电晕处理容易出现问题以及注意事项文档格式.docx
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在臭氧生成过程中,伴有
弥散蓝紫色辉光的电晕现象,从而被称之为电晕。
换言之,薄膜的电晕处
理就是把薄膜置于电场中成为阻断传导的介质,在电场作用下,获得高能
量,并激活其他离子或分子,同时把这种能量分配到薄膜上,在薄膜表面
驻极,形成极性的化学自由基团,使薄膜表面产生悬挂键。
在这一过程中,
高能电子碰撞空气中的氧分子、氮分子、水分子等,伴之发生氧化—还原
反应,并产生臭氧和氮氧化物等。
由于臭氧拥有强烈的氧化性,当它接触
到聚丙烯薄膜表面时,会在其表面毫微米发生复杂的有机反应,产生羟基
(-OH)、羧基(-COOH)、羰基(>
C=O)等。
而这些含氧官能团的引入,是增加薄
膜表面张力的要点所在。
因此,经过氧化,不但能够改进薄膜表面张力,
还可以够提高薄膜表面的可蒸镀性和可印刷性。
电晕办理设备一般包括了一个高频高压发生器和一个附带金属电极和
支持卷轴的电晕办理站。
它们互相平行,并以一个1.5mm的空气缝隙作为
分开。
当电晕办理站输入20~40kHz或数千伏高电压时,电极间便会产生
放电现象,在薄膜表面形成均匀火花。
谈论
电晕办理站的设备配置和调整状态
4.1.1理想的电晕办理是电机的作业频率正确,输出电压和电流值适中,
放电过程有规律,这样才能获得好的办理收效。
4.1.2电晕办理辊与电极之间的缝隙大小必定保持一致,亦即两者之间
既要有必然的距离又要互相平行,这样才能使膜表面处的场强同样,产生
均匀的电晕办理。
一般两者的缝隙在~2.5mm。
4.1.3调整好电晕办理辊与其他牵引辊之间的平行度和电晕办理辊上压
辊压力的均匀性,这样才能使膜在运行中平稳,不至于在电晕辊上发生起
皱和斜扯,保持获得均匀的、足够的电晕量。
膜面温度和空气相对湿度对电晕办理的影响
在电晕办理的过程中,膜面温度和空气相对湿度是影响它的两个显然
的变量。
随着空气相对湿度和膜面温度的增大所需电晕办理的时间就越长,也
即薄膜越不简单被电晕办理。
这是由于当空气中相对湿度增大时,空气中
水分子的含量增大,而电晕过程中产生的臭氧可溶于水,在常温常压下,
臭氧在水中的溶解度比氧约高13倍,比空气高25倍。
由于臭氧浓度的下
降,使含氧官能团在膜面生成及驻极的机遇大大减小,从而降低电晕办理
的收效。
随着膜面温度的增高,使驻极分子的牢固性变差,表面分子迁移
的比率增大,不利于膜面的高表面能地域的形成,部分抵消了经过电晕增加薄膜表面张力的作用。
但另一方面,依照实质生产中的经验,膜面的温度也其实不是越低越好。
在生产中,电晕办理过程会产生大量的热。
为防范膜面温度过高,平时我们采用循环水辊内进行闭式循环,并增加一套加热装置使冷却水保持必然的温度。
过低的温度会使膜面的分子在极化和发生化学变化时基本能量不足,也会造成膜面表面张力不足的问题,因此,把电晕办理辊处的膜面温度控制在合适的温度范围内是电晕办理的一个要点问题,这也是我们在长远生产中探究发现的。
电晕办理中电晕强度和办理时间的控制
在生产中,为了使薄膜表面张力的办理达到某一等级,平时采用的方法是增加电晕办理的强度,在必然界限内,这种方法是卓有收效的,当高出这一界限后,即使再增加电晕,也不会使薄膜表面能等级获得提高,这是由于当膜在瞬时进行电晕办理过程中,电极与电晕辊之间的空襟怀处于一种相对牢固状态,而这相对牢固空襟怀中的氧气分子含量是必然的,即使提高电极的电压和电流值,也不能够激活更多的氧分子,使更多的含氧官能团驻极到薄膜表面,达到提高薄膜表面能的目的。
一般说来,电晕办理的时间越长,表面能也会越高。
但是,一方面在固有设备的条件下,延长电晕办理时间,必然会降低生产效率;
另一方面,过长的电晕办理时间,会使薄膜表面张力太大,出现脆化现象以致降解,不利于膜的一次收卷和二次复卷,我们在某单位的设备上就此进行过成功的试验。
电晕办理辊和电极平行
辊面和电极面的不平行会以致电晕办理不均,原因是电晕强度有差别,
由下式
电晕强度=P/W.V
式中:
P——电晕装置放电功率,W;
W——膜宽,m;
V——膜速,m/min;
从上式看出,电晕强度正比于电晕放电功率,而电晕放电的功率方程
式为:
P=4CdVsf[V0-(Cd+Cg/Cd)Vs]
Cd——介电体电容,F;
Cg——放电缝隙电容,F;
V0——驱动电压(峰值),V;
Vs——缝隙生气电压(峰值),V;
f——驱动电压频率,Hz。
由上式显见,缝隙大小不一,直接以致单位面积上的放电功率不均,
由于各处电晕的差别,最后影响浸润张力的一致性。
膜运行的平稳性
若是膜在运行中,辊筒施加于膜上的张力的不一致,这种差别会发生
局部皱折,使该部位在电晕办理时电容量发生变化,最后也会以致浸润张
力的不均匀。
除上述辊筒同步有差别外,还有电晕办理辊上的夹辊和电晕办理辊到
后扩展辊对膜的扩展,以及辊与辊之间平行度、辊面水平度等,均有可能
以致薄膜运行姿态的不够平稳。
薄膜发脆走偏问题
电晕办理中,要有一个度的问题,若是注入功率过大,则会出现水温提得过高,影响到薄膜分子间的次价键力而出现发脆,即影响薄膜的使用,又使卷制电容器时边缘无法卷齐,只得以降低速度来完成卷制任务,从而给电容器的制作工艺造成不利。
废液污染问题
电晕办理过程中,由于两极间施加高压,产生的电子对两极间空气中的分子进行碰撞和激活,产生臭氧及一氧化氮等物质,在必然的温度下,由于它们的亲水性,会与空气中的水分子相结合,产生含有亚硝酸盐、硝酸盐成份的废液,并且随着空气湿度的增加而增加。
若是对产生的废液不能够及时进行很好的清理,在排出管道或电极罩壳中存留下来,即可能流滴到辊面,并随着辊的转动而造成膜面污染,造成薄膜局部浸润张力降低、附着不牢等,形成产质量量问题。
BOPP薄膜电晕办理强度的影响因素
电晕办理器由电极、高电位器及硅橡胶辊组成,当电压经过2.5MM的空气缝隙时,就会产生连续放电,其他为了消除所产生的臭氧及降温,用抽
风风机把电晕办理器周边的空气往外排走以及在硅橡胶辊内部利用工艺水冷散热。
影响电晕办理收效的因素主要有以下几种:
电极种类
电晕办理的收效与电极的设计有较大关系。
设备上采用单电极或双电极
方式在办理收效上有必然的差别,双电极比较于单电极有几方面优点:
1、
能产生更高办理值,耗能更低;
2、能减少储蓄时,表面张力的下降;
3、减少薄膜在电晕办理过程中的受热;
4、减少表面感觉的静电。
薄膜温度
BOPP是挤出厚片经激冷后,再经纵、横二个方向拉伸后所制得的薄膜,
在进入牵引单元后,经过冷却、切边、测厚、预热等工序,尔后再进行电晕办理。
这时薄膜的温度对电晕办理的收效有直接的影响,而薄膜温度则主要由预热辊的设定温度进行控制,
随着薄膜温度的高升,薄膜的表面办理达因值也同时高升。
经过预热辊的设定温度来调整薄膜的表面办理达因值,是在工艺控制中经常采用的有效方法之一。
生产线速度
生产线速度是影响电晕办理收效另一重要因素。
BOPP薄膜是在极短的时间内经过高压电极缝隙,而使表面达因值得以提高,于高压电极缝隙内停留时间的长短,会影响薄膜的电晕办理收效。
因此可知,电晕办理的电极电压要随着生产线速度的变化要作出相应的调整,随着生产线速度的增大而增大。
电极排风量
在电晕办理过程中,随着空气离子化,会产生等离子体,其中包括有电子、氧离子、臭氧等,等离子领悟浸透薄膜,破坏其他化学键,激发自由游离基,与氧气离子起作用成氧化极化基,这些基团会对薄膜的表面润湿特点产生影响。
从另一方面来说,等离子体在薄膜表面的浓度会直接影响电晕办理的收效。
一般而言,电极排风阀门的开启度越大,薄膜的表面处
理达因值会越小;
反之,电极排风阀门的开启度越小,薄膜的表面办理达因值会越大。
表面资料
BOPP的生产会涉及到不同样的资料及增加母料。
BOPP可分作热封型和非
热封型两大类,在表层的基本资料中分别是共聚物及均聚物,由于两者材
料自己的差别,在经受同样的电晕办理后,两者表面张力有必然的差别,
一般来说,对于共聚物,如目前国内外常用的SOLVAYKS413、MONTEL
PLZ679、BASEALEP5C37等,离子体浸透进薄膜的表面效能比均聚物更大,
因此热封型薄膜会更加简单达到更高的办理强度。
其他,在热封型薄膜的配方设计上,平时为了适应包装机器的要求,需要使用爽滑剂来改进薄膜的摩擦性能,在选择爽滑剂时要尽可能防范使用
硅酮类爽滑剂,这是由于硅酮的表面张力比较低,在常温下约为
12达因,
与PP的31达因有较大的差距,使用硅酮类爽滑剂会大幅降低BOPP的表面张力值。
抗静电剂对BOPP薄膜电晕办理收效也会有必然的影响。
抗静电剂大多数增加在芯层,其拥有迁移性,浸透至表面的抗静电剂会影响薄膜的表面电晕办理特点,办理强度值会有必然程度的降低。
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,从而影响电晕办理的收效。
办理强度会随着时间的推移
先是渐渐下降,最后渐渐保持牢固。
电晕办理的消减幅度与储藏温度有关,
温度越高,消减幅度越快。
3.电晕办理对薄膜物理特点的影响
电晕办理除了能够改变薄膜的表面达因值外,还会对薄膜的其他物理性能产生影响,主要包括以下几方面:
摩擦系数
由于电晕办理的原理是薄膜经过有两高压电极产生电子流,使薄膜表面
产生极性,而薄膜办理面与非薄膜办理面对照,位于薄膜芯层的增加剂(包
括抗静电剂及爽滑剂)更加简单经过薄膜办理面溢出。
以ABA种类薄膜即内、外两面配方结构同样的薄膜为例,未经电晕办理的薄膜内、外两面的
摩擦系数是一致的,但是在经过电晕办理后,薄膜办理面的摩擦系数值比非办理面的摩擦系数值低。
从生产到14天后,薄膜芯层的增加剂处于高速的迁移期,办理面与非办理面的静、动摩擦系数都呈快速下降趋势,14天后数值趋于牢固。
由整体上比较,办理面的摩擦系数较非办理面的摩擦系数低。
缩短率
由于电晕办理的过程中会产生必然的热量,因此薄膜的缩短率会有必然程度的下降。
热封强度
在生产BOPP热封型薄膜时,表层使用的资料为乙烯-丙烯共聚物。
如在前面所提及到的,在实质生产上如需达到同样的办理强度,共聚物仅需要
比较低的办理电压值。
但需要注意的是,过高的电晕办理值会惹起共聚物间的交联作用,以致热封型薄膜失去热封效能。
因此在实质生产热封型薄膜中,特别是调治较高电晕办理值时,热封强度是一项必备的检测措施。
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