
大多数塑料基材的原始表面张力都比较小，几种聚合物的原始表面张力大致如下：表一部分塑料表面张力（mN/m，20℃）塑料表面张力塑料表面张力PTFE聚四氟乙烯18.5 PVC 39.0PVF聚偏二氟乙烯28.0 PMMA 39.0PCTFE聚三氟氯乙烯31.0 PVDC 40.0PE、PP 31.0 PET 44.0PS 33.0通常用作油墨溶剂的表面能为：乙醇22 mN/m、醋酸乙酯24 mN/m，而配制油墨需要加入树脂、粘结料、颜料、助剂后，表面张力一般要在38-42达因左右。
塑料表面张力数值与成型温度、降温速度、添加剂和是否处理都有关系，所以彩印常用的BOPP薄膜在印刷前要进行电晕处理，使其表面张力不能小于油墨的表面张力，这样才能达到润湿，如下图。
图一，薄膜－油墨润湿张力示意图图中θ是润湿角。
显然，当θ＞90°则因润湿张力小而不润湿；θ＜90°时则润湿；而在θ=0°时，可以完全润湿。
可以看出，薄膜的表面张力最少要在38达因以上，才能让其与油墨的润湿角小于90°，做到润湿，这样印刷效果才比较好。
如果要薄膜的表面张力进一步加大，或者油墨的表面张力降低印刷效果会不会更好呢？所谓润湿角为零行不行呢，可以准确的说，抛开成本和物理上的可行不论，理论上那样一点点油墨会铺满整张薄膜，各种颜色会混在一起，再也看不见图案了。
对多数薄膜来说，在印刷前测试薄膜的表面张力，要求达因笔在36-40达因/厘米之间。
浅析薄膜电晕处理度的检测问题
浅析薄膜电晕处理度的检测问题吹塑PE膜下机时的电晕检测问题吹塑PE膜下机时有的采用38mN/m或39mN/m表面张力指数的电晕笔进行检测，这只能判断PE膜有无电晕处理，至于电晕处理度是否合格则无法判定。
考虑到电晕处理的时效性，吹塑PE下机时应用44mN/m表面张力指数进行检测。
PE薄膜电晕的衰减趋势如图1所示。
一般吹塑PE膜下机到我们进货检测都不过数天时间，用39mN/m表面张力液进行测试都是合格的。
从图1中可看出如果吹塑PE下机时的电晕处理度只有39mN/m，则放置数天后必然衰减到38mN/m以下，在复合牢度上就肯定存在问题。
那是否是电晕处理度越高越好呢？图2是薄膜表面张力与剥离强度的关系，可知薄膜的表面处理度超过48mN/m之后，剥离强度反而下降，据有关人士分析认为：“由于处理得太厉害后，聚烯烃表面层分子氧化、降解，使其本身强度下降所致。
虽然表面一层与胶黏剂粘得很牢，但当测验剥离强度时，被拉破、断裂的是聚烯烃表面层与内部之间的结合部位，并不是胶黏剂与聚烯烃之间的强度，被氧化或降解了的那一层材料本身的内聚力小、抗张强度低，所以表现出来的剥离力就小。
”在电晕处理方面，对于较薄的薄膜还存在一个电晕击穿的问题。
电晕处理过面之后，薄膜的起封温度升高，在正常的温度下不能热封合。
据涂布在线了解，未经电晕处理的聚乙烯的表面能为31mN/m，因而要求吹塑薄膜下机时热封面用34mN/m的表面张力液检测时，在2S内出现明显的收缩。
当然通过对薄膜起封温度的检测也是判断薄膜是否存在电晕击穿现象的有效方法。
电晕处理过面现象主要集中于厚度较薄的PE材料上，因为材料较薄走料不平整，电晕处理时薄膜与导辊间夹带空气，就会出现电晕处理过面的现象。
对于库存已较久的薄膜材料，在上机复合时应再次检测其表面电晕值是否合格或采用在线电晕处理，以避免薄膜表面张力衰退引起的复合强度不良现象。
电晕笔检测的准确性问题例如，干法复合时用38mN/m的电晕检测PE膜处理度是合格的，但是复合后仍然出现剥离强度不良的现象。
薄膜电晕处理的应用要点及检测
薄膜电晕处理的应用要点及检测大多数塑料薄膜(如聚烃薄膜)属非极性聚合物，表面张力较低，一般在29-30mN/m，从事论上讲，若某物体的表面张力低于33mN/m，目前已知的油墨与粘合剂都无法在上面附着牢固，因此要对其表面进行电晕法处理。
其处理原理是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。
空气电离子后产生的各种离子在强电场的作用下，加速并冲击处理装置内的塑料薄膜。
这些离子粒子能量一般在几电子伏特到，与塑料分子的化学键断裂而降解，增加表面粗糙度和表面积。
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，产生羰基与过氧化物等极性较强的基团，从而提高了其表面能。
电晕处理的优点如下：处理材料的范围广，可用于聚乙烯，聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯氟类塑料，以及各种相应的共聚物；处理时间短，速度快，可在生产线上进行处理；操作简单，易于控制；电晕处理只涉及塑料表面极浅的范围，一般只有纳米数量级，基本不影响塑料的机械性能：无废液排入，基本不污染环境。
电晕处理广泛用于薄膜印刷、涂布和复合前的表面处理，以及厚度小于0.6mm片材的表面处理。
薄膜的处理程度直接影响后加工的质量，必须严格加以控制。
若处理程度不够，薄膜的表面润湿性没有明显改善，会出现油墨的附着力差等问题。
反之，若处理程度过头，会出现薄膜表层老化，光泽变差，表面分子交联过多，热封性变差，薄膜易粘连(特别是在夏季高温天)，出现分切困难，使用时难以分开等毛病。
总之，在满足后加工要求前提下，应防止处理过度。
实际操作上常用临界表面张力测试法来进行检测。
不同的薄膜印刷、复合所需的临界张力。
处理效果会随时间延长呈指数规律消退，消退速度与存放环境湿度、原料牌号与薄膜厚度等因素有关。
存放环境温度越高，消退速度越快，并且越彻底。
例如在200C以下环境温度中存放，聚乙烯薄膜的临界表面弓长力在38-4ZmN/m，到360C以上，不管原薄膜处理程度有多深，一个月后，将将会退到38mN/m以下。
BOPP薄膜检测规程
BOPP薄膜检测规程为了规范对我公司薄膜产品的尺寸偏差及物理机械性能的检测，以作为单项性能合格与否的判定，并为产品的监控和分析提供准确依据，特制定本规程。
1、拉伸过程检验流程1.1取样方法半成品膜检测试样品从约8米的原始膜卷上去掉表层后，按国际规定的取样数量沿膜卷宽度方向割开取样，及外观及尺寸和物理性能测试，并标记电晕处理面。
1.2试验环境试样应在一般标准环境条件下（温度：23。
C±2。
C相对温度：50±10%）进行状态调试和检测。
1.3膜卷宽度测量将上述试样展开平置于检测平台上，用精确度为1mm，量程为10米的卷尺测量，并将卷尺置于料材上，使尺与料材纵向成直角，尺上的零刻度与材料左侧长边成一直线，确定材料右侧的精确度位置，并读数记录结果（精确到1mm）1.4表面张力检测1.4.1测试器具按国际GB/T14216-93第5条的规定，配制符合要求的系列试验混合液、脂棉、镊子。
1.4.2测试去掉样品的外层，并使被测试的表面不要接触任何其他物质，然后用端部缠有脱脂棉的镊子，涂敷试验混合液，顺一方向在试样上水平移动镊子涂敷，应使混合液立即扩散到试样上，沿试样宽度方向均匀涂敷，所涂液体的量应使之形成一薄膜而无积液存在。
1.4.3表面张力的判断根据涂敷混合液2S以上液膜层的状态，来判断表面张力。
如果液膜持续2S以上不破裂，用下一较高表面张力的混合液重新涂在一新的试样上，直到液膜在2S破裂；如果连续液膜保持不到2S，用较低表面张力的混合液，直到液膜能持续2S为止。
使试样表面润湿接近2S的混合液，用这种混合液至少测定3次，该混合液的润湿张力即为试样的表面张力。
1.5克重的测定1.5.1仪器电子天平和100mm*100mm的标准取样板1.5.2试样制备用00mm*100mm的取样板沿试样的宽度方向均匀截取10个样块。
1.5.3测量去掉表层，截取样块，且10个样块必须在同一层截取，然后置于电子天平称重即可。
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１电晕处理技术
电晕处理是一种电击处理，其目的是为了改变承印物的表面能量，使之易于同印刷油墨、涂布材料及胶粘剂相粘结。
电晕处理是利用高频率、高电压在被处理的塑料表面电晕放电，高频交流电压高达５０００－１５０００Ｖ／ｃｍ２，产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联，表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性。
这些离子基通过电击或渗透进入承印物的表面破坏其分－Ｔ－结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离－Ｔ－电击侵蚀表面，以至增加７７，印物表面的附着能力。
电晕处理对塑料表面所产生的物理及化学影响是复杂的，其效果主要通过三方面来控制：①特定的电极系统；②导辊上的电介质；⑧特定的电极功率。
由于不同的化学结构有不同的原子键，所以对薄膜电晕处理的效果也视其化学结构而异，所以不同的薄膜需要进行不同强度的电晕处理。
ＢＯＰＰ薄膜在生产后还会发生结构状态的变化，在几天内，聚合物由无定形变化成
晶体形，从而影响电晕处理的效
果。
经过电晕处理后，薄膜表面
层的交联结构比其内层的交联结
构少，因此其表面层的功能团有
较高的移动性。
所以，在储存
中，不少塑料薄膜出现电晕处理
效果的衰退，添加剂由内部向表
面迁移，也使表面能下降，影响
电晕处理，但这种负面影响无法
完全托口制。
相对湿度也会影响电晕处理
的效果，湿度是去极化剂，但一
般来说影响并不严重，在测试误
差允许的范围之内，被忽略不
计。
如果采用连机电晕处理，则
更可不必考虑。
电晕处理使承印物表面分－７－
结构重新排列，产生更多的极性
部位，有利于附着外物。
表面能
的测量单位为达因（ｄｙｎｅ）。
所有
的液体以及大多数承印物（多孔型
除外）都可以测出其达因值。
为了
使印刷油墨能够很好地附着在承
印物表面上，承印物的达因值应
该比油墨的达因值高出１０个达
因。
水性油墨的表面能高于溶剂
型油墨的表面能，所以其承印物
也必须具有较高的表面达因值。
续！Ｗｏｒｌｄ包装技术
２００５．３
自然界中的一切都有回归初
始状态的特性。
塑料薄膜加工商
想要达到的达因值越高，处理能
量衰减得就越快。
所以用水性油
墨在薄膜、金属箔及一些纸张上
印刷时，应该在开机印刷前进行
第二次电晕处理，可使薄膜的处
理能级增加到原来的能级（或者略
高）。
二次处理可以除去薄膜表面
的污物，不仅有助于提高印刷油
墨的粘着程度，而且还能改进视
觉效果。
有鉴于此，专家们建议
在使用溶剂型油墨、水性油墨或
ＵＶ油墨承印薄膜、金属箔或一
些纸张印刷活件时，应该对承印
物表面进行二次电晕处理。
２表面张力的测试
在工业性实践中，薄膜表面
能量（表面张力）的测定是使用测
试油墨，按照ＤｌＮＩＳ０８２９６或
ＡＳＴＭＤ２５７８－９９ａ来进行的。
ＤＪＮＩＳＯ８２９６法，是以已
知不同表面能量的墨在拟测的薄
膜上刷上约１００ｍｍ长的墨
条，并观察其９０％以上的墨条边
在２ｓ内是否发生收缩并形成墨
滴，如有，则换低一级表面能的
墨再刷墨条，进行同样的观察，
（下转第４７页）
４３ 万方数据
万方数据
塑料薄膜表面电晕处理及其张力测试
作者：王亚彬
作者单位：济南德瑞克仪器有限公司
刊名：
印刷世界
英文刊名：PRINT WORLD
年，卷(期)：2005(3)
本文链接：/Periodical_yssj200503022.aspx。