塑料(liao)(liao)(liao)與傳統的(de)(de)(de)(de)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)相比(如紙、玻璃、金屬)相比,具有(you)質輕(qing)、防潮、耐腐、價廉、易成型等優點,所以(yi)塑料(liao)(liao)(liao)在包(bao)裝(zhuang)領域應用(yong)(yong)(yong)愈(yu)來愈(yu)多。主要(yao)有(you)塑料(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)袋、包(bao)裝(zhuang)容器(qi),廣泛(fan)用(yong)(yong)(yong)于食(shi)品、飲(yin)料(liao)(liao)(liao)、化妝品、醫藥、化工原料(liao)(liao)(liao)等的(de)(de)(de)(de)包(bao)裝(zhuang)。常用(yong)(yong)(yong)作(zuo)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)塑料(liao)(liao)(liao)種(zhong)類主要(yao)是(shi)PE、PP、PVC、PET等,這(zhe)些塑料(liao)(liao)(liao)表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)都(dou)不(bu)大,特(te)別是(shi)前兩種(zhong)塑料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)更小(見表(biao)(biao)1),導致了對(dui)其進行(xing)印刷、粘接效果(guo)不(bu)好。為改(gai)善塑料(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)印刷性與粘接性,對(dui)其表(biao)(biao)面進行(xing)處(chu)理是(shi)一種(zhong)有(you)效方法(fa)(fa)(fa)。塑料(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)表(biao)(biao)面改(gai)性的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)很多,主要(yao)是(shi)電暈(yun)放電處(chu)理、火焰(yan)處(chu)理,以(yi)下(xia)對(dui)這(zhe)兩種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)實(shi)用(yong)(yong)(yong)技術予(yu)以(yi)介(jie)紹。

表(biao)1 常用塑(su)料包裝材料表(biao)面張力(li)大小mN/m

電暈放電處(chu)理

電暈放電處理的原理和裝置

電(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)處理是(shi)將被處理的(de)(de)塑(su)料置于高(gao)(gao)壓(ya)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)與地電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)之(zhi)間,在大氣壓(ya)下使兩(liang)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)壓(ya)控制為15kV左右,導致兩(liang)極(ji)(ji)(ji)之(zhi)間的(de)(de)空氣發生電(dian)(dian)離,電(dian)(dian)離后的(de)(de)各種粒子在高(gao)(gao)頻交變(bian)電(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)作用下高(gao)(gao)速沖擊兩(liang)極(ji)(ji)(ji)間的(de)(de)塑(su)料表面,使塑(su)料表面性能改變(bian)。

電暈放電處理裝置按振蕩方式不同主要有三種類型,即火花間隙式、電子管式和固態式,它們各有特點,其中,固態式電暈放電裝置效率高、質量穩定、能耗低,是電暈處理的首選裝置，三種電暈放電裝置的比較見表2。

表2 電暈放電處理裝置(zhi)的比較

電暈放電處(chu)(chu)(chu)理(li)的效果當對塑(su)料(liao)包(bao)裝材料(liao)進行電暈放電處(chu)(chu)(chu)理(li)后,其(qi)(qi)表面(mian)張力與表面(mian)極(ji)性均(jun)增大,提高了油(you)墨、粘接(jie)劑在其(qi)(qi)表面(mian)的潤濕性及它們(men)之間的作用力。常(chang)見塑(su)料(liao)包(bao)裝材料(liao)經電暈放電處(chu)(chu)(chu)理(li)后其(qi)(qi)表面(mian)張力變化見表3。

表3 常見塑(su)料(liao)包裝材料(liao)電暈放電處理后表面張(zhang)力(li)的變化mN/m

塑(su)料(liao)(liao)包裝(zhuang)材料(liao)(liao)經(jing)電(dian)(dian)暈處(chu)理后其表(biao)(biao)面(mian)極性(xing)增大,主要是(shi)因為電(dian)(dian)暈處(chu)理的過程中(zhong)塑(su)料(liao)(liao)表(biao)(biao)面(mian)有(you)羰(tang)基(ji)等(deng)極性(xing)基(ji)團生成(cheng)(各種粒子高速沖擊(ji)塑(su)料(liao)(liao)表(biao)(biao)面(mian),空氣中(zhong)的氧(yang)與(yu)材料(liao)(liao)表(biao)(biao)面(mian)分子發生了復雜的化學反應)。現代科學分析(xi)證明(ming),PE材料(liao)(liao)表(biao)(biao)面(mian)經(jing)電(dian)(dian)暈處(chu)理后,其表(biao)(biao)面(mian)含氧(yang)量增加(jia)。

電暈放電處理的影響因(yin)素(su)

電(dian)暈放電(dian)處(chu)理(li)塑料(liao)(liao)包裝材(cai)料(liao)(liao)的處(chu)理(li)效果影(ying)響因(yin)素(su)很復雜,影(ying)響的主要因(yin)素(su)有:電(dian)極與塑料(liao)(liao)的相對位置、輸出(chu)電(dian)流、處(chu)理(li)時(shi)間、環境(jing)溫度(du)、環境(jing)濕度(du)、處(chu)理(li)后存放材(cai)料(liao)(liao)時(shi)間等。

電極(ji)與塑料的(de)相對位置

電(dian)(dian)極與被處理塑(su)料(liao)包裝材料(liao)的(de)相對位置決(jue)定了電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)與被處理材料(liao)的(de)接觸程度大小。電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)放電(dian)(dian)產生(sheng)電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)類型有膜(mo)狀(zhuang)電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)、火花電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)、梳狀(zhuang)電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)等,對塑(su)料(liao)材料(liao)進行電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)處理的(de)電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)一般以梳狀(zhuang)電(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)(yun)較(jiao)好。

當(dang)電(dian)(dian)(dian)極(ji)與被處理(li)(li)塑(su)(su)料(liao)(liao)相距(ju)過大,電(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)不能充(chong)(chong)分(fen)沖擊(ji)塑(su)(su)料(liao)(liao),處理(li)(li)效果差,當(dang)電(dian)(dian)(dian)極(ji)與被處理(li)(li)塑(su)(su)料(liao)(liao)相距(ju)過近,沖擊(ji)粒子未被充(chong)(chong)分(fen)加速,處理(li)(li)效果也不理(li)(li)想。故(gu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)與被處理(li)(li)塑(su)(su)料(liao)(liao)包裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)(liao)間(jian)有一最(zui)佳距(ju)離(li),且不同類型的電(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)處理(li)(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)最(zui)佳距(ju)離(li)不同。對(dui)于梳狀電(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)一般3～5mm為(wei)宜(yi)。

輸出電流的大小(xiao)

電(dian)暈(yun)(yun)(yun)處理(li)時輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)(liu)大小對(dui)處理(li)的(de)效(xiao)果(guo)影響很大,當輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)(liu)過低時,電(dian)暈(yun)(yun)(yun)處理(li)效(xiao)果(guo)差,當輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)(liu)達(da)到(dao)某(mou)臨界值后(hou),電(dian)暈(yun)(yun)(yun)處理(li)的(de)效(xiao)果(guo)增(zeng)加不多,即(ji)對(dui)某(mou)種塑料(liao)包裝材(cai)料(liao)進行電(dian)暈(yun)(yun)(yun)處理(li)時有一最(zui)佳(jia)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)(liu)。

處(chu)理時間

塑(su)料包(bao)裝材(cai)料電暈處理(li)時(shi)間(jian)愈(yu)長,處理(li)效果愈(yu)好,但處理(li)時(shi)間(jian)過長會(hui)(hui)導(dao)致處理(li)過度(du),塑(su)料會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)異味,對于薄膜制品則(ze)還會(hui)(hui)發生(sheng)粘連,若(ruo)塑(su)料中含(han)有某些助劑,有時(shi)由于過度(du)處理(li)而導(dao)致助劑向表(biao)面遷移,影響透明度(du)。故處理(li)的時(shi)間(jian)不能過長,以不影響產(chan)品質量為度(du)。

環境條件

電(dian)暈(yun)處(chu)理(li)(li)(li)包裝材(cai)料時的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)溫度(du)(du)、濕(shi)度(du)(du)對處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)有較大的(de)(de)(de)影響(xiang),環(huan)境(jing)(jing)溫度(du)(du)高(gao),處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)好(hao),如(ru)處(chu)理(li)(li)(li)熱(re)膜比處(chu)理(li)(li)(li)冷膜的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)好(hao)得多。原(yuan)因是(shi)(shi)溫度(du)(du)高(gao)時,發生(sheng)的(de)(de)(de)化(hua)學反(fan)應(ying)快(kuai),反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)程度(du)(du)也大,但處(chu)理(li)(li)(li)后(hou)產(chan)品存(cun)放的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)溫度(du)(du)高(gao),電(dian)暈(yun)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)消退也快(kuai),這在生(sheng)產(chan)中要(yao)予以(yi)注意。環(huan)境(jing)(jing)的(de)(de)(de)濕(shi)度(du)(du)大,電(dian)暈(yun)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)會變(bian)差(cha),這可能(neng)是(shi)(shi)空氣(qi)中的(de)(de)(de)水分(fen)(fen)子捕捉了部分(fen)(fen)由電(dian)暈(yun)使(shi)空氣(qi)電(dian)離而產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)各種粒(li)子,使(shi)對塑(su)料包裝材(cai)料進行處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)電(dian)暈(yun)粒(li)子能(neng)量(liang)減少,從而影響(xiang)了處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。

處理后存放的時間

對塑料包(bao)裝材(cai)料進行(xing)電暈(yun)處理(li)后,隨著存放時(shi)間(jian)的增(zeng)長,處理(li)的效果會下降,原因可(ke)能是因為隨著存放時(shi)間(jian)的增(zeng)長電暈(yun)處理(li)所產生的極(ji)性(xing)基團向塑料內部遷移的結果。所以,經(jing)電暈(yun)處理(li)后的塑料包(bao)裝材(cai)料必須盡快地進行(xing)印刷(shua)或(huo)粘接,以保證后處理(li)的效果。

火焰處理

火焰處(chu)理是(shi)用燃燒可(ke)燃氣體產(chan)生(sheng)的(de)(de)火焰與(yu)被處(chu)理的(de)(de)塑(su)料表面(mian)相(xiang)接觸,從而使(shi)(shi)被處(chu)理塑(su)料材料表面(mian)粗(cu)化(結晶型塑(su)料產(chan)生(sheng)晶體)并發生(sheng)復雜(za)的(de)(de)化學(xue)反應,使(shi)(shi)表面(mian)產(chan)生(sheng)極性(xing)基團(羰基)從而改變表面(mian)性(xing)能的(de)(de)方法。

火焰處理裝置及原理

火(huo)(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理(li)裝(zhuang)(zhuang)置比(bi)較(jiao)簡單,國內尚無定型的(de)(de)(de)專用設備(國外(wai)已有專用設備),可根據處(chu)理(li)產品的(de)(de)(de)類型進行自制(zhi),主要(yao)部分(fen)(fen)為供(gong)氣裝(zhuang)(zhuang)置與(yu)燃(ran)燒噴口(kou),燃(ran)燒噴口(kou)要(yao)保證(zheng)燃(ran)氣充(chong)分(fen)(fen)燃(ran)燒且能(neng)夠調節火(huo)(huo)焰(yan)(yan)大(da)(da)小。對塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)膜(片)進行火(huo)(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理(li)時(shi)(shi),需將膜緊貼在冷(leng)卻的(de)(de)(de)金(jin)屬輥(gun)筒上,以防止處(chu)理(li)時(shi)(shi)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)(liao)發(fa)(fa)生軟(ruan)化(hua)(hua)變(bian)形甚至熔化(hua)(hua)。當(dang)處(chu)理(li)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)容器時(shi)(shi),要(yao)求(qiu)能(neng)對容器四周(zhou)進行均勻的(de)(de)(de)火(huo)(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理(li)。火(huo)(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)原理(li)是(shi):在高(gao)溫下使塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)(liao)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)大(da)(da)分(fen)(fen)子(zi)發(fa)(fa)生氧化(hua)(hua)反應產生極(ji)性基團,另外(wai)還對表(biao)(biao)面(mian)分(fen)(fen)子(zi)聚集的(de)(de)(de)結構形態產生影響,如結晶(jing)(jing)性塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)表(biao)(biao)面(mian)球晶(jing)(jing)尺寸(cun)增大(da)(da),從而(er)增大(da)(da)了(le)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)和表(biao)(biao)面(mian)極(ji)性,達到提高(gao)印刷質量和粘(zhan)接強度(du)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

影(ying)響火焰處(chu)理效果(guo)的主要(yao)因素

影響火焰處(chu)理效果的主要因素:混合氣體的比例、處(chu)理的時間、火焰與塑料的相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)等。

混合氣(qi)的比例(li)

用(yong)于(yu)對(dui)塑料(liao)包裝(zhuang)材(cai)料(liao)進行火(huo)焰(yan)(yan)(yan)處(chu)理(li)的(de)主要(yao)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)有煤氣(qi)(qi)(qi)、天(tian)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)、液化(hua)石油(you)汽等(deng),這些(xie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)是否完(wan)全與產生(sheng)的(de)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)溫(wen)(wen)度高(gao)低(di)與混合比例關系(xi)很(hen)大。如(ru)(ru)使用(yong)煤氣(qi)(qi)(qi),煤氣(qi)(qi)(qi)與空(kong)氣(qi)(qi)(qi)比例為(wei)(wei)(wei)1∶1時(shi)(shi),則(ze)產生(sheng)的(de)溫(wen)(wen)度低(di)于(yu)1000℃,處(chu)理(li)效(xiao)果不理(li)想(xiang);若改(gai)為(wei)(wei)(wei)煤氣(qi)(qi)(qi)∶空(kong)氣(qi)(qi)(qi)∶氫氣(qi)(qi)(qi)為(wei)(wei)(wei)3∶5∶1時(shi)(shi),則(ze)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)溫(wen)(wen)度可高(gao)于(yu)1000℃,火(huo)焰(yan)(yan)(yan)處(chu)理(li)的(de)效(xiao)果要(yao)好些(xie)。對(dui)于(yu)天(tian)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi),天(tian)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)∶空(kong)氣(qi)(qi)(qi)為(wei)(wei)(wei)1∶1時(shi)(shi),燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)產生(sheng)的(de)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)對(dui)塑料(liao)包裝(zhuang)材(cai)料(liao)表面(mian)處(chu)理(li)的(de)效(xiao)果較(jiao)好。如(ru)(ru)用(yong)液化(hua)石油(you)氣(qi)(qi)(qi)作為(wei)(wei)(wei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi),則(ze)要(yao)求該燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)(qi)充分燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao),火(huo)焰(yan)(yan)(yan)呈青(qing)藍色(se)時(shi)(shi)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)溫(wen)(wen)度較(jiao)高(gao),處(chu)理(li)效(xiao)果較(jiao)為(wei)(wei)(wei)理(li)想(xiang)。

處(chu)理時間(jian)

火焰處理時間長(chang)則(ze)表面(mian)改(gai)性效果(guo)好(hao),但處理時間不能過長(chang),否則(ze)塑(su)料(liao)受(shou)熱時間過長(chang),塑(su)料(liao)會出現熔化、變形、分(fen)解等(deng)現象(xiang),特別是處理塑(su)料(liao)薄膜類包(bao)裝材料(liao)時,一般要求對著火焰的時間需(xu)控制在最短限度(du)內(nei),以保(bao)證材料(liao)不熔化、不燒(shao)焦。

火(huo)焰與(yu)塑料的相對位(wei)置(zhi)

火(huo)(huo)焰(yan)與(yu)(yu)被處(chu)(chu)(chu)理塑料(liao)的(de)距離過(guo)(guo)遠或(huo)過(guo)(guo)近,處(chu)(chu)(chu)理的(de)效果(guo)均不理想,因為塑料(liao)離火(huo)(huo)焰(yan)過(guo)(guo)遠或(huo)過(guo)(guo)近都不是(shi)以(yi)最高火(huo)(huo)焰(yan)溫(wen)度對塑料(liao)進(jin)行處(chu)(chu)(chu)理。一般要求讓塑料(liao)與(yu)(yu)火(huo)(huo)焰(yan)的(de)最高溫(wen)度處(chu)(chu)(chu)進(jin)行接觸(chu)以(yi)提高火(huo)(huo)焰(yan)處(chu)(chu)(chu)理的(de)效果(guo)。故要將被處(chu)(chu)(chu)理的(de)塑料(liao)與(yu)(yu)“氧(yang)化(hua)焰(yan)”的(de)中部相接觸(chu),以(yi)期得到最好(hao)的(de)處(chu)(chu)(chu)理效果(guo)。

這是因為“氧(yang)化焰”不但溫度最高(gao),而且(qie)還具有一定的氧(yang)化性,能使塑料表(biao)面的大分子發生氧(yang)化反(fan)應而產生極性基團,提(ti)高(gao)塑料表(biao)面活性以利于提(ti)高(gao)印(yin)刷、粘(zhan)接質量。

雖然對(dui)塑(su)料(liao)包裝材(cai)料(liao)表(biao)(biao)面(mian)改性的(de)(de)方法很多,如表(biao)(biao)面(mian)接(jie)枝(zhi)、臭氧處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、化(hua)學藥品處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、紫外(wai)線照射處(chu)(chu)理(li)(li)(li)等(deng),就塑(su)料(liao)表(biao)(biao)面(mian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工業實用性來說,現仍是(shi)以電(dian)暈(yun)放電(dian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)及火焰處(chu)(chu)理(li)(li)(li)為(wei)主(zhu)要(yao)方法。它(ta)們在(zai)工業生產(chan)上應用最廣泛。這兩種方法不(bu)但處(chu)(chu)理(li)(li)(li)技術較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)簡單,而(er)且處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)果(guo)也(ye)較(jiao)(jiao)(jiao)好,但影響(xiang)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)果(guo)的(de)(de)因素較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)復(fu)雜(za),了(le)解與(yu)掌握其原理(li)(li)(li)及影響(xiang)因素是(shi)保證(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)果(guo)的(de)(de)關鍵。

標簽：