在標(biāo)簽市場，雖然紙張類標(biāo)簽的占有率高達(dá)75%，但近年來塑料薄膜類標(biāo)簽也呈現(xiàn)出較高的增長態(tài)勢。常用的薄膜類材料主要是聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE），前者的使用量比后者多一倍。而其他薄膜類材料，包括備受關(guān)注的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）在內(nèi)，全部加在一起只占10％的*。
良好的印刷適性對(duì)于薄膜類標(biāo)簽材料來說是必要的，但常用的PE和PP薄膜本身并不能滿足要求，為了保證這類標(biāo)簽材料在印刷過程中少出問題或者不出問題，印后具有良好的油墨固著性，需要對(duì)其表面進(jìn)行預(yù)處理，zui常用的方法是電暈預(yù)處理和涂層預(yù)處理。
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濕，還要使墨層固化后在其表面牢固附著。
油墨潤濕的重要性
油墨在薄膜材料上的潤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，否則油墨不能潤濕或不能充分潤濕薄膜表面，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)過足夠長的時(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zui高的表面能，為41mN/m。
印刷過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zui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)處理是通過電*頻高壓放電實(shí)現(xiàn)的。PP薄膜表面通過電暈預(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^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，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，在電暈處理含有較多添加劑（如潤滑劑）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，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，zui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，如通過涂布消光物質(zhì)使薄膜失去高光澤外觀，這zui終也會(huì)反映在印刷圖像的整體形象上。
涂層預(yù)處理的優(yōu)勢
相對(duì)于其他表面處理方法，涂層預(yù)處理zui顯著的優(yōu)點(diǎn)是處理效果可保持長期穩(wěn)定（見圖1），可以達(dá)到兩年甚至更長時(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期穩(wěn)定，是因?yàn)殡姇烆A(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時(shí)間的活性。
涂層預(yù)處理的必要性
現(xiàn)在的問題是，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，如果在印刷過程中出現(xiàn)油墨附著不良，那么經(jīng)過涂層預(yù)處理的薄膜材料也可以在印刷前通過電暈處理予以解決。
不同的是，通過涂層預(yù)處理的薄膜再進(jìn)行電暈處理，可以達(dá)到更的印刷效果，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)過涂層預(yù)處理的薄膜，只需采用簡單的電暈處理，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，帶來的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：印好的標(biāo)簽圖案也具有長期穩(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)簽就可以長期保持墨層穩(wěn)定固著。
此外，預(yù)處理涂層還有可能使印刷工藝與薄膜材質(zhì)本身無關(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，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。如：圖2所示的這種預(yù)處理涂層，使A、B、C、D四種不同材料所適應(yīng)的印刷范圍都得到了擴(kuò)大。材料A原本只適合少數(shù)印刷方法使用，但其過程窗口還是比較寬的；而材料B可在更多的印刷方法中使用，但是過程窗口較窄，這就是說，其條件必須為每一種印刷方法進(jìn)行優(yōu)化。如果四種材料都進(jìn)行了涂層預(yù)處理，那么不僅擴(kuò)大了它們所適用的印刷技術(shù)范圍，而且在印刷過程中不易出現(xiàn)性能波動(dòng)。
當(dāng)然，無論預(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。如果薄膜都通過薄膜表面整飾加工廠來進(jìn)行涂布預(yù)處理，則會(huì)提高zui終產(chǎn)品的價(jià)格，因?yàn)檫@一方面涉及離線涂布過程增加的成本，另一方面還必須把整飾加工廠的利潤計(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，筆者認(rèn)為，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@樣才能在具有競爭力的價(jià)格水平上，制造出高質(zhì)量的不干膠材料。
與簡單的電暈預(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)簽印刷品的長期穩(wěn)定性，對(duì)印刷廠來說還可以產(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，而無需讓印刷工藝來適應(yīng)薄膜材料。
