等離子表面處理技術在糊盒糊箱工藝上的應用

低溫等離子體中粒子的能量一般約為幾個至十幾電子伏特,大于聚合物材料的結合鍵能(幾個至十幾電子伏特),完全可以破裂有機大分子的化學鍵而形成新鍵;但遠低于高能放射性射線,只涉及材料表面,不影響基體的性能。處于非熱力學平衡狀態下的低溫等離子體中,電子具有較高的能量,可以斷裂材料表面分子的化學鍵,提高粒子的化學反應活性(大于熱等離子體),而中性粒子的溫度接近室溫,這些優點為熱敏性高分子聚合物表面改性提供了適宜的條件。通過低溫等離子體表面處理,材料表面發生多種的物理、化學變化,或產生刻蝕而粗糙,或形成致密的交聯層,或引入含氧極性基團,使親水性、粘結性、可染色性、生物相容性及電性能分別得到改善。在適宜的工藝條件下處理材料表面,使材料的表面形態發生了顯著變化,引入了多種含氧基團,使表面由非極性、難粘性轉為有一定極性、易粘性和親水性,有利于粘結、涂覆和印刷。

目前各種薄膜的生產已經普遍采用電暈處理的方法來解決表面親和性的問題。但由于電暈只能在兩個相鄰的平行電極間進行,且距離不能過大,所以電暈處理的方法不適合用來處理三維物體的表面極化問題。如果用火焰法來處理,其弱點是所有聚合物都是易燃和熔點低。當有機材料置于高溫火焰下時,會因受高溫的處理而變形、變色、表面粗糙、燃燒和散發出有毒氣體。且處理工藝難以掌握。

等離子表面處理工藝為最佳方案。在高壓和地電極兩端施加交流高頻高壓,使兩電極間的氣體產生電離而形成等離子區。等離子在氣流的推動下到達被處理物體的表面而實現對物體表面進行改性的目的。由于射流型大氣低溫等離子表面處理機噴射出的低溫等離子體炬為中性粒子不帶電,因此,可以處理一下材料:

★帶有OPP,PP,PE覆膜的紙板

★帶有PET覆膜的紙板

★帶有金屬鍍層的紙板

★帶有UV涂層的紙板(UV油固化后本身不能脫層)

★浸漬紙板

★PET,PP等透明塑料片材

等離子表面處理在印刷包裝工藝上的具體應用

在現在的印刷包裝工藝中,為保證印刷品在流通中不被蹭花,為了提高防水功能,或提高產品檔次等,在印刷品表面都會做一層保護,有的上一層光油,有的復一層膜等。上光工藝中UV上光相對較復雜一些,出現的問題可能更多一點,目前來說,因UV油與紙張的親和力較差,而造成在糊盒或糊箱時經常會出現開膠的現象,而復膜后,因膜的表面張力及表面能會在不同的條件下有不同的值,大小忽異,再加上不同品牌的膠水所表現出的粘接性能不同,也經常會出現開膠現象,而一旦產品交到客戶手上再開膠,就會有被罰款的可能,這些都令各廠家較煩惱,有的客戶為了盡量減少出現以上情況,不惜加大成本盡量采購進口或國產高檔糊盒膠水,但如果對化學品的保管不當,或其他原因,有時還是會出現開膠現象。

傳統工藝中,為了有效對付開膠現象,各糊盒機廠家在自己的各型糊盒機上均配備了磨邊機,將糊口部分上了UV光的糊舌進行打磨,有效解決了開膠的問題。而復膜的產品無法用磨輪進行打磨,則采用打刀齒線的方法,或在復膜時讓開糊口位置(較大尺寸產品實用,小包裝產品也無法使用此方法),再配合高品質的膠水,也較有效,但不是最佳方法。在糊盒糊箱時打磨糊口雖然能較有效地解決粘接問題,但下面問題依然存在:1.打磨時被磨去的紙毛紙粉一部分會對機器周邊的環境造成污染,加大機器設備的磨損;2.因磨輪運動的線速度方向與產品運行方向相反,勢必對一些產品的運行速度產生影響,降低工作效率;3.雖然將涂層磨去,但磨去的只是UV涂層和少量的紙張表面涂層,對于高檔的藥盒和化妝品盒等產品,一般廠家也不敢輕易采用普通膠水來粘盒,這樣,糊盒成本不會太低。

復膜開膠的情況相對UV產品來說要好一點,但復膜讓糊口的方法對小盒產品無法使用,打刀齒線也會出現工藝問題,增加刀版成本等。

而等離子表面處理技術很好地解決了以上所出現的矛盾,既不用對產品表面做打磨或打齒線,有條件時還可以使用較低成本的膠水,能有效解決了傳統糊盒工藝中的幾大問題:一、紙粉紙毛對環境及設備的影響;二、打磨影響工作效率、三、產品會開膠;四、糊盒成本較高。

人們都知道,其實影響覆膜產品糊盒糊箱時最大的障礙,是因為粘接時膜的表面達因值很低,這是為什么呢芽因塑料廠對薄膜出廠前表面所做的處理主要是電暈處理和靜電處理,而電暈處理裝置的電暈處理能力有限,所以薄膜在出廠前的最高達因值一般不超過42達因,且電暈處理只是使膜的表面發生物理變化,而這種變化是可以隨著時間延長而變化的(達因值降低),因而實際薄膜到印刷廠真正使用時,薄膜表面的達因值有可能降低到40達因以下甚至還低,還有重要的一點,除非印刷廠告訴薄膜供應商,他需要的是雙面電暈處理的薄膜,否則一般情況下印刷廠所拿到的都是單面處理的膜,這樣在薄膜覆在紙張上后表面的達因值就更低了,而在線利用等離子表面處理薄膜表面后,根據處理速度的不同達因值可相應提高到45-60達因,這樣加上等離子的清潔功能、化學破壞分子鍵功能以及除靜電功能使得糊口容易粘牢。