表面处理剂对聚酯薄膜与紫外光固化光油之间附着力的影响

王国明

（1.山东省聚酯包装材料工程技术研究中心，山东 潍坊261061； 2.富维薄膜（山东）有限公司，山东 潍坊261061）

表面处理剂对聚酯薄膜与紫外光固化光油之间附着力的影响

王国明1，2

（1.山东省聚酯包装材料工程技术研究中心，山东 潍坊261061； 2.富维薄膜（山东）有限公司，山东 潍坊261061）

聚酯薄膜与紫外光（UV）固化光油之间的附着力极差，用胶带拉脱时完全脱落.为此，分别采用AF－201磺化聚酯、YF－40聚丙烯酸树脂、PR－32聚氨酯、EX－40F丙烯酸改性聚氨酯和PX－1010丙烯酸改性聚酯等表面处理剂对聚酯薄膜表面进行涂覆处理，以改善聚酯薄膜的表面性能，提高其与UV光油之间的附着力.附着力测定结果表明，PX－1010丙烯酸改性聚酯可明显提高聚酯薄膜与UV光油的附着力.

表面处理剂；聚酯薄膜；UV光油；附着力

双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯（BOPET）的耐热性好、透明度和强度高，不容易拉伸，张力控制要求比其他薄膜低[1]，是印刷及纸塑的理想材料.在现代包装印刷工业飞速发展的今天，UV光油已成为包装印刷材料的新宠[2].但是，UV光油在BOPET薄膜上的附着力一直较低[3]，即使BOPET薄膜经电晕处理后，UV光油与BOPET薄膜之间的附着力有一定程度的提高[4]，但还不能满足高档包装的需求.附着力主要是指UV光油与基材表面之间，通过物理和化学作用相互结合的能力[5－6].附着力的大小直接影响光油的涂布质量和后续加工过程，所以如何提高UV光油与BOPET薄膜之间的附着力就显得迫切起来.作者通过在BOPET薄膜表面涂布不同的表面处理剂来改善聚酯薄膜的表面性能，以提高UV光油与BOPET薄膜之间的附着力.

1 实验部分

1.1 设备及材料

RW－UVAH250型紫外光固化机（深圳润沃机电有限公司）；M57球面雾度计（英国DIFFUSION SYSTEMS公司）；DHG－9076A型电热控温鼓风干燥箱（北京科委永兴仪器有限公司）；线棒涂布器（日本OSP公司）.

CF－11型UV光油（东洋油墨制造株式会社）；AF－201磺化聚酯、YF－40聚丙烯酸树脂、PR－32聚氨酯、EX－40F丙烯酸改性聚氨酯、PX－1010丙烯酸改性聚酯、BOPET电晕薄膜（富维薄膜（山东）有限公司）.

1.2 样品制备

1.2.1 涂布薄膜的制备

向5个烧杯中分别加入一定体积的蒸馏水，然后分别向5个烧杯中加入（a）AF－201磺化聚酯、（b）YF－40聚丙烯酸树脂、（c）PR－32聚氨酯、（d）EX－40F丙烯酸改性聚氨酯和（e）PX－1010丙烯酸改性聚酯，磁力搅拌均匀之后，分别向5种涂布液中加入表面活性剂烷基硫酸钠调节溶液的表面张力，混合均匀之后，分别配制成200g、固含量为5%、表面张力为37mN/m的5种表面处理剂溶液，分别标记为1～5号样品.

将BOPET薄膜剪成A4纸大小，然后用线棒涂布器将制备的5种表面处理剂溶液均匀的涂覆在薄膜表面，在150℃左右干燥制得涂布薄膜.其中1～5号表面处理剂溶液涂布的薄膜分别编为6～10号样品，另取空白BOPET电晕薄膜作为参照，标记为11号.

1.2.2 UV 光油涂布固化

将6种薄膜样品分别固定在样品架上，保证涂布面或电晕表面朝上，将UV光油均匀涂布在薄膜表面，然后将样品在80℃烘箱中放置30s，待溶剂充分挥发后将薄膜取出，将UV光油层与高亮铁片贴合在一起，用紫外灯照射薄膜10s.该实验分别在环境温度为3℃、10℃、20℃和30℃时进行.6～11号薄膜样品在UV光油涂布固化之后，分别标记为12～17号样品.

1.3 性能测试

采用ASTM D 1003标准中的薄膜透光率和雾度检测方法，使用M57球面雾度计，分别测定薄膜在涂布表面处理剂溶液前后的雾度和透光率.

采用涂料检测方法中的划格法，划格间距1mm，用胶带拉脱划格表面，检查UV光油层的脱粘情况.

2 结果与讨论

2.1 透光率和雾度测试结果

通过表1中数据对比可知，薄膜在涂布表面处理剂之后，透光率有一定的提高，雾度有轻微的下降.这主要是因为在涂布后，薄膜表面粗糙程度有所降低，并且所选用的涂布材料的透光率与聚酯薄膜相似，从而使光线散射减少，进而保证了在涂布之后，聚酯薄膜的透光率有轻微提高，雾度稍微下降，从而不影响聚酯薄膜高透光率的优点.

表1 表面处理剂对薄膜透光率和雾度的影响Table 1 Effect of surface treatment agent on film’s light transmittance and haze

2.2 附着力测试结果

表2为不同表面处理剂对聚酯薄膜和UV光油的附着力的影响.从表2可以看出，样品17（BOPET电晕薄膜）中薄膜与UV光油之间的附着力较低，在不同环境温度条件下，在UV光油固化完成之后，用胶带检测附着力，均发生100%的光油层脱落.而采用上述5种表面处理剂处理之后的BOPET薄膜，薄膜与UV光油之间的附着强度均有不同程度的提高.结果表明采用表面处理剂对BOPET薄膜表面进行处理，对提高BOPET薄膜与UV光油之间附着力是有效的.但同时从表2数据可知，不同表面处理剂对UV光油附着力的提高程度差别较大.

表2 表面处理剂对BOPET薄膜和UV光油的附着力的影响Table 2 Effect of surface treatment agent on the adhesion between UV varnish and BOPET

从表2可以看出，在环境温度变化过程中，样品16（PX－1010型丙烯酸改性聚酯处理BOPET薄膜表面）中薄膜与UV光油的附着力一直保持稳定，未出现UV光油层的剥离.其原因是16号样品是采用丙烯酸改性的聚酯材料作为表面处理剂，表面处理剂中的聚酯成分提高了表面处理剂与BOPET薄膜之间的附着力，而且该处理剂中含有较多的强极性基团，如：－COOH、－OH、－CO－等.此类强极性基团的存在，表面处理剂与UV光油之间形成较强的化学吸引力，从而促进UV光油与BOPET薄膜之间的附着力的提高.并且，在涂布表面处理剂之后，BOPET薄膜表面的粗糙度有一定程度的提高，这就增加了BOPET薄膜与UV光油之间的接触面积，增加了两者之间接触的活化点.以上两方面的原因，使16号样品在不同温度环境下，薄膜与UV光油的附着力均保持在较高水平.

12～15号样中薄膜与UV光油的附着力均有不同程度的提高，但提高幅度有限，特别是在环境温度较低时，附着力明显降低.主要原因是此四类表面处理剂对BOPET薄膜处理之后，薄膜表面的极性有一定程度的提高，但强极性基团较少，因此附着力的提高有限.并且随环境温度的降低，UV光油的黏度升高，从而使其在BOPET薄膜表面的润湿效果降低，与薄膜表面的物理吸附和化学吸引力降低；在环境温度较低时，UV光油中聚合物链的运动减小，增加了光油的内应力，减小了与BOPET薄膜之间的内聚力；在环境温度较低时，UV光油黏度提高，在相同涂布条件下，UV光油层厚度提高，造成涂层在垂直底材方向上的收缩增加，从而使其与BOPET薄膜之间的作用力减小；并且在环境温度较低时，表面处理剂分子链运动能力降低.以上几种原因，导致12～15号样品中薄膜与UV光油的附着力随环境温度的下降而降低.

3 结论

通过BOPET电晕薄膜和采用5种表面处理剂对BOPET薄膜进行表面处理在不同环境温度下对UV光油的附着力测试情况对比，可以确定：采用PX－1010型丙烯酸改性聚酯表面处理剂可有效地增强UV光油与BOPET薄膜之间的附着力.

[1]王 敏.塑料薄膜印刷[J].今日印刷，2002（6）：46－47.

[2]刘家聚.关于 UV 油墨、UV 上光油附着强度的探讨[J].网印工业，2003（7/8）：48－49.

[3]王 伟.如何提高UV油墨在PET材料上的附着力[J].丝网印刷，2010（6）：17.

[4]魏先福，黄蓓青，陆金桥.电晕处理对塑料表面性能及印刷适性的影响[J].中国印刷物资商情，2007（8）：58－60.

[5]王能友.墨膜附着力的检测[J].丝网印刷，2005（1）：22－23.

[6]周 铭.涂膜附着机理与附着力促进剂的选择[J].现代涂料与涂装，2007，10（8）：1－3.

Effect of surface treatment agent on adhesion between ultraviolet varnish and polyester film

WANG Guo－ming1，2

（1.PolyesterEngineeringCenterofShandongProvince，Weifang261061，Shandong，China；2.FuweiFilms（Shandong）CompanyLtd.，Weifang261061，Shandong，China）

Polyester film has poor adhesion to ultraviolet cured varnish （UV varnish）and is pulled off completely with a tape.Therefore，various surface treatment agents including AF－201sulfonation polyester，YF－40polyacrylic resin，PR－32waterborne polyurethane，EX－40F polyacrylate type polyurethane and PX－1010polyacrylate type polyester were adopted to coat the surface of the polyester film so as to improve its surface properties and enhance its adhesion to UV varnish.A series of adhesion measurement tests indicates that PX－1010polyacrylate type polyester as the surface treatment agent is able to effectively enhance the adhesion between the polyester film and UV varnish.

surface treatment agent；polyester film；UV varnish；adhesion

TQ 323.4

A

1008－1011（2012）01－0018－03

2011－09－01.

王国明（1982－），男，硕士生，主要从事高分子材料的研究与开发工作，E－mail：wgmbuct＠126.com.