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[印刷]不吸收性材質印刷之納米處理技術談

2005-09-24 16:08 來源：中華印刷包裝網責編：ge yan

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在特殊印刷的領域中，塑料類被印材無法直接進行印刷，需經過表面處理方式，將被印材表面經過極性化及表面粗糙化，以利油墨可順利附著于表面上，表面改質技術雖已行之有年，然而其應用廣度及規模在最近10年內方有顯著的成長。此項成長大多歸因于迅速及可靠的表面特性處理技術的發展及流傳。這些方法包括化學，光化學及高能物理以改善聚合物表面�；瘜W方法包括如鹵化、加成、蝕刻及氧化的反應。光化學方法包括如氧化性及非氧化性解降，鹵化及光接枝的表面反應。物理方法包括電暈放電，電漿，電子及離子束的處理等。本文將介紹電暈處理、紫外線處理及離子漿處理等方式。

　　電暈處理

　　電暈處理原理即是利用靜電放電(electrostatic discharge)方式以改善塑料薄膜的涂裝附著性，解決聚丙烯或聚乙烯薄膜的印刷方面所產生附著性的問題。除此之外，薄膜表面產生的水份和高固份放射固化油墨(high solids radiation cumable ink)都會導致表面能的增加，例如：聚氯乙烯和聚酯都是屬于此種薄膜。一般薄膜采取的前處理包括:燃燒處理、電暈處理或增進附著性的涂裝作業。

　　電暈處理系統包括:發電機(generator)、高電壓變壓器(high voltage transformer 和處理機器(treating machine)。而處理機器基本上是一個電容器(capacitor)，處理的材料被安置在電極之間，讓電壓逐漸增加直至達到電暈處理的目的。因此，電暈處理可以增加表面氧化，促使化學鍵的斷裂而造成更多的氫氧基團(hydroxyl groups)、碳基團 (carbonyl bonds)和過氧化氫鍵，則薄膜表面會改變得粗化(rougheng)，使表面污染降低。

　　塑料薄膜通常被安置在輥筒(roller)之間，并給予雙極性物質處理，且通過電極與電極表面相離約數公分。電暈處理隨著時間的減少，其影響因素包括：上升溫度 (elevated temperature)和濕度(humidity)，除此之外，還有涂裝后減少表面能及改善滑性的添加劑，因此，電暈處理需避兔塊狀的產生及表面能的增加而影響松卷與卷繞。

　　電暈處理使用于薄膜的各種變化及有關的報導，所適用的范圍是聚丙烯和低表面能塑料，當空氣間隔提升至5omm，則電壓為5600OKHz，如此，才能控制電暈的放電情形。

　　紫外線處理

　　紫外線處理通常適用于汽車工業生產聚丙烯緩沖器的燃燒處理方面，其處理方法分為二階段:首先把緩沖器以噴涂方式涂上一層底漆(primer)，使其形成一層3~5um的薄膜。而底膠主要是二甲苯(benzophenone)或氧化聚合物(chlorinated polymer)，其目的在于添加于表面而達到改善聚丙烯的特性，故底漆均勻涂裝于塑料可以達到防止紫外線的照射，因此，適用于緩沖器的上涂裝作業。

　　離子漿處理

　　近來離子漿處理方法極受重視，其方法可以增進塑料薄膜表面的附著性及改善其物性，例如:耐磨性(wear resistance)、降低氣體滲透性 (gas permeability)。離子漿方法是于冷態(cold)或非平衡狀態(non-equilibrium)的低壓真空室 (low pressure vacuum chamber)下利用電壓產生離子漿，而冷態離子漿通常應用于電子工業方面，例如：電路溶融與屏蔽光子的抵抗罩，還有清凈接觸面的作用，如此，才能涂上絕緣涂料(insulating coatings)。此種設備與前處理設備相比較下相當昂貴，所以此方法應用的范圍受局限，而其所具有的優點是工程干凈(clean)，只有少許的揮發性的有機物(VOCｓ) 產生。但是，此方法卻能促使塑料薄膜表面產生極高的表面能及反應性，除此之外，其還具有再生的功能，此方法亦可提供電子應用上很好的接著性 (bonding)及合成化合物(potting compound)。

　　離子漿處理法廣泛的應用于塑料表面處理方面，而離子漿的產生是利用彼此間的成份及電子來完成，或把電子放置于圓周而成份位于中央部位，AC離子通常是利用微波或電頻率，而真空室所進入的氣流必須維持在每分鐘50~lOOcm3，利用此方法所處理的表面深度大約0.O2μm，要進行此種方法之前，必須先清除表面臟物，通常塑料表面受到電子、正離子和光子 (photon)所沖擊，還有離子漿的種類、壓力及威份所影響，其影響因素如下：

　　存在于接合處表面的有機污物，當利用離子漿方法后，污物會被破壞而產生蒸氣現象。

　　由于離子漿破壞了化學鍵，故產生移蝕(ablation)現象而使塑料表面產生了小分子，此種現象是由于具有半結晶狀態約非結晶塑料之結晶狀態較容易去除，因而改變了表面狀態。

　　利用離子漿處理方法可以破壞塑料表面鏈接及移蝕(ablation)表面分子，而產生了新的化學基團，例如：含有氧分子的離子漿極性官能基(如氫基)可以增加表面能。

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