等離子體表面處理與常規處理的對比




等離子體表面處理
通過放電裝置將電離的等離子體中的電子或離子打到承印物表面，一方面，可以打開材料的長分子鏈，出現高能基團；另一方面，經打擊使薄膜表面出現細小的針孔，同時還可使表面雜質離解、重解。電離時放出的臭氧有強氧化性，附著的雜質被氧化而除去，使承印物表面自由能提高，達到改善印刷性能的目的


電暈處理
利用高頻（中頻）高壓電源，在放電刀架和刀片的間隙產生一種電暈釋放現象，用這種方法對塑料薄膜在印刷前進行表面處理，叫電暈處理，也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為：通過放電，使兩極之間的氧氣電離，產生臭氧，臭氧是一種強氧化劑，可以立即氧化塑料薄膜的表面分子，使其由非極性轉化為極性，表面張力得到提高。電子沖擊后，使薄膜表面產生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增大表面活性。




化學處理法
印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表面進行處理，使其表面生成羥基、羰基等極性集團，同時得到一定程度的粗化，以提高油墨與塑料薄膜的表面結合牢度。
化學處理法是應用較早的一種表面處理法，對于印刷，復合前薄膜的表面處理效果好，使用簡便、經濟，但需較長的處理時間影響了生產效率。并且處理液一般都具有化學侵蝕性，造成環境污染及對人體的危害，目前較少采用這種工藝，一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝


光化學處理法
一般是利用紫外線照射高聚物表面，使其引起化學變化，達到改善表面張力，提高潤濕性和粘合性的目的。和電暈處理一樣，紫外線照射也能使高聚物表面發生裂解、交聯和氧化。
要想得到較好的光化學處理效果，必須選擇適當波長的紫外線，例如用波長為184mm的紫外線照射聚乙烯表面，能使其表面發生交聯，但如改用2537A的波長則難有相同的效果。




火焰處理法
適用于小型塑料容器的表面處理，其目的在于用高溫使表面去污，并溶化膜層表面，提高表面粘附油墨的性能。
聚烯烴經火焰處理后形成了極性基團，潤濕性得以改善，而粘接性的改善則由于極性基團改善了潤濕性以及產生斷鏈而相對改善。
火焰處理效果較好，無污染，成本低廉，但操作要求嚴格，如不小心會導致產品變形，使成品報廢。目前主要應用于較厚的塑料制品的表面處理。


防靜電處理
塑料薄膜印刷中的靜電會給操作帶來一系列難題，直接影響印品的產量和質量。例如，在印刷小包裝塑料薄膜時，由于靜電粘連，薄膜間處于缺氧狀態，會阻礙塑料印墨層固化的過程，若遇高溫高濕環境，更易形成墨層粘連，輕則使印刷墨色移染，增加印刷、分切、整理等工序的難度，重則薄膜互相粘連，撕不開，造成印品報廢。另外制袋后的儲運、存放過程中也會不斷放電，既影響熱封又影響袋內實物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時，因為生成的靜電多，在機速高、樹脂中未摻有抗靜電劑的情況下，很可能引起火災或爆炸事故。
塑料薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優良的介電性能、電阻高、導電性差，薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產生靜電，在印刷過程中使靜電進一步產生和積累，并不易釋放，使薄膜表面聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷后，薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起，使電荷不利于排斥而利于吸引，造成粘合。等離子噴涂的基礎發展了新的技術

1.真空等離子噴涂（又叫低壓等離子噴涂）

真空等離子噴涂是在氣氛可控的，4～40Kpa的密封室內進行噴涂的技術。
因為工作氣體等離子化后，是在低壓氣氛中邊膨脹體積邊噴出的，所以噴流速度是超音速的，而且非常適合于對氧化高度敏感的材料。

2.水穩等離子噴涂

前面說的等離子噴涂的工作介質都是氣體，而這種方法的工作介質不是氣而是水，它是一種高功率或高速等離子噴涂的方法，其工作原理是：
噴槍內通入高壓水流，并在槍筒內壁形成渦流，這時，在槍體后部的陰極和槍體前部的旋轉陽極間產生直流電弧，使槍筒內壁表面的一部分蒸發、分解，變成等離子態，產生連續的等離子弧。由于旋轉渦流水的聚束作用，其能量密度提高，燃燒穩定，因此，可噴涂高熔點材料，特別是氧化物陶瓷，噴涂效率非常高

3.氣穩等離子噴涂

氣穩等離子噴涂的原理是由等離子噴槍（等離子弧發生器）產生等離子射流（電弧焰流）。噴槍的電極（陰極）和噴嘴（陽極）分別接整流電源的正、負極，向噴槍供給工作氣體（Ar、N2等），通過高頻火花引燃電弧。電弧將氣體加熱到很高的溫度，使氣體電離，在熱收縮效應、自磁收縮效應和機械效應的作用下，電弧被壓縮，產生非轉移性等離子弧。高溫等離子氣體從噴嘴噴出后，體積迅速膨脹，形成高溫高速等離子射流。送分氣流推動粉末進入等離子射流后，被迅速加熱到熔融或半熔融狀態，并將等離子射流加速，形成飛翔基材的噴涂離子束，陸續撞擊到經預處理的基材表面，形成涂層。大氣等離子噴涂用氬氣、氮氣、氫氣作為等離子氣。大氣等離子處理機技術的特點：


1. 均勻度高。大氣等離子是輝光式的等離子幕，直接作用于材料表面，實驗證明，同一材料不同位置的處理均勻性很高，這一特性對于工業領域進行下一環節的貼合、邦定、涂布、印刷等制程十分重要。


2. 效果可控。大氣等離子有三種效果模式可選。一是選用 氬氣/氧氣 組合，主要面向非金屬材料并且要求較高的表面親水效果時采用，比如玻璃，PET Film等。 二是選用 氬氣/氮氣 組合，主要面向各種金屬材料，如金線、銅線等。因氧氣的氧化作用，替換為此方案中的氮氣后，該問題可以得到有效控制。三是只采用氬氣的情況，只采用氬氣也可以實現表面改性，但是效果相對較弱。此為特殊情況，是少數工業客戶需要有限而均勻的表面改性時采用的方案。


3. 安全易用。大氣式等離子，也是低溫等離子，不會對材料表面造成損傷，例如對方阻值敏感的ITO Film材質亦可處理。無電弧，無需真空腔體，也無需廢氣排放系統，長時間使用并不會對操作人員造成身體損害。


4. 面積寬大。大氣等離子大可以處理2m寬的材料，可以滿足現有多數工業企業的需求。


5. 成本低廉。大氣等離子設備功耗低，運行成本以氣體為主。以主要消耗氣體氬氣為例，同corona等離子氣體消耗量相比不足其1/20.