|
يمتلك البلاستيك سلاسل جزيئية متجانسة طويلة تشكل منتجات
منتظمة وقوية. وحتى تتم عمليات الطباعة و التغطية و الدمج للمواد
البلاستيكية يجب أن تكون طاقة السطح أعلى من طاقة الحبر و الغراء
السطحية.وخلال عملية المعالجة بالكورونا يتم تسريع الالكترونات باتجاه
السطح البلاستيكي مما يؤدي إلى تحطيم السلاسل الطويلة وينتج عنه زيادة في
عدد الروابط الكيميائية الحرة في مجموعات الكاربونيل كما ينتج طاقة سطحية
عالية مع ذرات من غاز الأوزون يتم تشكيلها أثناء التفريغ الكهربائي. ويجب
سحب الأوزون المتكون أثناء عملية المعالجة من محيط العمل لأسباب صحية وبسبب
عوامل الأمان.
وتعتبر شحنة الكورونا الكهربائية هي أسلوب المعالجة الأمثل
لمعالجة الأفلام البلاستيكية و الكابلات و الأنابيب. كما أنه من السهل
التحكم بالكورونا و تتطلب القليل من أعمال الصيانة و النظام بحد ذاته غير
مكلف.
وصف الكورون
الكورونا هي غاز متأين (مشرد) ينشأ من عملية تفريغ لطاقة
ذات جهد عالي وتردد عالي عبر الكترود معدني . ويكون هذا الالكترود متوضعا
فوق اسطوانة مؤرضة (مفرغة كهربائيا). وتكون المسافة بين الالكترود و
الاسطوانة حوالي 0.06 إنش . وهذا البعد هو مسافة الفجوة الهوائية التي
تتكون ضمنها الكورونا.
الداين \ سنتمتر مربع
مستوى الداين هو واحدة القياس المستخدمة لتحديد طاقة السطح
في الأفلام والصفائح الرقيقة. أغلب أفلام البولي أوليفين تملك مستويات داين
منخفضة أي 20 – 30 . وحتى تصبح هذه الأفلام قابلة للعمليات التحويلية يجب
أن يكون الشد السطحي فيها بين 37 – 45 . وبالتالي تستخدم المعالجة
بالكورونا لزيادة مستوى الداين.
قابلية التبلل
المواد البلاستيكية منخفضة الطاقة مثل البولي بروبيلين (PP)
و البولي إتيلين (PE) والتفلون (PTFE) هي مواد بلاستيكية غير لصوقة. هذه
البنية الجزيئية خمولة و غير فعالة وبالتالي تدعى هذه البوليمرات ببوليمرات
ذات طاقة سطحية منخفضة , ويمتلك البولي اتيلين والبولي بروبيلين غير
المعالجين طاقة سطحية منخفضة (30-32 داين \ سم مربع) , وتعتبر الطريقة
الأكثر شيوعا لقياس الطاقة السطحية هي قياس زاوية تلامس قطرة من الماء مع
السطح حيث أن زاوية التلامس بين الجسم الصلب و السائل هي الزاوية بين السطح
الصلب و بين المستوي المماس لسطح السائل عند نقطة التلاقي. عندما تكون
زاوية التلامس أكبر من 90 درجة فهذا يدل على أن السائل (الحبر أو المادة
اللاصقة) لم يبلل السطح. وبالعكس فإذا كانت زاوية التلامس أقل من 90 درجة
فهذا يعني أن السائل يبلل السطح وإذا اقتربت الزاوية من الصفر فإن السطح
يكون مبللا تماما بالسائل
عند استخدام تقنية المعالجة بالكورونا فإن مستوى طاقة السطح
يتجاوز 42 داين \ سم مربع. وبشكل مثالي فإن طاقة السطح للمواد البلاستيكية
يجب أن تكون أكبر من 7 – 10 داين \سم مربع من قوة الشد السطحي (التوتر
السطحي) للمحلول أو السائل. أي أن حبر الطباعة الذي يمتلك قوة شد سطحية
مساوية ل30 داين \ سم مربع لن يقوم بالتبليل بشكل كافي أو يرتبط مع المادة
التي تمتلك طاقة سطحية أقل من 37 – 10 داين \ سم مربع.
أسلوب عمل تقنية المعالجة بالكورون
يتألف نظام المعالجة بالكورونا من جزئين رئيسيين : مزود الطاقة و محطة المعالجة.
يستقبل مزود الطاقة التيار الكهربائي ذو التردد 50\60 هرتز
والشدة 230\460 فولط و يحوله إلى تيار ذو طور وحيد ذو تردد أعلى يصل إلى 10
– 30 كيلو هرتز وجهد يصل حتى 10 كيلو فولط وينقله إلى محطة المعالجة وعادة
يتم تقدير مزودات الطاقة بالكيلو واط وتتراوح بين 500 واط حتى 30 كيلو واط
وذلك حسب التطبيق المستخدم.
محطة المعالجة تقوم بنقل التيار إلى سطح المواد المعرضة
للمعالجة خلال الفجوة الهوائية عن طريق زوج من الالكترودات من خلال فرق
كمون مرتفع و اسطوانة مؤرضة (مفرغة كهربائيا) والتي تقوم بدعم المواد أثناء
العمل . يجب أن يكون الوجه المقابل للالكترود ذو الجهد العالي هو الوجه
الوحيد الذي تزداد قوة الشد السطحية فيه.
مبدأ المعالجة بالكورونا
تقوم طاقة الكورونا بتحطيم الروابط الجزيئية على سطح
الأفلام غير المستقطبة. تعود هذه الروابط المحطمة إلى التركيب مع جذور حرة
في وسط الكورونا لتشكل مجموعات قطبية إضافية على سطح الفيلم. هذه المجموعات
القطبية لديها ميول كيميائية قوية للارتباط بالأحبار والمواد اللاصقة
القطبية مما يزيد ويحسن من إمكانية الالتصاق والتماسك . وبشكل مشابه فإن
السطح المستقطب ينتج عنه زيادة في طاقة السطح تؤدي إلى تحسين قابلية
التبلل.
تأثير الكورونا على سطح الأفلام التي تتم عليها عمليات التحويل
تقوم الكورونا تشكيل بنية ذات وزن جزيئي منخفض على سطوح
الأفلام وتقوم بأكسدة السطح وتقوم بتشكيل وجهين سلبي وإيجابي عن طريق نزع و
إضافة الاكترونات.
تقوم الكورونا بزيادة الطاقة السطحية للأفلام البلاستيكية،
الطبقات الرقيقة، الورق، والمواد البوليمرية وذلك بغرض زيادة قابلية التبلل
و الالتصاق للأحبار و مواد التغطية والدمج واللواصق.
يفضل أن تتم المعالجة في نفس الوقت مع الاكسترودر و أثناء العمل قبل العمليات التحويلية.
تزيد المعالجة بالكورونا من جودة المنتجات ومن الطاقة
الإنتاجية وذك من خلال تحسين جودة الطباعة و تسريعها بالإضافة إلى التقليل
من التوالف و الهدر.
الحاجة إلى تقنية المعالجة بالكورون
تعتبر المواد والأفلام البوليمرية خاملة كيميائيا و ذات
أسطح غير مسامية وقوة شد سطحي منخفضة مما يجعل عديمة التقبل للروابط مع
الأفلام و أحبار الطباعة و المواد اللاصقة و مواد التغطية.
بينما تظهر الأفلام البوليمرية التي تتم معالجتها مسبقا
أثناء إنتاجها قوة سطحية كبيرة والتي تعتبر أمرا هاما جدا في جودة عمليات
الطباعة والتغطية والدمج واللصق.
أما الأفلام التي لا تتم معالجتها أثناء الإنتاج فربما لا
تتقبل عمليات الطباعة والتغطية والدمج بشكل جيد. والعكس ليس بأمر صحيح
دائما فحتى بعض الأفلام التي تتم معالجتها أثناء الإنتاج لا تضمن أن تتم
عليها هذه العمليات بشكل سهل مستقبلا حسب نوع مادة الفلم.
كل نوع من الأفلام لديه طاقة سطحية خاصة به (مستوى داين)
ويمكن زيادتها من خلال المعالجة بالكورونا أثناء عملية الإنتاج ومستوى
المعالجة هذا ينخفض مع الوقت. وبالتالي يمكن أن تتم العمليات على الفيلم
مباشرة بعد الإنتاج أما إذا تأخرت لمدة أيام أو أسابيع بعد المعالجة فإن
الأفلام ستفقد الطاقة السطحية الكافية وتصبح غير قابلة للطباعة أو التغطية.
بما أنه من المستحيل ضمان استلام الأفلام التي ستخضع
لعمليات التحويل خلال حدود المدة الزمنية الكافية فمن الضروري أن تتم إعادة
المعالجة أثناء الإنتاج. ومن الضروري ملاحظة أن المعالجة أثناء العمل لا
تغني عن المعالجة الأساسية عند تصنيع الأفلام. وفعليا نجد أن بعض الأفلام
وخاصة البولي أوليفينات (البولي إثيلين و البولي بوربيلين) عادة غير قابلة
للمعالجة عندما يتم العمل عليها بعد إنتاجها.
للتأكد من الجودة الثابتة يجب استخدام أفلام تمت معالجتها خلال وقت الإنتاج و تعاد معالجتها أثناء العمل مباشرة.
يكون نظام المعالجة بالكورونا في معدات نفخ الأفلام عادة في
قمة البرج ولكن ليس دائما.وبعض الأنظمة تقوم بتطبيق المعالجة في منتصف
البرج أو عند القاعدة.
هناك أقلام حبرية خاصة لفحص الأفلام إن كانت معالجة بالكورونا و أن صلاحيتها لا تزال موجودة للطباعة .
وبشكل مشابه يمكن أن يتم تضمين نظام المعالجة بالكورونا ضمن خط الإنتاج في خط إنتاج الصفائح عن طريق البثق.
|