薄膜標(biāo)簽印刷的前提條件
塑料薄膜標(biāo)簽材料作為印刷信息的載體，不僅需要確保油墨在其表面能夠良好地潤(rùn)濕，還要使墨層固化后在其表面牢固附著。
油墨潤(rùn)濕的重要性
油墨在薄膜材料上的潤(rùn)濕性能在很大程度上受油墨表面張力和薄膜表面自由能的影響。如果油墨表面張力和薄膜表面自由能是相同的，那就意味著可以潤(rùn)濕；如果油墨表面張力大于薄膜表面自由能，則油墨會(huì)在薄膜表面收縮，不能潤(rùn)濕；如果薄膜表面自由能高于油墨的表面張力，則油墨可以在薄膜表面鋪展，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)濕。
由此得出一個(gè)對(duì)薄膜印刷非常重要的準(zhǔn)則：油墨的表面張力至少與薄膜的表面自由能一樣大，否則油墨不能潤(rùn)濕或不能充分潤(rùn)濕薄膜表面，就不能實(shí)現(xiàn)油墨向薄膜的轉(zhuǎn)移，或?qū)е掠∷D像缺失。
油墨固著的重要性
油墨在承印物上的固著效果對(duì)標(biāo)簽質(zhì)量的完美性起著重要作用，這不僅要考慮印后短時(shí)間內(nèi)的附著效果，而且也要考慮經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后油墨的附著情況。
油墨在承印材料表面的基本附著機(jī)理包括機(jī)械附著、化學(xué)附著和物理附著。如果說(shuō)承印物表面適當(dāng)?shù)拇植诙群投嗫仔杂兄谟湍臋C(jī)械性固著，那么在塑料表面形成極性官能團(tuán)對(duì)油墨的物理附著和化學(xué)附著則是必要的。由于官能團(tuán)大多是極性的，有助于提高材料的表面能，因此官能團(tuán)本身充分與聚合物網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合是非常重要的。降解產(chǎn)物或其他處于塑料薄膜表面但未與聚合物網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的物質(zhì)，雖然同樣具有一定的極性，但并不能使油墨良好地附著。
預(yù)處理方法
用做標(biāo)簽材料的PP和PE薄膜屬于聚烯烴材料，薄膜表面缺乏極性基團(tuán)，因此表面能比較低，印刷適性較差。PP薄膜的表面能為29～30mN/m；PE薄膜略微高一點(diǎn)，為31～33mN/m，具體數(shù)值取決于是低密度PE，還是高密度PE。而表面具有極性基團(tuán)的PET薄膜則具有最高的表面能，為41mN/m。
印刷過(guò)程中使用的油墨種類不同，對(duì)塑料薄膜表面自由能的要求也不同，使用溶劑型油墨，薄膜表面自由能最低值要達(dá)到38～40mN/m；使用UV油墨，要達(dá)到42mN/m；使用水基油墨，則要達(dá)到44～46mN/m。
可用于薄膜表面改性處理的方法有很多，但值得注意的是，通過(guò)預(yù)處理達(dá)到較高的表面能，不一定等同于充分和可持續(xù)的油墨附著。印刷業(yè)常用的表面處理方法有電暈預(yù)處理、等離子預(yù)處理、火焰預(yù)處理、化學(xué)預(yù)處理/氟化和涂層預(yù)處理。
前三種表面處理方法基于等離子的形成。在等離子體中有活性物質(zhì)，如電子、離子和自由基，這些物質(zhì)與薄膜表面起反應(yīng)，官能團(tuán)可以直接連接在塑料薄膜聚合物的基體上。
氟化處理法是基于氟的化學(xué)反應(yīng)性，不需要再借助其他能量，當(dāng)氟與塑料薄膜表面接觸時(shí)，氟與聚合物發(fā)生反應(yīng)，并形成極性基團(tuán)。
涂層預(yù)處理法不同于上述幾種方法，是在薄膜上涂布特定的涂料，改變薄膜的表面吸附性能，使油墨可以充分在塑料薄膜表面潤(rùn)濕和固著。
所有的塑料薄膜表面預(yù)處理方法，其適用范圍及處理效率，以及處理效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性都不同。由于電暈預(yù)處理和涂層預(yù)處理通常會(huì)在印刷廠應(yīng)用，因此下面的討論只限于這兩種方法。
電暈預(yù)處理
電暈預(yù)處理是通過(guò)電極高頻高壓放電實(shí)現(xiàn)的。PP薄膜表面通過(guò)電暈預(yù)處理，其表面能可提高到將近50mN/m，但這種功效是短時(shí)間的，因?yàn)橄铝羞^(guò)程抵消了電暈預(yù)處理的效果：極性官能團(tuán)在塑料薄膜聚合體中向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，失去極性；薄膜中的添加劑遷移到表面，覆蓋了極性官能團(tuán)。薄膜材料貯存時(shí)間越長(zhǎng)，這種情況越嚴(yán)重，因此，必須在印刷前重新進(jìn)行電暈預(yù)處理。
薄膜材質(zhì)不同，電暈預(yù)處理的效果也會(huì)有所差異。此外，薄膜中的添加成分及其材料老化也都會(huì)對(duì)電暈處理效果產(chǎn)生一定的影響。也就是說(shuō)，在電暈處理含有較多添加劑（如潤(rùn)滑劑）的老化薄膜時(shí)，由于遷移到薄膜表面的添加劑的阻隔，將很難獲得足夠高的表面能。由此顯而易見(jiàn)，印刷適性不僅與塑料薄膜本身的材質(zhì)有關(guān)，而且也取決于薄膜的配方（添加劑成分）以及薄膜的老化程度。
在薄膜制造過(guò)程中進(jìn)行電暈預(yù)處理，印刷前再補(bǔ)充進(jìn)行電暈處理，對(duì)印刷質(zhì)量的保障是非常有效的。如果在薄膜制造過(guò)程中未進(jìn)行電暈預(yù)處理，僅在印刷前進(jìn)行電暈處理，則效果不好，因?yàn)樘砑觿┮呀?jīng)在電暈處理前遷移到薄膜表面，減弱了電暈處理效果。如果只在薄膜制造過(guò)程中進(jìn)行電暈預(yù)處理，而印刷前不再補(bǔ)充進(jìn)行電暈處理，效果也不會(huì)好，因?yàn)殡姇炋幚硇Ч呀?jīng)減退。
涂層預(yù)處理
涂層預(yù)處理可以在各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，包括：在薄膜制造過(guò)程中進(jìn)行在線或離線涂布；在薄膜表面整飾加工廠進(jìn)行離線涂布；在不干膠材料制造廠進(jìn)行在線或離線涂布；在標(biāo)簽印刷廠進(jìn)行在線或離線涂布。通常情況下，離線涂布相比在線涂布，最終產(chǎn)品的成本要更高一些。
涂層預(yù)處理形成的新涂層可以承擔(dān)以下功能：使薄膜表面具有良好的印刷適性，并有利于油墨牢固附著；利用涂層改變薄膜表面的光澤度，如通過(guò)涂布消光物質(zhì)使薄膜失去高光澤外觀，這最終也會(huì)反映在印刷圖像的整體形象上。
相對(duì)于其他表面處理方法，涂層預(yù)處理最顯著的優(yōu)點(diǎn)是處理效果可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，可以達(dá)到兩年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
與電暈預(yù)處理相比，涂層預(yù)處理之所以能保持處理效果長(zhǎng)期穩(wěn)定，是因?yàn)?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; font-size: 15px; color: rgb(233, 99, 95);">電暈預(yù)處理只能產(chǎn)生很薄的功能層，而涂層預(yù)處理生成的涂層厚度為0.5微米至幾個(gè)微米，導(dǎo)致電暈預(yù)處理后表面能下降的諸多因素均不存在。究其原因，一方面，涂層就像一種阻隔層，可阻擋添加劑向薄膜表面遷移；另一方面，涂層中的官能團(tuán)在薄膜表面能保持很長(zhǎng)時(shí)間的活性。
現(xiàn)在的問(wèn)題是，涂層預(yù)處理是否真的有必要？因?yàn)楝F(xiàn)今大多數(shù)印刷機(jī)都可配置電暈處理裝置，理論上是可以印刷無(wú)預(yù)處理涂層薄膜材料的。
印刷廠常會(huì)遇到一種現(xiàn)象：如果一些影響油墨附著的物質(zhì)和雜質(zhì)沉積在塑料薄膜表面，或者當(dāng)油墨和預(yù)處理涂層互不相容時(shí)，就會(huì)發(fā)生油墨剝離現(xiàn)象。我們的經(jīng)驗(yàn)表明，如果在印刷過(guò)程中出現(xiàn)油墨附著不良，那么經(jīng)過(guò)涂層預(yù)處理的薄膜材料也可以在印刷前通過(guò)電暈處理予以解決。
不同的是，通過(guò)涂層預(yù)處理的薄膜再進(jìn)行電暈處理，可以達(dá)到更完美的印刷效果，印刷墨色均勻性明顯優(yōu)于未經(jīng)涂層預(yù)處理的薄膜材料。此外，經(jīng)過(guò)涂層預(yù)處理的薄膜，只需采用簡(jiǎn)單的電暈處理，就能使油墨附著力達(dá)到更高水平，因?yàn)檫@時(shí)進(jìn)行的電暈處理可使預(yù)處理涂層在化學(xué)性質(zhì)上與油墨具有很大的相似性。
預(yù)處理涂層的阻隔功能
預(yù)處理涂層所具有的阻擋添加劑向薄膜表面遷移的功能，帶來(lái)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：印好的標(biāo)簽圖案也具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
添加劑由聚烯烴薄膜內(nèi)部向表面遷移也會(huì)發(fā)生在完成印刷之后，這樣，即使剛印完時(shí)墨層具有良好的附著性，隨著時(shí)間的推移也會(huì)變差，特別是采用UV油墨印刷的標(biāo)簽很容易發(fā)生這樣的變化。
如果薄膜事先做了涂層預(yù)處理，可以通過(guò)預(yù)處理涂層的阻隔功能阻止添加劑向薄膜表面遷移，這樣印刷后的標(biāo)簽就可以長(zhǎng)期保持墨層穩(wěn)定固著。
預(yù)處理涂層的應(yīng)用
預(yù)處理涂層還有可能使印刷工藝與薄膜材質(zhì)本身無(wú)關(guān)，因?yàn)橹挥蓄A(yù)處理涂層直接與印刷油墨接觸，使用哪種材料作為承印物無(wú)關(guān)緊要，只要作為中間介質(zhì)的預(yù)處理涂層能夠與油墨、承印物良好匹配就行了。其優(yōu)點(diǎn)是，印刷廠只需要按照預(yù)處理涂層的性質(zhì)進(jìn)行印刷工藝設(shè)計(jì)就可以了，而無(wú)需考慮標(biāo)簽材質(zhì)的變化。因此，除了提升標(biāo)簽材料和標(biāo)簽產(chǎn)品的穩(wěn)定性之外，只要預(yù)處理涂層是相同的，就可以隨意更換標(biāo)簽材質(zhì)。例如，有些終端應(yīng)用需要柔軟的標(biāo)簽，為此使用PE薄膜；而另外一些應(yīng)用注重高透明度，使用PP薄膜。如果這兩種薄膜材料具有同樣的預(yù)處理涂層，印刷廠就可以很方便地在兩種薄膜之間隨意轉(zhuǎn)換，而無(wú)需考慮印刷工藝的調(diào)整。
涂層預(yù)處理法不僅適用于傳統(tǒng)印刷的薄膜表面改性，也在數(shù)字印刷的承印材料表面處理中得到了應(yīng)用，例如HP Indigo靜電轉(zhuǎn)移型數(shù)字印刷和UV噴墨印刷所采用的承印材料，都采用了涂層處理法。由此可見(jiàn)，預(yù)處理涂層可以擴(kuò)大承印材料適用的印刷技術(shù)范疇。當(dāng)然，無(wú)論預(yù)處理涂層是由薄膜表面整飾機(jī)、涂布機(jī)涂布的，還是由印刷機(jī)本身來(lái)涂布的，只有當(dāng)預(yù)處理涂層為同一種涂料時(shí)，上述優(yōu)點(diǎn)才能發(fā)揮作用。
很多薄膜制造廠只生產(chǎn)一種材質(zhì)的塑料薄膜，因此，PP薄膜制造廠使用的預(yù)處理涂料會(huì)不同于PE薄膜制造廠使用的預(yù)處理涂料，大多數(shù)不干膠材料制造廠的情形也是這樣。如果薄膜都通過(guò)薄膜表面整飾加工廠來(lái)進(jìn)行涂布預(yù)處理，則會(huì)提高最終產(chǎn)品的價(jià)格，因?yàn)檫@一方面涉及離線涂布過(guò)程增加的成本，另一方面還必須把整飾加工廠的利潤(rùn)計(jì)算在內(nèi)。據(jù)了解，目前印刷廠進(jìn)行的涂層預(yù)處理只限于一些特殊應(yīng)用，例如，采用HP Indigo數(shù)字印刷系統(tǒng)進(jìn)行印刷時(shí)。因此，在不同材質(zhì)的不干膠材料上涂布同樣的預(yù)處理涂料，必須在不干膠材料制造廠進(jìn)行，因?yàn)橹挥羞@樣才能在具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格水平上，制造出高質(zhì)量的不干膠材料。
與簡(jiǎn)單的電暈預(yù)處理相比，涂層預(yù)處理的缺點(diǎn)是：附加的涂布過(guò)程和涂料費(fèi)用，造成薄膜標(biāo)簽的價(jià)格較高；另外，預(yù)處理涂層需經(jīng)過(guò)食品監(jiān)管部門審批后才能使用，但后者只是部分預(yù)處理涂層的問(wèn)題。
總之，塑料薄膜由于結(jié)構(gòu)特性，需要進(jìn)行表面預(yù)處理，才能實(shí)現(xiàn)很好的印刷過(guò)程和印刷質(zhì)量。預(yù)處理涂層不僅能提高標(biāo)簽印刷品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，對(duì)印刷廠來(lái)說(shuō)還可以產(chǎn)生增值效應(yīng)，因?yàn)楸∧げ牧媳旧淼男阅懿▌?dòng)不會(huì)影響印刷結(jié)果，還可以任意變換不同材質(zhì)的薄膜材料，而無(wú)需讓印刷工藝來(lái)適應(yīng)薄膜材料。
