在110kV以上的變電所和線路上,時常能聽到"咝咝"的放電聲和淡藍色的光環,這就是電暈現象?,F在利用電暈的原理,人們制造了電暈機,用它來進行包裝行業在塑料印刷、吹膜、復合、涂覆、真空鍍鋁等生產工藝之前必須進行的一道電子處理流程。
電暈處理是一種電擊處理,它使承印物的表面具有更高的附著性。其原理是利用高頻率高電壓在被處理的塑料表面電暈放電,而產生低溫等離子體,使塑料表面產生游離基反應.表面變粗糙并增加其對極性溶劑的潤濕性-這些離子體由電擊和滲透進入被印體的表面破壞其分子結構,進而將被處理的表面分子氧化和極化,離子電擊侵蝕表面,以致增加承印物表面的附著能力。
電暈處理對塑料表面所產生的物理及化學影響是復雜的。
由于不同的化學結構有不同的原子鍵,所以對塑料電暈處理的效果也視塑料的化學結構而異。不同的塑料需要進行不同強度的電暈處理。實踐證明:BOPP薄膜在生產后還會發生結構狀態的變化,在幾天內,聚合物由無定形變化成晶體形,從而影響電暈處理的效果。
經過電暈處理后,塑料表面層的交聯結構比其內層的交聯結構減少,因此其表面層的功能團有較高的移動性。所以,在儲存中,不少塑料出現電暈處理效果的衰退,添加劑由內部向表面遷移,也是使表面能下降,影響附著力的因素,這種負面影響無法完全抑制。
實際上相對濕度也會影響電暈處理的效果,濕度是去極化劑,但一般來說由于影響并不嚴重,往往在測試誤差范圍之內,被忽略不計。如果采用連機電暈處理,則更可不必考慮。
許多人認為,電暈處理使承印物表面變得粗糙,從而易于吸附印刷油墨及膠粘劑,但是這種看法卻被利用掃描電子顯微鏡得出的觀察結果所否定。目前流行的理論認為,電暈處理使承印物表面分子結構重新排列,產生更多的極性部位,有利于附著外物。
對薄膜電暈處理的應用要點及檢測方法
對薄膜電暈處理的應用要點及檢測方法
大多數塑料薄膜(如聚烯烴薄膜)屬非極性聚合物,表面張力較低,一般在29—30mN/m,從理論上講,若某物體的表面張力低于33mN/m,目前已知的油墨與粘合劑都無法在上面附著牢固,因此要對其表面進行電暈法處理。其處理原理是在處理設備上施加高頻、高壓電,使其產生高頻、高壓放電,產生細小密集的紫藍色火花??諝怆婋x后產生的各種離子在強電場的作用下,加速并沖擊處理裝置內的塑料薄膜。這些等離子粒子能量一般在幾電子伏特到幾十電子伏特,與塑料分子的化學鍵能相近,因而能誘發塑料表面分子的化學鍵斷裂而降解,增加表面粗糙度和表面積。放電時還會產生大量的臭氧,臭氧是一種強氧化劑,能使塑料分子氧化,產生羰基與過氧化物等極性較強的基團,從而提高了其表面能。
電暈處理的優點如下:處理材料的范圍廣,可用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯氟類塑料,以及各種相應的共聚物;處理時間短,速度快,可在生產線上進行處理;操作簡單,易于控制;電暈處理只涉及塑料表面極淺的范圍,一般只有納米數量級,基本不影響塑料的機械性能;無廢液排放,基本不污染環境。
電暈處理廣泛用于薄膜印刷、涂布和復合前的表面處理,以及厚度小于0.6mm片材的表面處理。薄膜的處理程度直接影響后加工的質量,必須嚴格加以控制。若處理程度不夠,薄膜的表面潤濕性沒有明顯改善,會出現油墨的附著力差等問題。反之,若處理程度過頭,會出現薄膜表層老化,光澤變差,表面分子交聯過多,熱封性變差,薄膜易粘連(特別是在夏季高溫天),出現分切困難,使用時難以分開等毛病??傊?,在滿足后加工要求前提下,應防止處理過度。實際操作上常用臨界表面張力測試法來進行檢測。不同的薄膜印刷、復合所需的臨界張力。
處理效果會隨時間延長呈指數規律消退,消退速度與存放環境溫度、原料牌號與薄膜厚度等因素有關。存放環境溫度越高,消退速度越快,并且越徹底。例如在20℃以下環境溫度中存放,聚乙烯薄膜的臨界表面弓長力在38—42mN/m,—般能保持一個月,甚至半年;如果環境溫度提高到36℃以上,不管原薄膜處理程度有多深,一個月后,將會退到38mN/m以下。處理完后,最好在一個月內用完,否則,印刷或復合效果會明顯下降。
處理效果的檢測方法
臨界表面張力法檢測。將乙二醇乙醚(表面張力30mN/m)和甲酰胺(表面張力57mN/m)混合,就可得到表面張力30—57mN/m的一系列測試液。預先估計出薄膜的表面張力值,然后在其表面涂布相同張力值的測試液,每次的涂布面積約為40X土5mm2,涂布要在0.5S內完成。如果涂布的液膜保持Zs以上不破裂時,再用表面張力高的測試液測試;如果液膜在2s內破裂成許多小液滴,則改用表面張力較小的測試液測試。若測試的臨界表面張力小于36mN/m,說明處理質量不好,需重新處理。
膠帶粘揭法。用膠粘帶粘貼在印刷過的薄膜上,用手指將其壓平,使之與薄膜緊密貼合,將薄膜慢慢揭起,觀看印墨被膠粘帶粘起的情況。如果印墨的剝離率小于1%,可認為處理質量好;印墨的剝離率在1~10%之間,可認為處理質量欠佳;印墨的剝離率大于土10%,處理質量差,需重新處理。