电晕处理工艺

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 3．1 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。

3．2 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1mm~2mm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。 3．3 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10,000～20，000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. 3．4 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25m／min,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。

3．5 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38mN／m～42mN／m，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38mN／m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。