Технологии

Системы обработки коронным разрядом обычно являются типичными усилителями адгезии при экструзии, здесь ионизация создается подачей высоковольтного и высокочастотного тока на два противоэлектрода, из которых, по крайней мере, один изолирован диэлектриком. Это создает разряды, похожие на стримерные, которые ионизируют искровой промежуток. Хотя эта технология уже давно хорошо зарекомендовала себя, у нее все же имеются некоторые существенные недостатки. Разряды стримерного типа очень неоднородны, и было доказано, что, как только стример попадает на поверхность полимера, он оставляет местный разряд, который, в свою очередь, притягивает следующий стример к точно тому же месту. Результатом является локализованная обработка. Таким образом, максимальным уровнем обработки, которого можно достигнуть, является одинаковое количество обработанных и необработанных зон. Еще одним недостатком обработки коронным разрядом является то, что для того, чтобы создать разряд, необходимо высокое напряжение. Напряжение  может быть достаточно высоким для создания разряда на обратной стороне быстро двигающихся полотен, что, в результате, дает обработку и обратной стороны, а такое воздействие в большинстве случаев нежелательно.

При обработке плазмой в вакууме низкое давление в вакуумных камерах для нанесения покрытий позволяет вырабатывать однородную плазму, которую можно использовать для высокоэффективной обработки поверхностей полимера. Технология широко используется для нанесения покрытия на полотно и обработки трехмерных объектов, таких как автомобильные бамперы. Однородность плазмы позволяет получать высокое качество обработки.

Высокая функциональность однородного плазменного разряда в вакууме заставляла искать способов получения однородного тлеющего разряда при атмосферном давлении, что сделало бы эту технологию применимой для экструзионных процессов при атмосферном давлении. Недавно, компании Enercon Industries и Sigma Technologies International разработали линейный источник излучения, который может давать стабильный тлеющий разряд для Атмосферной плазменной обработки (APT). Отличия от систем обработки коронным разрядом заключаются в следующем:

1.Инжекция плазменного газа в искровой промежуток.

Для того, чтобы получить стабильный тлеющий разряд, свободный от стримерных разрядов, необходимо использовать инертные газы, высокие метастабильные фазы которых позволяют создавать устойчивый тлеющий разряд. Для того, чтобы свести потребление этих газов к минимуму, газ впрыскивается непосредственно в искровой промежуток. Такой метод позволяет осуществлять инжекцию и других газов для обработки, которые становятся высоко ионизированными в разряде и позволяют потребителям создавать необходимый химический состав обрабатываемого полимера.

2.Создание стабильного, гомогенного и однородного тлеющего разряда.

В отличие от обработки коронным разрядом, где разряд носит стримерный характер, APT создает однородное тление в искровом промежутке. Это позволяет осуществлять однородную обработку поверхности подложки. Таким образом, достигается более высокое качество обработки поверхности.

3.Более низкое напряжение.

Напряжение, необходимое для того, чтобы создать газовый разряд, существенно снижено, по сравнению с системами обработки коронным разрядом. Это позволяет избежать обработки обратной стороны, которая является одним из основных недостатков обработки коронным разрядом.

ЭКСПЕРИМЕНТ

Целью эксперимента стало определение различий в прочности адгезии на раздир для пленки из LDPE, которая  рассматривалась в необработанном виде, после обработки коронным разрядом, а также после обработки с помощью технологии APT.

Материалы

•Толщина 1 мил – 25 микрон LDPE, удлинение в машинном направлении – 330%, удлинение в поперечном направлении – 550%, прочность на разрыв в машинном направлении – 23МПа, прочность на разрыв в поперечном направлении – 19МПа.

Оборудование

•Система обработки коронным разрядом с металлическими электродами Enercon Covered Roll;
•Лабораторная станция для АРТ Enercon/Sigma;
•Тестер фрикционного отслаивания поверхности от Thwing-Albert модель 225-1 с тележкой и фиксатором отслаивания.

Пленка из LDPE предварительно обрабатывалась в следующих условиях:

Таблица 2: Переменные эксперимента.

Результаты испытания на прочность к отслаиванию измерялись в соответствии с методом испытаний ASTM D3330A при использовании 180-градусного фиксатора отслаивания и акриловой клеящей ленты ацетатной пленки 3M 800.