Danh mục sản phẩm

Hổ trợ trực tuyến

Mr BÌNH

Mr BÌNH - 0903.733.151

Mr DŨNG

Mr DŨNG - 0937.733.151

Tìm kiếm sản phẩm

TÌM KIẾM SẢN PHẨM

Sản phẩm

Fanpage Facebook

Thống kê

  • Đang online 39
  • Hôm nay 407
  • Hôm qua 1,200
  • Trong tuần 6,022
  • Trong tháng 27,857
  • Tổng cộng 1,585,229

Kỹ thuật xử lý CORONA nhằm tăng độ bám dính bề mặt cho vật liệu in

 

            Bộ  Xữ Lý Bề Mặt CORONA

 

Khả năng thấm ướt và kết dính

 

Xử lý corona là một công cụ bổ sung các đặc tính bề mặt cho các vật liệu không thấm hút rất hiệu quả. Sự bổ sung này tạo ra đặc tính thấm ướt và kết dính mực in mà khả năng thấm ướt làm cơ sở cho sự kết dính của mực in, sơn và chất tráng phủ trên nhựa, giấy và kim loại mỏng. Khả năng thấm ướt là khả năng loang ra của một chất lỏng trên bề mặt rắn, chẳng hạn như bề mặt nhựa dùng để in. Nước được đổ lên bề mặt vật liệu thấm ướt sẽ trãi ra thành một lớp mỏng trong khi trên bề mặt không thấm ướt thì  nước tụ lại thành giọt. Góc tạo ra giữa bề mặt giọt chất lỏng và bề mặt vật liệu (góc tiếp xúc) cho biết khả năng thấm ướt. Khả năng thấm ướt phụ thuộc vào thành phần hóa học và cấu trúc bề mặt, bởi vì góc tiếp xúc giữa chất rắn và chất lỏng được xác định bởi phương trình YOUNG. Các giá trị điển hình về năng lượng bề mặt của polymer được tóm tắt như sau:

PE  : 31 – 33 mN/m.

PP  : 29 – 30 mN/m.

PET: 41 – 42 mN/m.

Khả năng thấm ướt của bề mặt phải cao hơn chất lỏng thấm ướt. Thông thường thì sử dụng mực dung môi như Ethanol (22mN/m) hay Ethyl acetate (24mN/m) để thấm ướt bề mặt nhựa, còn nước (72mN/m) thì không. Khả năng thấm ướt bề mặt của mực in đủ lớn là điều thiết yếu để thẩm thấu, truyền mực và kết dính tốt. Đặc biệt khi sử dụng mực gốc nước, nó ngày càng đáp ứng các điều luật của chính phủ.

Nhựa là một vật liệu phức hợp, trong thành phần của nó chứa một hay nhiều polymer và các chất phụ gia như chất độn, chống Oxy hóa, chất làm trơn, chống tĩnh điện, các pigment và một số chất khác. Do tính chất di cư, các chất phụ gia di chuyển từ bên trong ra bề mặt nhựa. Thành phần xác định khả năng thấm ướt của mực in và sơn được liên kết với ma trận polymer bằng nhiều liên kết khác nhau.

Khi bề mặt được xử lý thích hợp thì các đặc tính thấm ướt và kết dính của nhựa có thể điều chỉnh được mà không cần thay đổi đặc tính về số lượng của ma trận polymer. Bề mặt được xử lý corona với tần số trung bình trong khoảng 20 – 40 kHz là cách tốt nhất để bổ sung đặc tính bề mặt cho nhựa, kim loại mỏng và giấy. Các dạng vật liệu đối xứng như cốc (trà) cũng có thể xử lý bằng phương pháp này rất tốt. Đối với các loại vật liệu phức tạp hơn thì xử lý bằng phương phương pháp điện cực đặc biệt.

Trong công nghệ in, màng nhựa sử dụng phải được xử lý corona. Do điều kiện lưu trữ màng trước khi in mà năng lượng bề mặt có thể không đủ tốt để bám dính mực in.

Số lượng các phân tử làm trơn nhiều hoặc  thêm các phụ gia khác để lưu trữ được lâu có thể làm giảm khả năng in. Do đó xử lý corona chỉ được thực hiện trước khi in để “làm tươi” bề mặt in và cho khả năng bám dính tốt giữa mực và màng.

Các hệ thống mực UV yêu cầu năng lượng bề mặt màng cao hơn so với mực dung môi. Mực gốc nước chứa nhiều cồn cũng đòi hỏi năng lượng bề mặt cao hơn để bám dính tốt.

Trong trường hợp sử dụng mực gốc nước thì năng lượng bề mặt phải nằm trong một phạm vi hẹp. Nguyên nhân là do nước sẽ gây ra vấn đề trong quá trình sấy.

Khi in hay tráng phủ trên màng polymer với nhiều hệ thống mực hay tráng phủ khác nhau thì năng lượng bề mặt cần thiết cho trong bảng 2.


Điều chỉnh tốt năng lượng bề mặt của vật liệu là cơ sở cho việc bám dính tốt. Độ dai cơ học của mặt tiếp xúc giữa màng và mực là một tính năng chứa các thông số sau đây:

 

-  Độ nén cơ học phụ thuộc vào đặc tính cơ học của chất tráng phủ và vật liệu.

-  Độ thô của vật liệu.

-  Năng lượng bề mặt, phân cực, và phản ứng mạnh.

 

Việc xử lý corona làm tăng đặc tính bám dính của vật liệu bởi các yêu cầu sau:

-  Làm sạch bề mặt bằng cách thay thế các nguyên tử và phân tử bám hút.

-  Cải thiện khả năng tiếp xúc phân tử bởi việc tăng thấm ướt.

-  Tăng năng lượng bề mặt và điều chỉnh sự phân cực.

-  Tạo phản ứng giữa các gốc và nhóm chức.

 

Đo khả năng thấm ướt và bám dính

Trong thực tế thì năng lượng bề mặt của polymer được đo với các loại mực in theo tiêu chuẩn DIN ISO 8296 và ASTM D 2578-99a.

Khi đo theo DIN ISO 8296 thì mực in được quét lên vật liệu bằng chổi. Mép vệt mực được quan sát hơn 90% độ dài của nó - khoảng 100 mm. Nếu mép chất lỏng co lại và có dạng giọt trong khoảng 2 giây sau khi quét mực thì việc kiểm tra sẽ được làm lại với mực khác có năng lượng bề mặt thấp hơn cho đến khi mép mực không bị biến đổi trong khoảng 2 giây (hình 1).

Phương pháp này đo được giá trị năng lượng bề mặt, nhưng không đánh giá được các thay đổi nhỏ.

Theo ASTM 2578-99a thì chất lỏng được phủ toàn bộ trên một mặt phẳng với một miếng lót bằng cotton. Vùng mực in phủ lên một diện tích xấp xỉ 25 x 25 mm. Phương pháp này đo được các giá trị năng lượng bề mặt nhỏ, nhạy với các lỗi gây ra cho màng.

Theo phương pháp của phòng thí nghiệm thì ASTM có sai số so với chuẩn ASTM là ± 2mN/m. Phương pháp DIN là là ± 1mN/m, DIN rõ ràng là tốt hơn. Sai số cao của phương pháp ASTM sẽ làm cho lớp mực in dày đều không được đảm bảo và hơn nữa cũng nên sử dụng tấm lót bằng len cotton.

 Trong thực tế thì phương pháp DIN ISO 8296 được ưa dùng hơn, bởi vì nó cho kết quả nhanh và dễ thực hiện hơn phương pháp ASTM D 2578-99a.

Đối với cả 2 phương pháp trên sử dụng cho mực in mềm với sức căng bề mặt trong khoảng 30 – 72 mN/m với bước đo là 2 mN/m. Một loại bút kiểm tra 38mN/m được sử dụng như là cách kiểm tra bề mặt đã xử lý trước rất nhanh, tuy nhiên nó không thích hợp cho các thiết  bị hệ thống đo năng lượng bề mặt và cũng không được sử dụng cho các bề mặt in và tráng phủ. Bút kiểm tra này có thể được sử dụng giống như bất kỳ một loại bút nỷ nào khác. Nếu đường vẽ ra trên bề mặt vật liệu là liên tục thì năng lượng bề mặt vật liệu đó không nhỏ hơn 38 mN/m và có thể in được. Nếu đường vẽ bị đứt nghĩa là bề mặt đã được xử lý kém hoặc chưa được xử lý.

Số đo góc tiếp xúc hầu như chỉ được sử dụng trong các nghiên cứu của phòng thí nghiệm. Nếu polymer chứa nhiều phụ gia hoặc được tráng phủ thì phản ứng hóa học sẽ xảy ra giữa hóa chất trên mặt vật liệu và mực của bút kiểm tra. Trong trường hợp này thì các bề mặt vật liệu được nghiên cứu với các số đo góc tiếp xúc sử dụng nước cất.

Để cho kết quả bám dính của lắc, chất tráng phủ và mực in nhanh thì sử dụng băng keo kiểm tra theo ASTM D 3359-97.

 

Xử lý corona

 

Một thiết bị xử lý corona điển hình bao gồm một hệ thống điện cực nối với điện thế cao và một lô dẫn hướng màng. Khi điện thế tăng vượt quá điện trở của không khí với một khoảng cách 1 – 2 mm, thì sự xả điện liên tục xảy ra. Mục đích là để tạo ra nhiều dòng có một không gian đồng nhất và phân bố nhiệt độ đều và không có tia lửa nhiệt. Nhờ các chất điện môi trên trục lô mà sự xả điện nhỏ phân bố đều.

Các điện cực được bảo vệ trong một hộp tránh bị va chạm. Để làm lạnh và lấy ozone ra trong suốt quá trình xả điện, không khí xung quanh thiết bị xả phải được hút ra bằng các quạt hút đi qua hệ thống điện cực. Nhờ các bộ lọc mà ozone được lấy ra từ các ống xả khí trước khi đi vào môi trường.

Hiện tại thì việc xả điện corona đại diện cho sự xả điện plasma khí quyển. Các ảnh hưởng hóa, lý trên bề mặt rất phức tạp. Kết quả xử lý dễ dàng thiết lập và kiểm soát  theo điều kiện xác định sau đây:

-       Hệ thống điện cực chuyên dụng.

-       Các chất điện môi trên lô,

-       Công suất điện cực.

Trong đó, tốc độ màng, độ rộng màng và loại vật liệu làm thay đổi công suất phát điện phải được canh chỉnh tự động và kết quả xử lý có thể đạt được.

Chức năng của phương pháp corona có thể được cấu trúc như sau:

-     Các electron rời khỏi điện cực và được gia tốc dưới điện thế cao đi qua vật liệu màng.

-     Các electron va chạm với các phân tử khí truyền ánh sáng và phản ứng từng phần với ozon và nitrogen oxide.

-     Các electron có nhiều năng lượng khi chúng va chạm với polyethylene nên chúng bẻ gãy liên kết giữa các carbon – hydro hoặc các liên kết carbon – carbon.

-     Phản ứng với khí corona chẳng hạn như không khí chiếm chỗ các vòng tròn tự do, theo hướng oxi hóa là chính.

-     Các nhóm chức như Hydroxide, ceton, ether, carbon acid và ester thì có cực và là nền tảng cho sự bám dính.

Các liên kết phân tử phụ thuộc vào cấu trúc hóa học, vì vậy việc xử lý corona phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của polymer đem xử lý. Các polymer khác nhau cần cường độ xử lý khác nhau để đạt được năng lượng bề mặt như nhau. Một thực tế rõ ràng là màng  BOPP thay đổi hình thái sau khi sản xuất. Trong vài ngày ở dạng polymer, thì trạng thái hình học của nó sẽ chuyển sang dạng crystal vì thế nên ảnh hưởng đến việc xử lý corona.

Trong lớp bề mặt được xử lý, liên kết ngang bị giảm so với ban đầu. Các nhóm chức trên mặt có tính lưu động cao, do đó trong quá trình lưu trữ nhiều polymer bị giảm hiệu quả xử lý corona. Các chất phụ gia di cư từ bên trong ra ngoài và phủ toàn bộ bề mặt gây ra các vấn đề như: làm giảm năng lượng bề mặt và là giảm độ bám dính. Các ảnh hưởng này cũng có thể hạn chế đến mức tối thiểu nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn.

Trong thực tế, ảnh hưởng của việc xử lý corona phụ thuộc vào độ ẩm tương đối. Độ ẩm sẽ khử phân cực, nhưng ảnh hưởng của việc xử lý là nằm trong phạm vi đo được bằng các phương pháp kiểm tra mực. Xử lý corona trực tuyến trên máy in có thể tránh được các ảnh hưởng xấu ở trên.

Bề mặt vật liệu xử lý chứa năng lượng bề mặt [mN/m]  ngụ ý rằng một năng lượng xác định (xử lý corona D[W x phút/m2]) được áp dụng. Công thức tính là:

s = f(D).

Trong các trường hợp đặc biệt, như màng polyethylene thì công thức tính năng lượng được xác định như sau:

s = k x D.

Trong đó k là hằng số.

Lượng xử lý corona D được xác định theo công thức:

 

s: năng lượng bề mặt [mN/m].

D: lượng xử lý corona [W x phút/m2].

P: công suất phát điện [W].

CB: Khổ rộng xử lý corona [m].

v: tốc độ màng [m/phút].

Ví dụ sau đây sẽ giải thích cho công thức trên:

Một màng dự định in với tốc độ 350 m/phút, khổ rộng 1.600 mm: PET, LDPE, PP co-polymer và PP homopolymer. Các màng này đã được xử lý trước trong khi sản xuất, lưu trữ một thời gian. Trên máy in chúng phải được xử lý đạt năng lượng bề mặt là 45 mN/m. Do thực tế xử lý corona đòi hỏi lượng xử lý phụ thuộc vào các đặc tính bề mặt (xem bảng).

Công suất P được tính như sau:

P = D x CB x v.


Do vật liệu PP homopolymer khó xử lý nhất với 25 W x phút/m2, nên công suất phải là P = 25 x 1,6 x 350 = 14.000 W. Đối với PP co-polymer, LDPE và PET thì công suất tương ứng là 7.000W, 4.200W và 2.800W.

 

Nói chung thiết bị xử lý corona được thiết lập dựa trên vật liệu khó xử lý nhất. Đối với các vật liệu xử lý cần ít năng lượng thì công suất sẽ giảm.

Lượng xử lý corona có thể được xác định bởi việc lấy mẫu trong phạm vi thí nghiệm với công thức tính đã đề cập ở trên. Với các dữ liệu này và các thông số máy in của khách hàng thì công thức tính ở trên cho phép dễ dàng phát triển thiết bị xử lý corona.

Ảnh hưởng của lượng xử lý corona phụ thuộc rất lớn vào sự thiết kế các điện cực. Các loại điện cực nhiều thanh (multi-blade) hiệu quả cao sẵn có theo hình 1.

 

 

Hệ thống này được đặc trưng bởi sự phân bố công suất xử lý corona của một vài thanh điện cực xếp song song. Các thanh này được cố định một đầu trên giá giữ và với sự giản nở nhiệt các thanh có thể di chuyển mà không làm thay đổi khoảng cách giữa các điện cực. Một ưu điểm khác là phân bố xả điện đồng đều, tránh được các kênh xả kéo dài. Trong hình 2, hiệu quả cao của loại nhiều thanh điện cực so với các điện cực kim loại thông thường như: một thanh hoặc thanh điện cực dạng chữ U.

Đối với mức năng lượng bề mặt là 46 mN/m  của BOPP, thì lượng xử lý corona yêu cầu là 25 W.phút/m2. BOPP được xử lý với loại nhiều thanh điện cực cho hiệu quả cao sẽ cho nhiều mức độ năng lượng bề mặt cao hơn dạng điện cực kim loại thông thường sau một tháng lưu trữ, xem hình 3. Hình 45 là 2 trạm xử lý corona đối với vật liệu màng không dẫn điện.

 Nguồn www.dhlvn.com

Bình luận

Quảng cáo

Đối tác

SẢN PHẨM CTY TNHH KỸ THUẬT ĐIỆN HIỆP LỰC BỘ XỮ LÝ BỀ MẶT CORONA -TĂNG ĐỘ BÁM DÍNH BỀ MẶT VẬT LIỆU IN PLC SHIHLIN, MITSUBISHI, LIYAN, FATEK... MÀN HÌNH WEINTEK-EASYVIEW, WEINVIEW MÀN HÌNH SHIHLIN MÀN HÌNH  OP320, SANCH MÀN HÌNH LIYAN MÀN HÌNH FATEK SERVO YASKAWA, MITSU, SHIHLIN,TOSHIBA...
BIẾN TẦN Đài Loan BIẾN TẦN SANCH ĐỒNG HỒ NHIỆT ĐỘ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MÁY CẮT BAO BÌ BỘ ĐIỀU CHỈNH LỰC CĂNG DÙNG TRONG NGÀNH BAO BÌ NHỰA THẮNG - LI HỢP TỪ SSR - RƠ LE BÁN DẪN BỘ ĐỤC LỖ BAO BÌ

Top

   (0)