電暈處理器的工作原理

1、電暈處理器的工作原理 電暈處理器由電極、高電位器及走卷導(dǎo)輥組成，當(dāng)電壓超過(guò)1-2mm的空氣間隙的電離電阻時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生連續(xù)放電，由于導(dǎo)輥上的電介質(zhì)使放電獲得均一的分散。電極裝在罩室內(nèi)，以防接觸。為了降溫及排除所產(chǎn)生的臭氧，用排氣風(fēng)扇把電暈處理器附近的空氣往外吹散。但為了不讓臭氧向外排放，還須讓排氣先通過(guò)一個(gè)空氣凈化器。電暈處理增加基材的附著性能是通過(guò)下列機(jī)理的：·移除表面上被吸收的原子和分子。·促進(jìn)原子的接觸，增進(jìn)濕潤(rùn)。·增進(jìn)表面能，調(diào)節(jié)極性。·創(chuàng)造能起化學(xué)反應(yīng)的原子基或功能團(tuán)。電暈處理對(duì)塑料表面所產(chǎn)生的物理及化學(xué)影響是復(fù)雜的，其效果主要通過(guò)三方面來(lái)控制：

2、1、特定的電極系統(tǒng)，2、導(dǎo)輥上的電介質(zhì)，3、特定的電極功率。    至于走卷速度、卷的寬度及塑料種類的變化，只需調(diào)節(jié)電機(jī)功率，有的是自動(dòng)控制的，其效果的重復(fù)性有保證。電暈處理的作用在于：1、從電極上釋出的電子受高壓的加速而沖向走卷。2、電子與空氣分子相撞擊產(chǎn)生部分臭氧及氧化氮。3、電子與塑料膜（例如聚乙烯）撞擊后，使碳?xì)滏溁蛱继兼湐嗔选?、受電暈影響的空氣與這些自由基發(fā)生反應(yīng)，主要是氧化。5、羥基、酮基、醚基、碳酸基、酯均是極性基團(tuán)，是油墨附著的基礎(chǔ)。    由于不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)有不同的原子鍵，所以對(duì)塑料電暈處理的效

3、果也視塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)而異。不同的塑料需要進(jìn)行不同強(qiáng)度的電暈處理。已證實(shí)：BOPP薄膜在生產(chǎn)后還會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化，在幾天內(nèi)，聚合物由無(wú)定形變化成晶體形，從而影響電暈處理的效果。經(jīng)過(guò)電暈處理后，塑料表面層的交聯(lián)結(jié)構(gòu)比其內(nèi)層的交聯(lián)結(jié)構(gòu)減少，因此其表面層的功能團(tuán)有較高的移動(dòng)性。所以，在儲(chǔ)存中，不少塑料出現(xiàn)電暈處理效果的衰退，添加劑由內(nèi)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(fù)面影響無(wú)法完全抑制。    實(shí)際上相對(duì)濕度也會(huì)影響電暈處理的效果，濕度是去極化劑，但一般來(lái)說(shuō)由于影響并不嚴(yán)重，往往在測(cè)試誤差范圍之內(nèi)，被忽略不計(jì)。如果采用連機(jī)電暈處理，則更

4、可不必考慮。    要把塑料表面處理達(dá)到一定的表面能，就需要把電暈處理的量（D）達(dá)到一定數(shù)值，其公式是：D=P÷（CB×V）D=電暈處理量    P=電動(dòng)機(jī)功率（瓦）    CB=電暈處理寬度（米）   V=走卷速度（米/分）舉例：有一塑料薄膜印刷商要以350米/分的速度進(jìn)行1600mm寬的薄膜印刷，有PET、LDPE、PP共聚體及PP均聚體等不同塑料膜。在開(kāi)印前，這些薄膜的表面能均須處理達(dá)到45mN/m以上，根據(jù)電暈處理經(jīng)驗(yàn)

5、，知道上述各種薄膜的電暈處理量大致要達(dá)到：PET 5.0（由42達(dá)到45 mN/m）LDPE 7.5（由38達(dá)到45 mN/m）PP共聚體12.5（由40達(dá)到45 mN/m）PP均聚體25.0（由39達(dá)到45 mN/m）    那么其電暈處理的功率（P）也就可以根據(jù)P=D×CB×V計(jì)算出來(lái)，其中PP均聚體的功率要求最高為25×1.6m×350米/分=14000瓦，而PP共聚體為7000W，LDPE為4200W，PET為2800W。  &

6、#160; 一般情況來(lái)說(shuō)，電暈處理器器是按照要求最高的功率設(shè)定，對(duì)于要求低些的薄膜，把功率調(diào)低來(lái)處理。   電暈處理器的效果與電極的設(shè)計(jì)有較大關(guān)系。多片電極的效果最好（如Softal公司的專利），這一系統(tǒng)的特點(diǎn)是電暈處理的能力是通過(guò)平行成排的電極片播散出來(lái)的。在熱膨脹的情況下，電極片可以在不改變極片間隙的情況下移動(dòng)。另一優(yōu)點(diǎn)是：由于放電的均一性，可避免長(zhǎng)持續(xù)的放電通道。據(jù)對(duì)比，多片電極比一般金屬電極（如單片電極或U型電極）的效果，可能要高出5到10 mN/m。而且處理后的塑料在儲(chǔ)存一個(gè)月后，其表面能的衰減情況前者卻反而比后者弱塑料薄膜表面處理的

7、必要性：塑料薄膜通過(guò)凹版印刷的方法印上圖案以后，能起到美化商品包裝的作用，對(duì)商品具有良好的宣傳作用，有著其他印刷材料不可比擬獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。但是其中最常用的聚烴薄膜材料（PE、PP、改性聚烯烴等）屬于非極性的聚合物，其表面自由能相當(dāng)?shù)?，僅2.93.0*10-6j/cm2 從理論上來(lái)講，若某種物體表面自由能低于3.3*10-6j/cm2，那么就幾乎無(wú)法付著目前已知的任何一種膠粘劑。故而，要使油墨在聚烯烴表面獲得一定印刷牢度，就必須提高其表面自由能，根據(jù)目前的工藝要求，應(yīng)達(dá)到3.84.0*10-6j/cm2 才行。目前為止，國(guó)內(nèi)外最普遍采用的塑料薄膜的有效處理方法就是電暈處理方法。電暈處理的效果由于電暈

8、處理一般在空氣中進(jìn)行，所以在高壓、高頻電火花的沖擊條件下，一方面空氣發(fā)生了電離，產(chǎn)生了各種極性基團(tuán)；另一方面聚烯分子結(jié)構(gòu)中的雙鏈，特別是其支鏈上的雙鏈更易打開(kāi)。這樣，就在處理的瞬間，各種極性基團(tuán)與高聚物表面發(fā)生了接枝反應(yīng)，從而使聚烯烴表面由非極性變成極性表面。可以這么說(shuō)，經(jīng)電暈放電處理后的聚烯烴表面，大約幾個(gè)10-10m的厚度已變成了與原聚烯烴結(jié)構(gòu)完全不同的極性物質(zhì)，表面自由能由此大大提高，經(jīng)測(cè)定可達(dá)3.8-4.0*10-6J/cm2。同時(shí)，高壓高頻電火花將薄膜材料表面通過(guò)沖擊打毛(用高放大倍數(shù)的電子顯微鏡觀察，可在處理表面看到小溝槽狀凸凹不平)，從而提高了油墨的浸潤(rùn)性和接觸面積。由此由化學(xué)和

9、物理兩方面的作用從而提高了油墨在其表面的附著牢度。電暈處理改善塑料表面與油墨的結(jié)合力 (2008-04-19 12:16:13) 標(biāo)簽：雜談  當(dāng)前塑料UV膠印在立體印刷、卡片、盒形包裝印刷等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，然而塑料承印材料的表面能較低，油墨難于附著在塑料表面，因此提高油墨在塑料表面的潤(rùn)濕性成為塑料印刷工藝中急需解決的問(wèn)題。前不久，北京印刷學(xué)院與北京多彩印刷有限公司合作，從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，用UV膠印油墨進(jìn)行打樣實(shí)驗(yàn)，探討了在不同電暈處理?xiàng)l件下獲得的具有不同表面活性的塑料承印材料對(duì)UV膠印油墨的附著力、油墨轉(zhuǎn)移性能、疊印效果、印刷密度等油墨印刷適性的影響。實(shí)驗(yàn)器材（1）塑料承印材料

10、使用PET、PVC、PP三種。（2）塑料表面接觸角測(cè)試使用水和二碘甲烷作為標(biāo)準(zhǔn)液體。（3）塑料表面處理使用可以調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度的SDCD16-3-20介質(zhì)表面電暈處理儀。（4）接觸角測(cè)試使用接觸角儀，通過(guò)接觸角換算成表面張力。（5）印刷打樣使用IGT印刷適性儀。電暈處理與塑料表面性能1.電暈處理對(duì)接觸角的影響改變電暈處理電流強(qiáng)度可以獲得不同表面能的塑料表面。圖1、圖2分別為水、二碘甲烷在塑料表面的接觸角與電暈處理電流強(qiáng)度的關(guān)系。從圖1、圖2的測(cè)試結(jié)果可以看出，隨著電暈處理電流強(qiáng)度的增加，液體在塑料材料表面的接觸角呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，表明電暈處理對(duì)塑料材料表面結(jié)構(gòu)具有一定的破壞作用，在經(jīng)過(guò)電暈改性后，塑

11、料材料的表面極性提高，表面能有所增加，有利于液體在其基層潤(rùn)濕。2.電暈處理對(duì)表面張力的影響對(duì)塑料表面進(jìn)行電暈處理后，實(shí)質(zhì)是改變了塑料表面的表面張力。圖3表示三種塑料承印材料表面張力與電暈處理電流強(qiáng)度的關(guān)系。由此可以看出，電暈處理電流強(qiáng)度在一定范圍（小于8A）時(shí)，隨著電流的增大，電暈放電時(shí)產(chǎn)生的粒子動(dòng)能增大，對(duì)打開(kāi)塑料材料表面長(zhǎng)鏈的化學(xué)鍵有利，表面能相應(yīng)增加，因此塑料的表面張力隨電流強(qiáng)度的增大而增加。但在電暈處理電流超過(guò)一定強(qiáng)度后，塑料表面結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，同時(shí)由于電暈作用產(chǎn)生的離子沉積在塑料表面，導(dǎo)致塑料表面能下降，因此表面張力出現(xiàn)下降趨勢(shì)。三種塑料材料表面張力隨電流強(qiáng)度的變化趨勢(shì)相似，增幅均

12、可達(dá)到78達(dá)因/厘米。PVC塑料材料的峰值出現(xiàn)在電流強(qiáng)度為7A處，PET、PP塑料材料的峰值則出現(xiàn)在電流強(qiáng)度為8A處。由于不同材料在性能上的差別，電暈處理時(shí)需要的激發(fā)電流強(qiáng)度不盡相同，而且在處理過(guò)程中，材料會(huì)被氧化生成不同的基團(tuán)，也會(huì)影響塑料的表面張力。塑料承印材料經(jīng)電暈處理后形成高能表面，但其保持時(shí)間受放置時(shí)間、環(huán)境溫濕度的影響。圖4表示PP、PVC、PET三種塑料材料經(jīng)8A電流處理后，表面張力與放置時(shí)間的關(guān)系。在最初一段時(shí)間（35天）電暈處理效果消退速度較快，一般會(huì)降低幾個(gè)達(dá)因。隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，表面張力的下降速度逐漸減小，放置23天后，三種塑料材料的表面張力仍然比未經(jīng)電暈處理時(shí)高出34

13、達(dá)因/厘米。電暈效果消退的原因主要有兩點(diǎn)：一是由于塑料承印材料高聚物分子鏈的自由旋轉(zhuǎn)，使得活性基團(tuán)逐漸轉(zhuǎn)入到高聚物內(nèi)部，導(dǎo)致表面潤(rùn)濕性降低；二是長(zhǎng)時(shí)間放置使得活性表面吸附各種雜質(zhì)導(dǎo)致表面能下降。因此實(shí)際生產(chǎn)中，塑料表面經(jīng)處理后，應(yīng)盡快實(shí)施印刷，不宜長(zhǎng)時(shí)間放置，以免處理效果衰減造成材料印刷適性變差。塑料表面電暈處理與油墨印刷適性1.塑料表面處理對(duì)UV膠印油墨附著性的影響油墨附著性是指油墨墨膜與承印材料表面通過(guò)物理和化學(xué)作用相互粘結(jié)的能力，通常用附著力來(lái)衡量。實(shí)驗(yàn)中油墨附著力采用劃格法進(jìn)行表征。具體方法為：在面積為1cm×1cm的樣張上等間距劃出10個(gè)×10個(gè)方格，然后用膠帶從

14、這些方格上粘揭，計(jì)算粘揭后油墨墨膜脫落的面積率，以此表示油墨在承印材料表面的附著力。圖5表示品紅油墨在三種塑料承印材料表面的附著力與電暈處理電流強(qiáng)度的關(guān)系。測(cè)試結(jié)果表明，在PET和PVC材料上打樣，電暈處理前后，油墨均具有很強(qiáng)的附著性，無(wú)墨膜脫落現(xiàn)象。在PP材料上打樣，油墨的附著性受電暈條件的影響，電暈處理電流強(qiáng)度增大，表面能增加，油墨附著力增強(qiáng)，但電流強(qiáng)度過(guò)大，表面能下降，油墨附著力也降低。使用白、黃、青、黑色油墨打樣，各色油墨在三種塑料材料上的附著性都表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。塑料印刷通常先印白墨，再進(jìn)行四色疊印。為了探討印刷白墨后對(duì)其他顏色油墨附著性的影響，測(cè)試了各色油墨在白墨上疊印后的附著力。

15、圖6為三種塑料承印材料上品紅油墨在白墨上的疊印效果與電流強(qiáng)度的關(guān)系。從圖中可以看出，在PET、PVC材料上打白底后，品紅墨的附著性很好。但在PP材料上打白底，再疊印品紅油墨時(shí)，附著力極差。其他顏色油墨在白底上疊印時(shí)，也表現(xiàn)出同樣的疊印結(jié)果。因此，實(shí)際印刷生產(chǎn)中需要在白墨上進(jìn)行四色疊印時(shí)，應(yīng)避免使用PP塑料材料。2.塑料表面處理對(duì)油墨轉(zhuǎn)移率的影響油墨轉(zhuǎn)移率是指從印版轉(zhuǎn)印到承印材料上的油墨量與轉(zhuǎn)印前印版上油墨量的比值，用百分比表示。通常油墨轉(zhuǎn)移率越高印刷效果越好。圖7、圖8、圖9分別表示各色油墨在PET、PVC、PP三種塑料承印材料上的油墨轉(zhuǎn)移率。從圖中顯示結(jié)果可以看出，總體上，三種塑料承印材料經(jīng)

16、表面電暈處理后，油墨轉(zhuǎn)移率都有不同程度的提高。塑料經(jīng)表面電暈處理后，增加了表面能，提高了油墨在塑料表面的潤(rùn)濕性，增強(qiáng)了油墨與塑料表面的結(jié)合力是提高油墨轉(zhuǎn)移率的主要原因。白墨在三種承印材料上都有較高的轉(zhuǎn)移率，表面電暈處理后，轉(zhuǎn)移率高達(dá)50%以上，黃墨的轉(zhuǎn)移率最低，約為30%。3.塑料表面處理對(duì)油墨疊印率的影響油墨疊印率是衡量彩色印刷質(zhì)量的重要參數(shù)之一，油墨在承印材料表面的潤(rùn)濕性能對(duì)油墨疊印率有較大影響。為了探討塑料承印材料表面能對(duì)UV膠印油墨疊印率的影響，用不同電流強(qiáng)度分別對(duì)三種塑料承印材料進(jìn)行表面電暈處理后，先用白墨打樣作為底色，再在白墨上進(jìn)行青墨、品紅墨疊印，測(cè)試的油墨疊印率與電流強(qiáng)度的關(guān)系如圖10所示。從圖示測(cè)試結(jié)果可以看出，隨著電暈處理電流強(qiáng)度的增大，在塑料表面張力上升的范圍，油墨的疊印率呈上升趨勢(shì)。電流強(qiáng)度過(guò)大，導(dǎo)致塑料表面張力降低時(shí)，油墨疊印率也隨之下降。這說(shuō)明對(duì)塑料UV膠印來(lái)說(shuō)，塑料材