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电晕处理工艺要求

2018-4-8 11:56:57      点击:

电晕处理工艺要求


1 原理与特点

在处理装置上施加高频高压电,使其电晕放电,产生细小密集的紫蓝色火花。空

气电离后产生的各种等离子在强电场的作用下,加速而冲击处理装置内的塑料制品,

这些等离子粒子的能量一般在几至几十电子伏特,与塑料分子的化学键能相接近,因

此,能诱发塑料表面分子的化学键断裂而降解,增大表面粗糙度。在电晕放电时,还

会产生大量的臭氧。臭氧是一种强氧化剂,使塑料表层分子氧化,产生羰基化合物、

过氧化合物等。另外,电晕处理还有除去油污、水汽和尘垢等作用,经过上述物理和

化学改性后,能明显改善塑料表面的润湿性和附着性。

电晕处理法有以下优点:①处理材料的范围广,可用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙

烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、氟塑料,以及各种相应的共聚物等;②处理时间短、

速度快,可在生产线上进行处理;③操作简单、控制容易;④电晕处理只涉及塑料表

层极浅的范围,一般只有纳米数量级,基本上不影响制品的机械性能;

⑤无废液排放,基本上不污染环境。

由于电晕处理具有上述优点,因此,目前已广泛用于薄膜印刷、涂布和复合等加

工前的表面处理,以及用于厚度小于0.6mm片材的表面处理。

2 工艺路线形式

电晕处理的工艺路线大体上有3种形式。第一种形式是在薄膜的生产线上进行,

即通常所说的热膜处理,这是最常见的一种处理形式。由于在高聚物分子还没有完成

结晶的情况下就进行处理,因此,处理效果强,但一般只适用于当即进行再加工(如

印刷、涂布或复合)的薄膜处理。处理装置设置在薄膜冷却定型段后面,卷取装置之

前。

第二种形式是在薄膜的再加工线上进行,即通常所说的冷膜处理,这种形式的处

理质量还与薄膜的经历有关。若薄膜生产后存放时间长,析出的添加剂大量附在薄膜

表面,处理质量就会变差。选用这种形式还应注意电火花是否会对所使用的溶剂产生

着火的可能。处理装置设置在印刷(或涂布、复合)装置之前。

第三种形式是上述两种形式的组合,即先在薄膜的生产线上进行处理,然后在薄

膜的再加工线上进行第二次处理。它适用于第一次处理质量差,或第一次处理后存放

时间已长,处理效果已消退许多的薄膜。

3 工艺控制要点

31 处理程度

薄膜的处理程度将直接影响后加工的质量,必须严格控制。若处理程度不够,薄

膜的润湿性没有明显改善,会出现油墨的附着性差,胶粘带的粘着性差,复合薄膜剥

离力小等毛病,反之,若处理程度过头,会出现薄膜表层老化,粘附性下降,光泽变

差;表面分子过多交联,热封性变差;薄膜容易粘连(特别是夏季高温天),出现分

切等加工困难,使用时难以揭开等毛病;总之,处理程度控制原则为:在满足后加工

要求的前提下,尽可能降低处理程度,避免不必要的过度处理。常用临界表面张力来

检测处理程度。

由于薄膜种类、后加工形式、后加工时间等不同,处理程度要求也不同,表1为几种薄膜印刷和复合时所需的临界表面张力值。马上后加工的可取小值,反之则应取大值。

32 电极间隙

它是指两电极间的空间距离,即放电头到地电极边缘的空间距离。它对处理程度

有两方面的影响:一方面间隙增大,电晕处理范围变宽,薄膜在电晕处理相对停留时

间变长,有利于改善处理效果;但另一方面使能量分散到更大的空间,处理强度下降,处理效果变差。两方面作用的结果,只有在适当的电极间隙下,处理强度才会最大。通常电极间隙控制在1mm2mm为宜。另外,将单头电极改为多头(如6头)电极,在同样的处理条件下,也可提高处理程度。在开机前,要仔细校准电极间隙,使其均匀一致,否则会因处理强度不同而出现薄膜临界表面张力一边大,一边小。电极的刀口应平直,不应有缺口,否则会在缺口处的处理强度不均,薄膜上出现临界表面张力低的纵向线条。使用一段时间后,电极的刀口上会产生一层氧化物,影响处理质量,这时可用砂布打掉。

33 处理电压

施加于处理装置上的电压升高,处理效果增强,但不成比例,当处理电压升高到

一定值后,基本上不再变化。处理电压主要根据制品的厚度来确定,制品越厚,处理

电压越高。通常用于薄膜的处理电压控制在1000020000伏。输入电晕处理机的交流电源必须稳定,否则,会使输出的高频电压波动,从而造成薄膜处理效果时好时差。对使用电源波动较大的厂家,建议采用交流电力稳压器,确保电压的稳定。

34 处理功率(电流)  

处理功率是决定处理程度的主要因素,为了达到表1的临界表面张力值,必须施加一定的处理功率。由于处理速度、薄膜种类、经历、宽度等不同,施加的处理功率

也不同。表2为处理速度为25mmin,薄膜宽度为0.4m时,热膜处理的最低功率(参考)如果处理速度增加1倍,处理功率也应增加1倍;同理,如果薄膜宽度增加1倍,处理功率也应增加1倍;冷膜处理的功率至少比热膜大1倍。以上也可作为选购电晕处理机大小的依据。处理装置可以看作为一个带损耗介质的电容器,当输入电源的频率升高时,电流 就增加,功率也增加,反之则降低。电晕处理机一般是通过调节电源频率来改变功率的大小。

35 其它

温度也会影响处理程度,温度升高,处理程度加大。在实际生产中,如果电晕处

理机功率小,处理程度不够,可在处理装置前设置红处辐射灯(指冷膜处理),以提

高处理程度。因为电晕放电是在空气中进行,所以空气湿度也将影响处理程度。空气

湿度大(如南方的梅雨季节),处理效果往往不太理想。

4 处理后的时效影响

薄膜的处理程度会随存放时间延长呈指数规律消退,消退速度快慢与存放环境温度、原料牌号、薄膜厚度等多种因素有关。存放环境温度越高,消退速度越快,并且越彻底。例如:在20℃以下的环境温度中存放,聚乙烯薄膜的临界表面张力在38mNm42mNm,一般能保持1个月,甚至半年,如果环境温度提高到36℃以上,不管原薄膜处理程度有多深,1个月后,一般将退到38mNm以下。含有添加剂的原料制成的薄膜的消退速度比无添加剂的要快,这是由于这些低分子量物质极容易析出,覆盖在薄膜的表面,使粘附性变差通常,厚的薄膜消退速度比薄的薄膜更快,因此,薄膜处理后,最好当即印刷、涂布或复合,以得到最佳的润湿性和附着力。对不能马上进行后加工的薄膜,应注意以下3点:

①选用消退速度慢的牌号作为薄膜的原料,这点需要依靠平时经验的积累;②适当增大处理功率,加深处理程度;③尽可能在低温环境中存放,以减慢消退速度。