提高油墨附着力的电晕处理基础知识(二)

2007/8/10 15:04:24

三、电晕处理　　电晕处理器由电极、高电位器及走卷导辊组成，当电压超过1-2mm的空气间隙的电离电阻时，就会产生连续放电，由于导辊上的电介质使放电获得均一的分散。电极装在罩室内，以防接触。为了降温及排除所产生的臭氧，用排气风扇把电晕处理器附近的空气往外吹散。但为了不让臭氧向外排放，还须让排气先通过一个空气净化器。　电晕处理增加基材的附着性能是通过下列机理的：　·移除表面上被吸收的原子和分子。　·促进原子的接触，增进湿润。　·增进表面能，调节极性。　·创造能起化学反应的原子基或功能团。　　电晕处理对塑料表面所产生的物理及化学影响是复杂的，其效果主要通过三方面来控制：　　1、特定的电极系统，　　　2、导辊上的电介质，　　3、特定的电极功率。　　至于走卷速度、卷的宽度及塑料种类的变化，只需调节电机功率，有的是自动控制的，其效果的重复性有保证。电晕处理的作用在于：1、从电极上释出的电子受高压的加速而冲向走卷。2、电子与空气分子相撞击产生部分臭氧及氧化氮。3、电子与塑料膜（例如聚乙烯）撞击后，使碳氢链或碳碳链断裂。4、受电晕影响的空气与这些自由基发生反应，主要是氧化。5、羟基、酮基、醚基、碳酸基、酯均是极性基团，是油墨附着的基础。　　由于不同的化学结构有不同的原子键，所以对塑料电晕处理的效果也视塑料的化学结构而异。不同的塑料需要进行不同强度的电晕处理。已证实：BOPP薄膜在生产后还会发生结构状态的变化，在几天内，聚合物由无定形变化成晶体形，从而影响电晕处理的效果。　　经过电晕处理后，塑料表面层的交联结构比其内层的交联结构减少，因此其表面层的功能团有较高的移动性。所以，在储存中，不少塑料出现电晕处理效果的衰退，添加剂由内部向表面迁移，也是使表面能下降，影响附着力的因素，这种负面影响无法完全抑制。　　　实际上相对湿度也会影响电晕处理的效果，湿度是去极化剂，但一般来说由于影响并不严重，往往在测试误差范围之内，被忽略不计。如果采用连机电晕处理，则更可不必考虑。　　要把塑料表面处理达到一定的表面能，就需要把电晕处理的量（D）达到一定数值，其公式是：D=P÷（CB×V）　　D=电晕处理量 P=电动机功率（瓦） CB=电晕处理宽度（米）　　V=走卷速度（米/分）　　举例：有一塑料薄膜印刷商要以350米/分的速度进行1600mm宽的薄膜印刷，有PET、LDPE、PP共聚体及PP均聚体等不同塑料膜。在开印前，这些薄膜的表面能均须处理达到45mN/m以上，根据电晕处理经验，知道上述各种薄膜的电晕处理量大致要达到：　　PET 5.0（由42达到45 mN/m）　　LDPE 7.5（由38达到45 mN/m）　　PP共聚体12.5（由40达到45 mN/m）　　PP均聚体25.0（由39达到45 mN/m）　　那么其电晕处理的功率（P）也就可以根据P=D×CB×V计算出来，其中PP均聚体的功率要求最高为25×1.6m×350米/分=14000瓦　　而PP共聚体为7000W，LDPE为4200W，PET为2800W。　　一般情况来说，电晕处理器是按照要求最高的功率设定，对于要求低些的薄膜，把功率调低来处理。　　电晕处理的效果与电极的设计有较大关系。多片电极的效果最好（如Softal公司的专利），这一系统的特点是电晕处理的能力是通过平行成排的电极片播散出来的。在热膨胀的情况下，电极片可以在不改变极片间隙的情况下移动。另一优点是：由于放电的均一性，可避免长持续的放电通道。据对比，多片电极比一般金属电极（如单片电极或U型电极）的效果，可能要高出5到10 mN/m。而且处理后的塑料在储存一个月后，其表面能的衰减情况前者却反而比后者弱来源:洪雅彩印

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