塑(su)(su)料(liao)與傳統的(de)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)相(xiang)比(如(ru)紙、玻璃、金(jin)屬(shu))相(xiang)比,具有(you)質輕、防潮、耐腐、價廉、易成型等(deng)(deng)優點,所以(yi)塑(su)(su)料(liao)在包(bao)裝(zhuang)(zhuang)領域應用(yong)愈來愈多(duo)。主要有(you)塑(su)(su)料(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)袋、包(bao)裝(zhuang)(zhuang)容(rong)器,廣泛用(yong)于食(shi)品、飲料(liao)、化妝(zhuang)品、醫(yi)藥、化工原料(liao)等(deng)(deng)的(de)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)。常用(yong)作(zuo)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)的(de)塑(su)(su)料(liao)種類(lei)主要是(shi)PE、PP、PVC、PET等(deng)(deng),這(zhe)些塑(su)(su)料(liao)表面(mian)張力(li)(li)都(dou)不(bu)大,特別是(shi)前(qian)兩種塑(su)(su)料(liao)的(de)表面(mian)張力(li)(li)更小(見表1),導致(zhi)了對其進行印刷、粘接(jie)效(xiao)果(guo)不(bu)好。為改(gai)善塑(su)(su)料(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)的(de)印刷性(xing)與粘接(jie)性(xing),對其表面(mian)進行處(chu)理(li)(li)是(shi)一種有(you)效(xiao)方法。塑(su)(su)料(liao)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)表面(mian)改(gai)性(xing)的(de)方法很多(duo),主要是(shi)電暈放電處(chu)理(li)(li)、火焰處(chu)理(li)(li),以(yi)下對這(zhe)兩種方法的(de)實用(yong)技術予以(yi)介紹(shao)。

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

電(dian)暈放電(dian)處理

電暈放電處理的原(yuan)理和裝置

電(dian)暈放電(dian)處(chu)理是將被處(chu)理的(de)塑(su)(su)料(liao)置于高壓(ya)電(dian)極與地電(dian)極之間,在大(da)氣壓(ya)下(xia)使兩極電(dian)壓(ya)控制為15kV左右,導(dao)致(zhi)兩極之間的(de)空氣發生電(dian)離,電(dian)離后的(de)各種粒子在高頻交變(bian)電(dian)場(chang)的(de)作用下(xia)高速沖擊兩極間的(de)塑(su)(su)料(liao)表(biao)面(mian),使塑(su)(su)料(liao)表(biao)面(mian)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(fang)電處理裝(zhuang)置的比較(jiao)

電(dian)(dian)暈放(fang)電(dian)(dian)處(chu)理(li)的效(xiao)果(guo)當對(dui)塑料(liao)(liao)(liao)包裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)進(jin)行電(dian)(dian)暈放(fang)電(dian)(dian)處(chu)理(li)后(hou),其(qi)(qi)表面(mian)張力與表面(mian)極(ji)性均增(zeng)大,提高了油(you)墨(mo)、粘接劑(ji)在其(qi)(qi)表面(mian)的潤濕性及它們(men)之間的作(zuo)用(yong)力。常見塑料(liao)(liao)(liao)包裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)經電(dian)(dian)暈放(fang)電(dian)(dian)處(chu)理(li)后(hou)其(qi)(qi)表面(mian)張力變化見表3。

表3 常見塑料包裝材料電(dian)暈放電(dian)處理后表面張力的變(bian)化mN/m

塑(su)料(liao)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)經電暈處(chu)(chu)理后其(qi)表面(mian)極性增大,主要是因為(wei)電暈處(chu)(chu)理的過程中塑(su)料(liao)表面(mian)有羰基等(deng)極性基團生成(各種粒子高速(su)沖擊塑(su)料(liao)表面(mian),空氣中的氧與材料(liao)表面(mian)分子發(fa)生了復雜的化(hua)學反應(ying))。現代科學分析證明,PE材料(liao)表面(mian)經電暈處(chu)(chu)理后,其(qi)表面(mian)含氧量增加。

電(dian)暈(yun)放電(dian)處理的影響(xiang)因素(su)

電(dian)暈放電(dian)處(chu)理(li)(li)塑(su)(su)料包裝材(cai)料的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果影響因(yin)素(su)(su)很復(fu)雜,影響的(de)(de)主要因(yin)素(su)(su)有:電(dian)極與塑(su)(su)料的(de)(de)相(xiang)對位置、輸出(chu)電(dian)流、處(chu)理(li)(li)時間(jian)、環(huan)境(jing)溫度(du)、環(huan)境(jing)濕度(du)、處(chu)理(li)(li)后(hou)存放材(cai)料時間(jian)等。

電(dian)極(ji)與塑料的相(xiang)對位置(zhi)

電極與被處(chu)(chu)理(li)塑料(liao)(liao)包裝材料(liao)(liao)的相對(dui)位置(zhi)決定了電暈與被處(chu)(chu)理(li)材料(liao)(liao)的接觸程度(du)大小。電暈放電產(chan)生(sheng)電暈的類型有膜(mo)狀(zhuang)電暈、火花電暈、梳(shu)狀(zhuang)電暈等(deng),對(dui)塑料(liao)(liao)材料(liao)(liao)進行電暈處(chu)(chu)理(li)的電暈一般以梳(shu)狀(zhuang)電暈較好。

當電(dian)極(ji)(ji)與(yu)被(bei)處(chu)理(li)(li)塑料(liao)相距過(guo)大,電(dian)暈(yun)不(bu)能(neng)充分沖擊塑料(liao),處(chu)理(li)(li)效(xiao)果(guo)差,當電(dian)極(ji)(ji)與(yu)被(bei)處(chu)理(li)(li)塑料(liao)相距過(guo)近,沖擊粒(li)子未被(bei)充分加速(su),處(chu)理(li)(li)效(xiao)果(guo)也不(bu)理(li)(li)想。故電(dian)極(ji)(ji)與(yu)被(bei)處(chu)理(li)(li)塑料(liao)包裝(zhuang)材料(liao)間有一最佳(jia)距離(li),且不(bu)同(tong)類型(xing)的電(dian)暈(yun)處(chu)理(li)(li)裝(zhuang)置最佳(jia)距離(li)不(bu)同(tong)。對于(yu)梳(shu)狀(zhuang)電(dian)暈(yun)一般(ban)3～5mm為宜(yi)。

輸出電流的大(da)小(xiao)

電(dian)(dian)暈(yun)處(chu)理(li)時(shi)輸(shu)出電(dian)(dian)流大小對處(chu)理(li)的(de)效(xiao)果(guo)影響很(hen)大,當輸(shu)出電(dian)(dian)流過低時(shi),電(dian)(dian)暈(yun)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)差,當輸(shu)出電(dian)(dian)流達(da)到某臨(lin)界值后,電(dian)(dian)暈(yun)處(chu)理(li)的(de)效(xiao)果(guo)增加不多(duo),即(ji)對某種(zhong)塑料包裝材(cai)料進行電(dian)(dian)暈(yun)處(chu)理(li)時(shi)有一最佳輸(shu)出電(dian)(dian)流。

處理時間

塑(su)(su)料(liao)包裝材(cai)料(liao)電暈處(chu)理時間愈長,處(chu)理效果愈好,但處(chu)理時間過(guo)長會(hui)導(dao)致處(chu)理過(guo)度,塑(su)(su)料(liao)會(hui)產生異味,對(dui)于(yu)(yu)薄膜制(zhi)品則還(huan)會(hui)發生粘連,若塑(su)(su)料(liao)中含有(you)某些助(zhu)劑,有(you)時由于(yu)(yu)過(guo)度處(chu)理而(er)導(dao)致助(zhu)劑向表面(mian)遷移(yi),影響透明度。故處(chu)理的時間不能(neng)過(guo)長,以不影響產品質(zhi)量(liang)為(wei)度。

環境條件

電(dian)暈(yun)處理(li)(li)(li)包裝材(cai)料(liao)時的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)、濕度(du)(du)(du)對處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)有較大的(de)(de)(de)(de)影響,環(huan)境(jing)(jing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高,處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)好(hao),如處理(li)(li)(li)熱膜比(bi)處理(li)(li)(li)冷(leng)膜的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)好(hao)得多(duo)。原因(yin)是(shi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高時,發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)化學反(fan)應快(kuai),反(fan)應的(de)(de)(de)(de)程度(du)(du)(du)也大,但處理(li)(li)(li)后(hou)產(chan)品存放(fang)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高,電(dian)暈(yun)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)消退(tui)也快(kuai),這(zhe)在生(sheng)產(chan)中要予以注意(yi)。環(huan)境(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)濕度(du)(du)(du)大,電(dian)暈(yun)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)會變差,這(zhe)可能是(shi)空氣中的(de)(de)(de)(de)水(shui)分子(zi)捕(bu)捉了部分由電(dian)暈(yun)使空氣電(dian)離(li)而產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)各(ge)種粒(li)子(zi),使對塑料(liao)包裝材(cai)料(liao)進行(xing)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)電(dian)暈(yun)粒(li)子(zi)能量減少,從而影響了處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。

處理后存放的(de)時間

對(dui)塑(su)料(liao)包裝(zhuang)材料(liao)進行電(dian)暈處(chu)理(li)后,隨(sui)著(zhu)存放時間(jian)的(de)增(zeng)長,處(chu)理(li)的(de)效果(guo)會下降,原(yuan)因可能是因為隨(sui)著(zhu)存放時間(jian)的(de)增(zeng)長電(dian)暈處(chu)理(li)所產(chan)生的(de)極性(xing)基團向塑(su)料(liao)內部遷移的(de)結(jie)果(guo)。所以,經電(dian)暈處(chu)理(li)后的(de)塑(su)料(liao)包裝(zhuang)材料(liao)必須盡快地進行印(yin)刷或粘接,以保證后處(chu)理(li)的(de)效果(guo)。

火焰處理

火焰處(chu)理(li)是(shi)用燃燒(shao)可燃氣體產生(sheng)的火焰與被處(chu)理(li)的塑料表面相接(jie)觸,從(cong)而(er)使被處(chu)理(li)塑料材料表面粗化(hua)(hua)(結晶(jing)型塑料產生(sheng)晶(jing)體)并發(fa)生(sheng)復雜的化(hua)(hua)學反應,使表面產生(sheng)極性基(ji)團(羰基(ji))從(cong)而(er)改變(bian)表面性能的方法(fa)。

火焰處(chu)理(li)裝置及原理(li)

火(huo)焰(yan)處(chu)(chu)理裝(zhuang)置比較(jiao)簡單,國(guo)內尚無定型的(de)(de)專用設(she)備(bei)(國(guo)外已有專用設(she)備(bei)),可根據處(chu)(chu)理產(chan)品的(de)(de)類型進行自制,主(zhu)要部分(fen)為供氣(qi)裝(zhuang)置與(yu)燃燒噴(pen)(pen)口,燃燒噴(pen)(pen)口要保(bao)證燃氣(qi)充(chong)分(fen)燃燒且(qie)能夠調節火(huo)焰(yan)大小(xiao)。對塑料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)膜(片)進行火(huo)焰(yan)處(chu)(chu)理時(shi),需將膜緊貼(tie)在冷卻的(de)(de)金屬輥筒上,以防止(zhi)處(chu)(chu)理時(shi)塑料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)(liao)發生(sheng)軟化(hua)(hua)變形甚至熔化(hua)(hua)。當處(chu)(chu)理塑料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)容器(qi)時(shi),要求能對容器(qi)四(si)周進行均勻的(de)(de)火(huo)焰(yan)處(chu)(chu)理。火(huo)焰(yan)處(chu)(chu)理的(de)(de)原(yuan)理是:在高溫下使塑料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)(liao)表(biao)面的(de)(de)大分(fen)子發生(sheng)氧化(hua)(hua)反應產(chan)生(sheng)極性(xing)基團,另外還對表(biao)面分(fen)子聚集的(de)(de)結(jie)構形態產(chan)生(sheng)影響(xiang),如結(jie)晶性(xing)塑料(liao)(liao)(liao)(liao)表(biao)面球晶尺寸(cun)增(zeng)大,從(cong)而增(zeng)大了塑料(liao)(liao)(liao)(liao)包(bao)裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)表(biao)面粗糙度和表(biao)面極性(xing),達到提高印刷質(zhi)量(liang)和粘接強度的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

影響火焰處理效(xiao)果的主要因素

影響火(huo)焰處理(li)效(xiao)果的主要(yao)因(yin)素:混合氣體的比例、處理(li)的時間、火(huo)焰與塑料的相對位(wei)置(zhi)等(deng)。

混(hun)合(he)氣的(de)比例

用于對塑料(liao)包裝材(cai)料(liao)進行火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理的(de)主要燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)有煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、天(tian)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、液(ye)化(hua)石油汽(qi)等(deng),這些燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)燃(ran)燒(shao)是否完全與產生(sheng)的(de)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)溫(wen)度(du)(du)高低與混(hun)合比(bi)例關系很大(da)。如使用煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)比(bi)例為(wei)(wei)1∶1時(shi)(shi)(shi),則產生(sheng)的(de)溫(wen)度(du)(du)低于1000℃,處(chu)理效果(guo)不理想;若改為(wei)(wei)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)∶空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)∶氫氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)(wei)3∶5∶1時(shi)(shi)(shi),則火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)溫(wen)度(du)(du)可高于1000℃,火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理的(de)效果(guo)要好些。對于天(tian)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),天(tian)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)∶空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)(wei)1∶1時(shi)(shi)(shi),燃(ran)燒(shao)產生(sheng)的(de)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)對塑料(liao)包裝材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)處(chu)理的(de)效果(guo)較(jiao)好。如用液(ye)化(hua)石油氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)作為(wei)(wei)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),則要求該燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)充分燃(ran)燒(shao),火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)呈青藍(lan)色時(shi)(shi)(shi)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)溫(wen)度(du)(du)較(jiao)高,處(chu)理效果(guo)較(jiao)為(wei)(wei)理想。

處理時間(jian)

火焰處理(li)時間(jian)(jian)長則表面改性(xing)效果好,但處理(li)時間(jian)(jian)不能過長,否則塑(su)料受熱時間(jian)(jian)過長,塑(su)料會出現熔(rong)(rong)化(hua)、變形、分解等現象,特別(bie)是處理(li)塑(su)料薄(bo)膜類包裝(zhuang)材料時,一般(ban)要求對著(zhu)火焰的(de)時間(jian)(jian)需控制在最短(duan)限度內,以保證材料不熔(rong)(rong)化(hua)、不燒焦。

火焰與塑料(liao)的相對位置(zhi)

火(huo)焰(yan)(yan)與被(bei)處(chu)理(li)(li)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)距離過(guo)遠或過(guo)近(jin),處(chu)理(li)(li)的(de)(de)效(xiao)果均不理(li)(li)想,因為塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)離火(huo)焰(yan)(yan)過(guo)遠或過(guo)近(jin)都不是以(yi)(yi)最高(gao)(gao)火(huo)焰(yan)(yan)溫(wen)度對塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)進行處(chu)理(li)(li)。一般(ban)要求讓塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)與火(huo)焰(yan)(yan)的(de)(de)最高(gao)(gao)溫(wen)度處(chu)進行接觸(chu)以(yi)(yi)提高(gao)(gao)火(huo)焰(yan)(yan)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)效(xiao)果。故要將被(bei)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)與“氧化焰(yan)(yan)”的(de)(de)中部(bu)相接觸(chu),以(yi)(yi)期得到最好的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效(xiao)果。

這(zhe)是(shi)因為“氧化焰”不(bu)但溫度最高,而(er)且還具有(you)一(yi)定的氧化性(xing)(xing)(xing),能使塑料(liao)表面的大分子(zi)發生氧化反(fan)應(ying)而(er)產生極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)團,提高塑料(liao)表面活性(xing)(xing)(xing)以利于提高印刷、粘接質(zhi)量。

雖然對塑(su)料包裝材(cai)料表(biao)面改性的(de)方法很多,如表(biao)面接(jie)枝(zhi)、臭氧(yang)處(chu)理(li)(li)(li)(li)、化學藥品處(chu)理(li)(li)(li)(li)、紫外線照射處(chu)理(li)(li)(li)(li)等,就塑(su)料表(biao)面處(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)業實用性來說,現仍是以(yi)電暈放電處(chu)理(li)(li)(li)(li)及火焰處(chu)理(li)(li)(li)(li)為(wei)主要方法。它們在工(gong)業生產上應用最廣(guang)泛。這兩種方法不但處(chu)理(li)(li)(li)(li)技術較(jiao)(jiao)為(wei)簡單,而(er)且處(chu)理(li)(li)(li)(li)效果也(ye)較(jiao)(jiao)好(hao),但影響處(chu)理(li)(li)(li)(li)效果的(de)因素較(jiao)(jiao)為(wei)復(fu)雜,了解與掌握其原理(li)(li)(li)(li)及影響因素是保證處(chu)理(li)(li)(li)(li)效果的(de)關鍵。

標簽：