Особенности печатания на полимерных пленках Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Особенности печатания на полимерных пленках

Д.Ч. Равшанов,

аспирант кафедры инновационных технологий и управления

Е.Б. Баблюк,

зав. кафедрой инновационных технологий и управления

За последние пять лет наиболее интенсивно развивается печать в упаковочном производстве, в частности печать на поверхности полимерных пленок, используемых в качестве современного упаковочного материала. Кроме того, особый интерес к печати на полимерных пленках проявляют разработчики микросхем для различных изделий микроэлектроники. При этом важно оценивать такие характеристики, как прочность держания печатной краски на поверхности материала для упаковки, а также качество запечатанной поверхности.

Исследования проводились с использованием (в качестве запечатываемых материалов) полимерных пленок из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), двухосноориентированных пленок из полипропилена (ПП) и полиэтилентерефталата (ПЭТФ).

В работе использовались печатные краски как в виде водных дисперсий, так и содержащих органические растворители (этанол, эти-лацетат). В частности, была выбрана водно-дисперсионная краска FlintGroup AquaFlex 007, в смеси с пигментной пастой Orange, и краска на основе органических растворителей FlintGroup Flexoplastol APF, в смеси с пигментной пастой Violet.

Нанесение печатных красок на полимерные пленки осуществляли на флексографском пробопечатном устройстве Flexiproof 100 UV, внешний вид которого представлен на рис. 1.

Полимерные пленки предварительно обрабатывали коронным разрядом при зазоре между электродами - 0,5 мм, частоте тока -20 кГц и напряжении в интервале от 10 до 18 кВ [1].

-ч»

Рис. 1. Внешний вид флексографского пробопечатного устройства

Flexiproof 100 UV

Анализ результатов, полученных экспериментально, и представленных на рис. 2 показывает, что обработка коронным разрядом приводит к возрастанию гидрофильности, определяемой по величине краевого угла смачивания водой.

Таким образом, экспериментально определен ряд важных характеристик поверхности полимерных пленок (ПП и ПЭТФ), обработанных коронным разрядом. Установлено, что приобретенные свойства поверхности, в результате их обработки коронным разрядом, не постоянны во времени. Однако даже после снижения, полученного от обработки поверхности эффекта - свойства не восстанавливаются до первоначальных значений. Например, краевой угол смачивания для необработанной ПП пленки составляет 80 градусов, для обработанной пленки значение его может быть достигнуто до 18 градусов, после хранения эта величина составит 62 градусов.

_I_I_I_I_I_I_I_и_

4 8 12 16 20

Напряжение коронного разряда, кВ

Рис. 2. Гидрофильность поверхности пленок после обработки коронным разрядом ПЭТФ - (1), ПП - (2)

Адгезионную прочность на границе полимерная пленка -печатная краска оценивали методом нормального отрыва с использованием специальной ячейки [2].

Морфологию поверхности краски, запечатанной на различных полимерных пленках, исследовали с помощью поляризационного микроскопа «Полам-Р312».

ПЭТФ

(I) (II) (III)

Рис. 3. Морфология поверхности слоя водно-дисперсионной краски FlintGroup AquaFlex 007, в смеси с пигментной пастой Orange, нанесенной на полимерные пленки, не обработанные — (I) и обработанные коронным разрядом напряжением 12 кВ — (II) и 18 кВ — (III)

Анализируя результаты, представленные на рис. 3 и 4 можно заметить, что даже при активации поверхности напряжением 12 кВ, краски, содержащие органические растворители более равномерно наносятся на поверхность пленок. Причем для ПЭНП пленки с применением краски на основе водной дисперсии при коронирующем напряжении, равном 18 кВ, достигается наилучший результат по сравнению с пленками из ПП и ПЭТФ.

ПЭТФ

I II III

Рис. 4. Морфология поверхности слоя краски на основе органических растворителей FlintGroup Flexoplastol APF, в смеси с пигментной пастой Violet, нанесенной на полимерные пленки, не обработанные — (I) и обработанные коронным разрядом напряжением 12 кВ — (II) и 18 кВ — (III)

При использовании красок, содержащих органические растворители, для исследуемых полимерных пленок получены результаты, говорящие об улучшении равномерности нанесения по мере повышения коронирующего напряжения.

Исследуя адгезионную прочность на границе печатная краска — полимерная пленка также отмечается увеличение адгезионной прочности по мере увеличения коронирующего напряжения, как в случае применения водно-дисперсионных красок, так и в случае красок, содержащих органические растворители (рис. 5).

На рис. 6 представлены результаты по оценке адгезионной прочности на ПЭНП пленке активированной коронным разрядом. Следует отметить, что на необработанной полимерной поверхности адгезионное взаимодействие практически отсутствует для исследуемых пленок.

Сравнивая показатели адгезионной прочности для активированных пленок из ПЭНП, ПП и ПЭТФ, необходимо сказать, что наиболее высокий уровень адгезионной прочности был достигнут на пленке из ПЭНП, и в зависимости от типа краски находился в интервале 20-

30 Н/см2, в то время как для пленок из ПП и ПЭТФ адгезионная прочность зафиксирована на уровне не более 15 Н/см2.

Таким образом, как показали экспериментальные исследования, интенсивность обработки полимерных пленок коронным разрядом влияет как на адгезионную прочность, так и на равномерность нанесения красочного слоя флексографским способом на полимерную поверхность. Причем наиболее эффективен этот метод для пленок из ПЭНП и красок, содержащих органические растворители.

£

■о" Е

о §

г

о &

£ о 3

ъ о

•8

30

25

20

15

10

12 14 16

Коронирующее напряжение, кВ

Рис. 5. Зависимость адгезионной прочности на границе полимерная ПЭНП пленка — печатная краска от величины коронирующего напряжения для красок на основе водной дисперсии — (1) и на основе органических растворителей — (2)

Рис. 6. Оценка адгезионной прочности методом «скотч-тест», ПЭТФ пленки с нанесенным красочным слоем и обработанные коронным разрядом напряжением 8 кВ — (I) и 18 кВ — (II)

Библиографический список

1. БаблюкЕ.Б. О механизме активации коронным разрядом упаковочных полимерных пленок / Е.Б. Баблюк, В.А. Баканов // Ж. Полиграфия. - № 1. - 2008. - С. 96-98.

2. Фаренбрух К.В. Оценка адгезионной прочности при печати на полимерных пленках / К.В. Фаренбрух, В.А. Баканов, Е.Б. Баблюк // Известия ВУЗов. Проблемы полиграфии и издательского дела. - № 5. -2007. - С. 31-39.