二、聚合物薄膜
随着工业的发展,聚合物(塑料)薄膜(下统称塑料薄膜)目前几乎已充斥了我们的整个世界。这是人们眼前的事实。塑料薄膜作为一种承印物质,也已经为时不短了,只不过现在的品种越来越多而已。
我们知道,纸张的表面虽然平滑,但它是多孔性的、不连续的,故具有良好的吸收性。而塑料薄膜的表面却是连续的,也没有吸收的性能。这是它们二者的根本差别所在。当然,塑料薄膜柔软不挺,由于没有吸收性,所以易蹭脏等是它们的缺点,但它们也有许多优点,如不怕水,耐折,牢度(韧性)好,耐化学性
好等等,由于其表面光滑,故其复制性是好的。
由于塑料薄膜的品种相当多,其特性差别很大,故其应用性能也各异。但是就油墨工业对它的要求而言,也不外乎油墨的印迹要坚牢、柔软,即使在低温冷冻(食品储藏)下油墨也能粘附在塑料上且不脱落下来而已。
(一)、聚乙烯薄膜
聚乙烯是在40年代前后应用于工业上的,生产方法有高压法、中压法和常压法等几种。
聚乙烯是一种很好的绝缘材料。它的机械性能则随分子量和晶性而异,它会影响熔点(软化点)、表面强度、张力强度,延伸性以及在低温时的变脆性能等。
聚乙烯膜是无色、无味、无臭、半透明的无毒物质。水、化学品等对它不发生影响。因它不含增塑剂,故无因增塑剂带来的挥发、迁移之弊,在常温下不溶于大部分溶剂。对氧气和二氧化碳有比较高的渗透性。
用于薄膜制造的聚乙烯树脂规格见下表:
| 项 目 | 很高的冲击性能与透明度 | 很高的 透明度 | 高拉伸 高透明 | 中密度 高透明 |
| 密度(克/cc) | 0.922 | 0.924 | 0.924 | 0.928 |
| 熔融指数(克/10分) | 0.75 | 2.2 | 4.0-7.0 | 1.8 |
| 混浊(%) | 7 | 4.5 | 6 | 5 |
| 亮光(%) | 130 | 150 | 125 | 150 |
| 冲击(英尺) | 8 | 4.5 | 4 | 2.5 |
| 用 途 | 冷冻食品袋, 高容量袋 | 软食品袋 | 干洗袋, 衣服袋 | 自动包 装袋等 |
聚乙烯薄膜一般用挤塑(成型)法或压延法生产。
聚乙烯还可用作纸张涂层(以溶液、乳液或热熔低熔点的聚乙烯而涂于卷筒纸上),也可以复合于纸张上。
聚乙烯薄膜大量用作包装袋或食品袋。聚乙烯还可制成各种容器等。
由于聚乙烯是惰性材料,故比较难印刷,一般都要经过“处理”后才能印出比较好的效果。实际上经过处理后也不是很满意的,有时会发现这一部分的油墨粘附得牢一些,另一部分则差一些的现象。
(二)、聚氯乙烯薄膜
聚氯乙烯薄膜是聚氯乙烯(PVC)经塑化而得的。
聚氯乙烯薄膜可以用溶剂浇铸(成型)法或挤塑(成型)法制备之。前者是将塑化的聚氯乙烯类树脂溶于适当的溶剂中,然后将其倒在转动着的不锈钢带上使之成膜,溶剂蒸发干燥后就形成连续的薄膜了。
聚氯乙烯薄膜的特点是耐光性及耐老化性能比较好,具有比较好的耐撕裂性能,能透气,是种洁净、无色、透明的薄膜。加入锡、铅、钠等稳定剂后可提高其耐光、耐热性能。加热至100℃以上时就降解而发黑。
可以看到,只有用增塑剂塑化的薄膜,才有商业价值。
聚氯乙烯薄膜可以用脉冲和高频工艺或粘合剂封(焊)合,
它也可以复合(或涂)在醋酸纤维、铝箔和其它薄膜上。
聚氯乙烯可溶于丙酮、甲乙酮、环己酮等溶剂中,然后可用甲苯、二甲苯等撤淡之。因而,可以用聚氯乙烯类树脂制的油墨来印刷(例如凹印、柔性凸版、丝网印刷等)而得到牢度较好的效果。
聚氯乙烯薄膜一般也用于包装、袋、桶衬及书皮等方面。
(三)聚苯乙烯薄膜
聚苯乙烯能形成很强的薄膜,定向的薄膜是透亮的(而一般的则为半透明体),柔软而坚硬,厚度可在25—500微米之间。
聚苯乙烯薄膜干净、无色而透明,耐水、酯、油、碱等,但不耐有些溶剂(如酮等),气体和湿气可渗透之。不含增塑剂,其膜几乎是永远柔软的,耐冷冻,存放不老化。经常以橡胶等物质改性之,以改善其强度和柔软性。
聚苯乙烯膜,薄的可用凹印和柔性凸版印刷之,厚的可用普通胶印或丝网版印刷之。采用氧化聚合的合成连结料,也可得到牢度较好的效果。
(四)、聚乙烯醇薄膜
聚乙烯醇薄膜的强度比聚乙烯还高,无味、耐磨、耐油、酯、耐低温等。不溶于酮、酯和碳氢类溶剂中,不透气。
可在130—150℃进行热封,可涂于纸上。
由于能溶于水(冷水和热水均可),故可用以包装洗涤剂、染料等,用时将包装物及包装袋一起投入水中即可。
(五)、聚酯薄膜
这类薄膜的商品名称有MYLAR和MELINEX。是由多元醇和多元酸缩聚而成的。它也是一种“醇酸”树脂。
聚酯薄膜(习称PET膜)是无色、透明、耐湿、不透气、柔软、强度大、耐酸、碱、油、酯和溶剂、高低温均不怕的材料。
MYLAR薄膜具有比较大的强度和稳定性,它不能用以自封,必须借助于溶剂或粘合剂。
MELINEX薄膜对油墨有比较好的表面键合性质(即牢度较好),这是由于经电火花处理后分子定向之故。
由于性质硬(挺),故给印刷带来了一些方便,一般可用于凹印和柔性凸版印刷。
聚酯薄膜可广用于各种包装及复合材料。
(六)、偏二氯乙烯共聚物膜(PVDC)
这类薄膜一般是偏二氯乙烯和氯乙烯的共聚物,经熔融、挤塑、冷却、然后吹塑而成。
四十年代即用作包装材料,1946年则出现了用于食品包装的无味薄膜。
这类薄膜的商品名叫萨冉(SARAN)膜,比重为1.68。
萨冉膜无色透明、耐热,水、油、酯、酸、碱(氨例外),耐光尚可。由于制造中分子的定向作用,故张力大。没有改性的薄膜不能在低温下使用。透气度很低,故可用于真空包装。透湿率低。由于遇热起皱收缩,故印刷比较困难。
可用于凹印、柔性凸版和普通胶印印刷。
(七)、盐酸橡胶(RubberHydrochloride)
包装用氯化橡胶膜(商品名称:PLIOFILM)就是用增塑剂和稳定剂处理的盐酸橡胶。平均分子量约为2000。将树脂溶于溶剂中,然后再使其流在转动着的传送带上,溶剂蒸发后就得到干燥的膜了。
它是一种透明的膜,耐水、油、酯、弱酸和碱,强度好,不怕撕。但能被一些有机溶剂所软化。可热封或复合于其它材料的表面,透气性很低,耐光性比较差,在存放过程中有降解现象。耐热性比偏二氯乙烯类树脂稍好。骤冷对膜是有损害的。
由于增塑剂的含量不同,故性质亦各异,一般分成F、H、M、N、P等几种规格,它们的厚度不一,对油墨的要求亦有别。如增塑剂太多时,则堆积在一起时有可能成块,增塑剂也会迁移至油墨中而使油墨膜软化,从而降低粘附性能,严重时有粘掉现象。
肉类、奶酪等食品一般用这类薄膜包装。
(八)、聚丙烯薄膜
聚丙烯薄膜具有良好的光泽和非常好的透亮度,耐热、酸、碱、溶剂、耐摩擦。一般在-60~140℃之间均是柔软的,对冷水、热水均不怕,强度比低压聚乙烯高2—3倍,故耐撕裂、能透气,气味比聚乙烯膜小,但比纤维素类薄膜的大。在低于160℃时不能热封。硬度与聚乙烯近似。流延(注塑-Cast)生产的简称CPP,定向(Oriented)生产的简称OPP(我国习称拉伸聚丙烯)。
(九)、尼龙薄膜
相对而言,尼龙薄膜的强度比聚乙烯薄膜大,不需表面处理即可印刷。耐稀酸及大部分溶剂,耐油、酯、沸水、无味、无毒、不透细菌。
具有低的透气度、透湿度及透味度,透湿度比聚乙烯薄膜好。在-50℃以上时,均是柔软的,不含增塑剂,在一般温湿度下均是很稳定的。
尼龙薄膜有比较好的绝缘性,适于在中、低电压下使用。在215℃时熔融,耐180℃高温,不软化,可高温热封。故常采用高频工艺或粘合剂。
一般用于荷重、耐摩的包装方面以及热煮包装(食品再热)。