CN109532064A - 低温等离子体卷材薄膜处理设备及其操作方法和片材机 - Google Patents

低温等离子体卷材薄膜处理设备及其操作方法和片材机 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低温等离子体卷材薄膜处理设备，低温等离子放电部件位于等离子处理基台的内部，低温等离子体放电部件，安装与第一端板和第二端板之间，低温等离子放电部件内设有低温等离子体放电电极模组，低温等离子体放电电极模组的下方设置放电辊，低温等离子体放电电极模组使放电辊产生低温等离子体放电区，设有两个传动辊，一个设置在放电辊的前端，一个设置在放电辊的后端。本发明还提供了低温等离子体卷材薄膜处理设备的操作方法。还提供了一种片材机。本发明提供低温等离子体卷材薄膜处理设备通过等离子体对塑料薄膜表面处理后，处理效果高，均匀性好，温度低，并能够在材料表面形成活性分子，并且外观不受影响，无污染。

Description

低温等离子体卷材薄膜处理设备及其操作方法和片材机
技术领域
本发明属于等离子技术领域，涉及了一种低温等离子体卷材薄膜处理设备及其操作方法和片材机。
背景技术
等离子体是一种高能量的物质聚集态，其中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子、光子和自由基等活性粒子。利用等离子体对材料进行处理可引起材料表面的物理变化（如刻蚀、解吸、溅射、注入、激发和电离等）和化学变化（如氧化、分解、交联、聚合和接枝等），以达到改变材料表面特性（包括亲水性、疏水性、粘合性、阻燃性、防腐性、防静电性以及生物适应性）的目的。低温等离子体的电子能量一般约为几个到几十个电子伏特，高于聚合物中常见的化学键能。因此，等离子体可以有足够的能量引起聚合物内的各种化学键发生断裂或重组。表现在大分子的降解，材料表面和外来气体、单体在等离子体作用下发生反应。近年来，等离子体表面改性技术在材料改性上的应用已成为等离子体技术的一个研究热点。低温等离子处理分为等离子体聚合和等离子体表面处理。等离子体聚合是利用放电把有机类气态单体等离子体化，使其产生各类活性物质，由这些活性物质之间或活性物质与单体之问进行加成反应形成聚合物。而等离子体表面处理是利用非聚合性无机气体(Ar2、N2、H2、O2等)的等离子体进行表面反应，通过表面反应在表面引入特定官能团，产生表面侵蚀，形成交联结构层或生成表面自由基，在经等离子体活化而成的表面自由基位置，能进一步反应产生特定官能团，如氢过氧化物。较为普遍的是在高分子材料表面导人含氧官能团。如-OH、-OOH等。还有在材料表面引入了胺基。在材料表面生成自由基或引入官能团后，就可与其他高分子单体反应进行接枝(即材料表面形成的自由基或官能团引发单体分子与之发生作用)或聚合，或直接在材料表面固定生物活性分子。在低温等离子体中由于存在离子和自由电子、自由基，其提供了常规化学反应器中所没有的化学反应条件，既能使原气体中的分子分解，又可以使许多有机物单体产生聚合反应。
薄膜在包装领域的应用最为广泛。塑料薄膜可用于食品包装、电器产品包装、日用品包装、服装包装等等。它们有一个共同点，就是对塑料薄膜都要进行彩色印刷，而作为食品包装还要进行多层复合或真空镀铝等工艺操作。因此，要求塑料薄膜表面自由能要高、湿张力要大，以有利于印刷油墨、粘合剂或镀铝层与塑料薄膜的牢固粘合；在塑料薄膜生产卷取和高速包装过程中，则要求薄膜表面有一定的摩擦性能防止薄膜粘连或打滑；在用于电器、电子产品等包装时，则要求薄膜具有一定的防静电性能等等。所以，塑料薄膜一般都要进行表面处理。
塑料薄膜的表面张力取决于塑料薄膜表面自由能大小，而薄膜表面能又取决于薄膜材料本身的分子结构。多数塑料薄膜如聚烯烃薄膜(LDPE、HDPE、LLDPE、PP)属非极性聚合物，其表面自由能小，表面湿张力较低，一般为30达因/厘米左右。理论上讲，若物体的表面张力低于33达因/厘米，普通的油墨或粘合剂就无法附着牢固，因此必须对其表面处理。聚酯类(PET、PBT、PEN、PETG)是属于极性高分子，其表面自由能较高，表面湿张力在40达因/厘米以上。但是对于高速彩色印刷或为增加真空镀铝层与BOPET薄膜表面之间的结合力，也还需要对BOPET薄膜进行表面处理，以进一步提高其表面湿张力。
塑料薄膜表面处理的方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法、涂层法等，其中最常采用的是电晕处理法。电晕放电的表面改性技术对于材料表面改性的效果不理想，稳定性低，薄膜易被击穿，处理效果均匀性差等问题。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
现有的塑料薄膜表面处理的方法对于材料表面改性的效果不理想，稳定性低，薄膜易被击穿，处理效果均匀性差。
2、技术方案：
本发明提供了一种低温等离子体卷材薄膜处理设备，包括等离子处理基台和低温等离子放电部件，所述的低温等离子放电部件位于等离子处理基台的内部，所述的等离处理基台的左边设有第一端板，右侧设有第二端板，所述低温等离子体放电部件，安装与第一端板和第二端板之间，所述的低温等离子放电部件内设有低温等离子体放电电极模组，所述的低温等离子体放电电极模组的下方设置放电辊，所述的低温等离子体放电电极模组使放电辊产生低温等离子体放电区，设有两个传动辊，一个设置在放电辊的前端，一个设置在放电辊的后端。
所述低温等离子体放电电极模组由5根刚玉陶瓷电极管以放电辊的为圆心圆周角度均布组合而成。
所述的低温等离子体放电电极模组外设有一导风罩。
所述的放电辊采用为金属辊，且表面覆盖高硅橡胶介质或氟橡胶介质。
所述的低温等离子体放电电极模组通过上端电极高度角度调节器与盖板固定连接，安装在矩形横梁，所述的上端电极高度角度调节器的结构为：由气缸下固定板连接气缸固定于下墙板，气缸上固定板连接气缸固定于上墙板，通过气源压力促使气缸上下运动，形成等离子放电模块上下运动。
还包括控制配电柜，所述的控制配电柜中设置低温等离子电源和触摸屏控制板，所述的低温等离电源和所述的低温等离子体放电电极模组连接。
还包括设置在等离子处理基站上方的排风口，所述的的排风口通过PVC管路，与低温等离子体放电部件相通，还包括高压风机，所述的高压风机通过排风口抽风。
本发明还提供了低温等离子体卷材薄膜处理设备的操作方法，包括以下步骤：步骤一、通过气缸升降低温等离子体放电电极模组，根据卷材薄膜的厚度，调整对应的低温等离子体放电电极模组高度，将卷材薄膜穿过低温等离子体放电电极模组与放电辊之间；步骤二、开启总电源开关，开启低温等离子体电源，通过操控触摸屏设置开合停辊响应时间等参数。开启启动开关；步骤三、卷材薄膜运动，低温等离子体区域放电；步骤四、按下停止按钮，停止工作；步骤五、步骤四中产生的臭氧和热能经集风排臭氧部件排到室外。
本发明还提供了一种片材机，包括片材机本体和机台，所述的片材机本体设置在机台上，所述的机台，片材机本体的两侧各设一个所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，所述的片材机两侧的卷材薄膜通过对应的所述的的低温等离子体处理，经过传动辊传到压合辊处压合，然后进入到位于压合辊下方的烘箱14。
所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备对称的设置在片材机本体两侧。
3、有益效果：
本发明提供的低温等离子体卷材薄膜处理设备通过等离子体对塑料薄膜表面处理后，处理效果高，均匀性好，温度低，并能够在材料表面形成活性分子，并且外观不受影响，无污染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的低温等离子体放电电极模组、放电棍、传动辊的位置示意图。
图3为本发明的气缸的位置示意图。
图4为本发明的控制配电柜的结构示意图。
图5为片材机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种低温等离子体卷材薄膜处理设备，包括等离子处理基台8和低温等离子放电部件，所述的低温等离子放电部件位于等离子处理基台8的内部，所述的等离处理基台8的左边设有第一端板9，右侧设有第二端板10，所述低温等离子体放电部件，安装与第一端板9和第二端板10之间，所述的低温等离子放电部件内设有低温等离子体放电电极模组1，所述的低温等离子体放电电极模组1的下方设置放电辊2。
设有一传动辊6安装位置于放电辊的前端，其作用是薄膜从前端设备到本处理设备的过渡，并保证薄膜在放电辊上的包角。所述的低温等离子体放电电极模组1，安装与两端板之间。由低温等离子体电源15通过低温等离子体放电电极模组1，对放电辊产生低温等离子体放电区16。
所述低温等离子体放电电极模组安装在两端板之间的低温等离子体放电部件内。由低温等离子体放电模块通过上端电极高度角度调节器与盖板固定连接，安装在矩形横梁，并固定在两端板之间。，所述低温等离子体放电模块是由5根直径25的刚玉陶瓷电极管圆周角度均布组合而成。
为了更好的效果，所述低温等离子体放电电极模组1由5根刚玉陶瓷电极管以放电辊2的为圆心圆周角度均布组合而成。这样的结构使放电区的面积大，处理效果更高，更稳定。
所述的低温等离子体放电电极模组1外设有一导风罩17。起到保护和防辐射的作用，提高作业的安全性。
同样为了更好的效果，所述的放电辊2采用为金属辊，且表面覆盖高硅橡胶介质或氟橡胶介质。
为了适应各种卷帘薄膜，所述的低温等离子体放电电极模组1通过上端电极高度角度调节器与盖板固定连接，安装在矩形横梁，所述的上端电极高度角度调节器的结构如图3所示：由气缸下固定板连接气缸5固定于下墙板，气缸上固定板连接气缸5固定于上墙板，通过气源压力促使气缸5上下运动，形成等离子放电模块2上下运动。
还包括控制配电柜11，如图4所示，所述的控制配电柜11中设置低温等离子电源10和触摸屏控制板11，所述的低温等离电源10和所述的低温等离子体放电电极模组1连接。
还包括设置在等离子处理基站8上方的排风口4，所述的的排风口通过PVC管路，与低温等离子体放电部件相通，还包括高压风机，所述的高压风机通过排风口抽风。所述排风口，通过高压风机向处理基站外部抽风，排出柜体内反应产生的臭氧并进一步通过金属管和排气管对电极进行外部冷却；通过干旋风机对等离子体放电模块向外部抽风，通过钢丝软管对电极进行内部冷却。
本发明还提供了低温等离子体卷材薄膜处理设备的操作方法，包括以下步骤：步骤一、通过气缸5升降低温等离子体放电电极模组，根据卷材薄膜的厚度，调整对应的低温等离子体放电电极模组1高度，将卷材薄膜穿过低温等离子体放电电极模组1与放电辊2之间；步骤二、开启总电源开关，开启低温等离子体电源10，通过操控触摸屏设置开合停辊响应时间等参数。开启启动开关；步骤三、卷材薄膜运动，低温等离子体区域放电；步骤四、按下停止按钮，停止工作；步骤五、步骤四中产生的臭氧和热能经集风排臭氧部件排到室外。
本发明还提供了一种片材机，如图5所示，包括片材机本体3和机台12，所述的片材机本体3设置在机台12上，所述的机台12，片材机本体3的两侧各设一个所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，所述的片材机3两侧的卷材薄膜通过对应的所述的的低温等离子体处理，经过传动辊6传到压合辊13处压合，然后进入到位于压合辊13下方的烘箱14。
经过所述低温等离子体卷材薄膜处理设备处理后的卷材薄膜进入到片材机，粘结牢靠。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种低温等离子体卷材薄膜处理设备，包括等离子处理基台（8）和低温等离子放电部件，所述的低温等离子放电部件位于等离子处理基台（8）的内部，其特征在于：所述的等离处理基台（8）的左边设有第一端板（9），右侧设有第二端板（10），所述低温等离子体放电部件，安装与第一端板（9）和第二端板（10）之间，所述的低温等离子放电部件内设有低温等离子体放电电极模组（1），所述的低温等离子体放电电极模组（1）的下方设置放电辊（2），所述的低温等离子体放电电极模组（1）使放电辊（2）产生低温等离子体放电区（16），设有两个传动辊（6），一个设置在放电辊（2）的前端，一个设置在放电辊（2）的后端。
2.如权利要求1所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，其特征在于：所述低温等离子体放电电极模组（1）由5根刚玉陶瓷电极管以放电辊（2）的为圆心圆周角度均布组合而成。
3.如权利要求1所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，其特征在于：所述的低温等离子体放电电极模组（1）外设有一导风罩（17）。
4.如权利要求1或2或3所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，其特征在于：所述的放电辊（2）采用为金属辊，且表面覆盖高硅橡胶介质或氟橡胶介质。
5.如权利要求1或2或3所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，其特征在于：所述的低温等离子体放电电极模组（1）通过上端电极高度角度调节器与盖板固定连接，安装在矩形横梁，所述的上端电极高度角度调节器的结构为：由气缸下固定板连接气缸（5）固定于下墙板，气缸上固定板连接气缸（5）固定于上墙板，通过气源压力促使气缸（5）上下运动，形成等离子放电模块（2）上下运动。
6.如权利要求1或2或3所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，其特征在于：还包括控制配电柜（9），所述的控制配电柜（18）中设置低温等离子电源（15）和触摸屏控制板（11），所述的低温等离电源（15）和所述的低温等离子体放电电极模组（1）连接。
7.如权利要求1或2或3所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，其特征在于：还包括设置在等离子处理基站（8）上方的排风口（4），所述的的排风口通过PVC管路，与低温等离子体放电部件相通，还包括高压风机，所述的高压风机通过排风口抽风。
8.一种如权利要求1-7任一权利要求所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备的操作方法，包括以下步骤：步骤一、通过气缸（5）升降低温等离子体放电电极模组，根据卷材薄膜的厚度，调整对应的低温等离子体放电电极模组（1）高度，将卷材薄膜穿过低温等离子体放电电极模组（1）与放电辊（2）之间；步骤二、开启总电源开关，开启低温等离子体电源（10），通过操控触摸屏设置开合停辊响应时间等参数，开启启动开关；步骤三、卷材薄膜运动，低温等离子体区域放电；步骤四、按下停止按钮，停止工作；步骤五、步骤四中产生的臭氧和热能经集风排臭氧部件排到室外。
9.一种片材机，包括片材机本体（3）和机台（12），所述的片材机本体（3）设置在机台（12）上，其特征在于：所述的机台（12），片材机本体（3）的两侧各设一个如权利要求1-7任一权利要求所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备，所述的片材机（3）两侧的卷材薄膜通过对应的所述的的低温等离子体处理，经过传动辊（6）传到压合辊（13）处压合，然后进入到位于压合辊（13）下方的烘箱（14）。
10.如权利要求8所述的片材机，其特征在于：所述的低温等离子体卷材薄膜处理设备对称的设置在片材机本体（3）两侧。
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