КОРОННАЯ ОБРАБОТКА

ПЕРФОРАТОРЫ И ПЛАЗМАТРОНЫ

контакты

AFS Entwicklungs- und Vertriebs GmbH
Von-Holzapfel-Straße 10 86497 Horgau
Germany
Tel.: +49 (8294) 80494-0
Fax: +49 (8294) 80494-45
Fax purchasing: +49 (8294) 80494-49

Представитель в Москве:
тел.:+7 (495) 669-6579
v.kovalev@erhardt-leimer.com

Региональный менеджер
Владимир Ковалев
тел.:+7(916)647-08-92
v.kovalev@erhardt-leimer.com

Наш партнер

Оборудование для автоматизации ведения полотна.
Инспекция и контроль в процессе производства

Практика активации полимерных полипропиленовых пленок коронным разрядом.

Содержание.

 

Определения

Энергия

Это величина или порция коронного разряда для определенной пленки. Здесь учитываются рабочая скорость, ширина полотна и приложенная мощность.

Мощность

Характеризует мощность на сантиметр линии коронного разряда. Эта информация крайне важна для оценки плотности разряда и как оценочный критерий температуры корнного разряда, приложенного к пленке.

Что означает доза коронного разряда?

Это определнное количество электрической энергии приложенной к ролевому материалу. Используя этот параметр, можно рассчитать повышение поверхностной энергии или размеры системы коронной обработки для определенной задачи.

Например:

Система и технические данные:

Ширина обработки, мм 1600
Количество сторон обработки 2
Максимальная скорость пленки, м/мин 100
Макс. мощность генератора, Вт 4000
Тип электродов, количество Сегментные, 3-линейные

 

    Макс. мощность генератора   4000    
Доза коронного разряда =
=
= 12.5 Вт*мин/м2
    Макс. Скорость*Макс. Ширина*Количество сторон   100*1.6*2    
Обработка

Для каждого типа пленки требуются свои условия активации. Следующая диаграмма иллюстрирует особенности обработки различных материалов.

Различия при обработке машина для обработки коронным разрядомом разных материалов

Также необходимо иметь в виду, что PET, например, обычно не нуждается в обработке для последующей печати на ней, так как уровень поверхностного натяжения необработанной PET пленки выше необходимого уровня для печати.

Что происходит в процессе  обработки коронным разрядомом?

Рассматривая ATR спектр необработанной машина для обработки коронным разрядомом пленки, можно распознать в дифференциальном спектре, что где-то около значения 1700 возникает новый пик, который типичен для двойных связей углеродистого кислорода.Это ведет к предположению, что существующая C=O группа (именуемая карбонильной или карбоксной группой) ответственна за адгезивные свойства.

Что происходит в процессе обработки машина для обработки коронным разрядомом?

ATR спектр PP до и после обработки машина для обработки коронным разрядомом, включая дифференциальный спектр.

Для того, что бы подтвердить это предположение, концентрация кислорода в пропорции к углероду была измерена в соответствии с приложенной дозой коронного разряда. И получается, что поверхностное натяжение и концентрация C/O кореллируют в значительной степени.

Однако, окисление - не единственная часть очень сложного и большого процесса. Обработка материала машина для обработки коронным разрядомом в азотной атмосфере, где окисление в значительной степени отсутствует, также приводит к повышению поверхностной энергии, которая показывает, что происходят и другие рективные процессы.

Повышение концентрации кислорода и адгезивных свойств после обработки машина для обработки коронным разрядомом

Повышение концентрации кислорода и адгезивных свойств после обработки машина для обработки коронным разрядомом.

Эффект обратной обработки, проблемы и решения.

Ионизированный воздух между пленкой и валом снижает эффект обработки машина для обработки коронным разрядомом. Этот воздух ионизирован коронным разрядом в ту же самую сторону, как и воздух с внешней стороны. В местах, в которых воздух попадает между валом и пленкой происходит обратная коронация. Термин «сквозная обработка» не совсем точен, хотя и широко используется.
Причины появления этого воздуха под пленкой различны:

Эффект Вентури

Быстро движущееся полотно переносит массы воздуха вдоль движения полотна с обеих сторон. Этот процесс усиливается в каждом из мест соприкосновения пленки и валов и тоже самое происходит с коронационным валом. Прижимной вал, который выдавливает воздух, позволяет устранить этот эффект. Однако следует придерживаться рекомендация – в каждом индивидуальном случае необходимо тщательно исследовать проблему, что бы не возникло каких-либо других побочных эффектов.

Износ поверхности вала

Как правило коронационный вал покрыт специальным силиконовым рукавом. Это силиконовое покрытие имеет относительно низкую эластичность. Это довольно легко ведет к повреждению вала вследствие недостаточного ухода за ним. Наличие прижимного вала особенно важно в случае, если коронационный и прижимной валы недостаточно чистые.
Если вмятины и насечки на ролях видны или чуствуются наощупь, тогда пленка не прилегает к валу достаточно плотно и воздух начинает попадать между валом и пленкой, что ведет к эффекту, описанному выше. Единственный способ это исправить это – замена покрытия. В редких случаях, можно обойтись шлифовкой, но не более 0.2 мм от диаметра вала.

Локальный перегрев

Неориентированная PP пленка имеет тенденцию к скручиванию из-за высокой температуры в месте коронного разряда. Возникающие дефекты имеют следующий вид – полосы шириной 5-10 мм идущие вдоль протяжки по машине, иногда несколько скошенные. Расстояние между полосами – 10-30 мм. Эти полосы могут быть невидимы сразу, но их можно обнаружить под определенным углом к свету. Эта волнистость ведет опять же к плохому прилеганию пленки к валу и к эффекту, описанному в начале. Охлаждение обрабатывающего вала и/или распределение мощности по большей длине для предотвращения перегрева улучшают ситуацию. Правильная ориентация электродов, их параллельность относительно вала, также влияет на ситуацию.

Факторы, указывающие на проблемы:

Наблюдаем: обратный эффет появляется даже при небольшой мощности
Причина: Эффект Вентури – воздух попадает между валом и пленкой

Наблюдаем: обратный эффект появляется на высоких мощностях
Причина: локальный перегрев пленки, видны постоянные каплевидные деформации на пленке. Практический совет – для обычной рабочей скорости и тонкой пленки использовать примерно 1 Вт/см max. для обычных мульти-электродов и примерно 4 Вт/см max. для 12 мм круглых электродов из нержавеющей стали.

Влияние материала электродов устройства для обработки коронным разрядом

Круглые электроды из нержавеющей стали в сравнении с с алюминиевыми мульти-электродами, имеют преимущества при обработке PP – отсутствует обратный эффект на высоких мощностях обработки, более высокая эффективность. Это хорошо видно в следующей диаграмме, где обычные электроды и электроды из нержавеющей стали сравниваются напрямую.

Влияние материала электродов устройства для обработки коронным разрядом

Влияние материалов электрода устройства для обработки коронным разрядом

Стабильность результатов обработки машина для обработки коронным разрядомом во времени

В данном случае машина для обработки коронным разрядом почти не влияет на процесс. В-основном на эту стабильность влияет фактор материала пленки. На это указывает, например, исследование фирмы Borealis, результаты которого приведены ниже.

Однако, надо заметить, что и излишне широкое распределение мощности разряда также является недостатком, т.к. в этом случае материал будет лишь немного «пощекочен» за самую верхнюю поверхность и это факт, что хороший результат обработки, измеренный непосредственно сразу после коронации, спустя несколько дней почти исчезает при использовании определнных материалов.

Результаты исследования фирмы Borealis

Устранение проблемы озона и электростатики

Как было ранее упомянуто, быстро движущаяся пленка перемещает вместе с собой и воздушные массы. Этот воздух содержит большое количество озона возникшего в результате коронного разряда. Специальная геометрия выводных каналов позволяет выводить возникающие потоки воздуха вместе с озоном. Однако, что в некоторых системах озон не устраняется полностью, несмотря на значительные усилия по его выводу с пленки при ее слабом натяжении. Несмотря на то, что окружающий воздух в системе не содержит озона, на частях машины может возникнуть коррозия, особенно в области валов.
Озон так прочно держится на пленке, что сразу убрать его полностью нельзя, однако, в дальнейшем, проходя по валам и контактируя с ними, озон освобождается.

Неоспоримый факт, что коронный разряд несет сильный электрический заряд на PP полимерную пленку. И это не простой заряд, полученный, к примеру, вследствие трения. Здесь это более «замороженный» заряд. Если измерить потенциал электродов с помощью осциллоскопа, можно заметить небольшой сигнал, что означает наличие однополярного статического заряда. Это объясняет высокую силу притяжения молекул озона к поверхности пленки. Эти заряженные частицы так сильно прикреплены к пленке, что могут быть убраны или нейтрализованы только очень большими усилиями. Этот статический заряд также снижает возможности к наматыванию cast PP пленок.

Устранению этой проблемы способствует новое устройство электродов устройства для обработки коронным разрядом. Коронный разряд производится внутри устройства с одновременно проходящим сквозь устройство воздухом или другим газом. Этот газ выводится из разрядного отверстия в виде так называемой плазмы. Лабораторные опыты с этим устройством (Plasma-Jet или Corona-Jet) показали, что даже сильный заряд на пленке может быть снят таким образом. Для широких поверхностей может использоваться линейка их таких устройств.

Plasma-Jet или Corona-Jet