CN2330496Y - 塑料薄膜等离子体表面改性装置 - Google Patents
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Abstract
一种塑料薄膜等离子体表面改性装置。它包括控制器、放电电极、辊筒、外壳、臭氧催化设备,外壳内上部设有圆弧形放电电极,放电电极下设有辊筒、进带辊子和送带辊子,辊筒和进带辊子之间设有送气管,塑料薄膜由进带辊子经辊筒被送带辊子送出,放电电极外接控制器,外壳上部一端设有通气道,通气道上装有臭氧分解设备。该装置使塑料薄膜的表面结合力和湿润性得到了极大的提高,且能耗低,设备的体积小,臭氧的排放易于控制。
Description
本实用新型为一种塑料薄膜等离子体表面改性装置，属于机械设备。现有技术中以聚乙稀和聚丙稀为代表的稀烃塑料具有良好的机械性能与化学性能，在包装工业、医药工业、汽车工业、建筑工业等部门具有广泛的应用。但由于聚稀烃材料的化学结构决定了它的表面能较低，且难与其它物质发生化学反应，因此聚稀烃薄膜的表面难以印刷、上胶。各种塑料食品口袋上的图标、文字常常脱落并粘附在食品上；包装衣服物品的塑料套上的广告文字图案受到衣服的磨擦而很快模糊不清。这些脱落的油墨除粘污衣服、物品外，常常还随食品进入身体，或粘附在身体上，十分有害于健康，甚至引起癌症。因此聚稀烃塑料薄膜在需要印刷文字和图案之前，必须对它的表面进行处理和改性。
为了提高塑料薄膜表面的粘合能力，需要对塑料薄膜表面进行处理或改性。这些方法从机理上可分为几类。一种是增加塑料薄膜的表面粗糙度，或者说它与油墨或胶的接触面积，这种方法主要以机械喷沙为代表，它的缺点是能耗大，产品质量低，难以大规模流水作业。第二种方法是底漆喷涂法，在塑料薄膜表面和油墨之间加上中间层。它的问题是成本高，容易造成环境污染。第三种方法是塑料薄膜的表面改性，它是在塑料薄膜表面的极薄层上的分子结构发生变化，使表面处的分子嫁接上某些表面能较高的分子基，从而使分子结构和性能发生了变化。这类方法中包括化学法、火焰法和电晕法。其中化学法使用得较早和普遍，但它容易引起新的环境污染。火焰法能耗大，难以获得大面积均匀的质量。只有电晕法才能获得较高质量的、大面积的薄膜，且能用于流水线上，所以目前应用得最普遍。但电晕法能耗高，设备体积大，特别是它在工作过程中会产生大量的臭氧，直接排放到工作车间中。臭氧是一种强致癌物质，极其有害于操作人员的身体健康。
本实用新型为了克服上述不足，而提供了一种塑料薄膜等离子体表面改性装置，该装置使塑料表面处的材料结构发生了变化，从本质上提高了塑料薄膜表面的结合能，从而大大提高聚稀烃塑料薄膜的表面湿润性和粘合性，并使它成为目前世界上聚稀烃塑料薄膜表面处理的最先进方法。
本实用新型的上述目的由如下技术方案实现：该装置包括控制器、放电电极、辊筒、外壳、臭氧分解设备、送带辊子及进带辊子，外壳内上部设有圆弧形放电电极，放电电极下设有辊筒，辊筒下部两旁设有进带辊子和送带辊子，辊筒和进带辊子之间设有送气管，送气管上向着辊筒一侧均匀开有小孔，塑料薄膜由进带辊子经辊筒被送带辊子进出，放电电极外接控制器，外壳上部一端设有通气道，通气道上装有臭氧分解设备。该装置中的放电电极内部呈齿状。该装置中的放电电极可以是多根平行导线组成，各导线分别与辊筒表面等距离。
本实用新型有以下一系列优点：
1．经该装置处理后的塑料薄膜的表面结合能高，表面张力可达到每厘米60多达因。对比之下，电晕法处理后的塑料薄膜的表面张力为每厘米43达因。
2．能耗低，约为电晕法的1/10。
3．设备的体积小。电源部分的体积为同样处理能力的电晕法的1/5-1/10。
4．臭氧污染情况。本装置虽然与电晕法一样，在塑料薄膜的表面处理过程中都会产生臭氧，但由于本装置中的电极与塑料薄膜之间的距离较近，工作电压较低，因此臭氧的排放易于控制。并且本装置装入了臭氧分解设备和通气道，因而车间中闻不到臭氧味，厂房中空气新鲜。而电晕法的处理机都不附设臭氧处理系统，在工作过程中，产生大量的臭氧，直接排放在车间内，使车间内臭氧浓度大大地超过了国家环境保护局规定的最高剂量。
5．处理速度
可用于流水线上，对塑料薄膜进行大规模、高速处理。
本实用新型的具体结构由图1-4给出。
图1为本装置的整体结构示意图；
图2为内部呈齿状的放电电极示意图；
图3为由多根平行导线组成的放电电极示意图；
图4为送气管结构示意图。
图中主要结构为：控制器1，放电电极2，辊筒3，外壳4，臭氧分解设备5，通气道6，送带辊子7，送气管8，进带辊子9，塑料薄膜10，小孔11，出口孔12。
下面结合附图对本实用新型加以详细说明。
这种塑料薄膜等离子体表面改性装置包括控制器1、放电电极2、辊筒3、外壳4、臭氧催化设备5、送带辊子7及进带辊子9，外壳内上部设有圆弧形放电电极，放电电极下设有辊筒，辊筒下部两旁设有进带辊子和送带辊子，辊筒和进带辊子之间设有送气管8，送气管上向着辊筒一侧均匀开有小孔11，塑料薄膜10由进带辊子经辊筒被送带辊子送出，放电电极外接控制器，外壳上部一端设有通气道6，通气道上装有臭氧分解设备。该装置中的放电电极内部可呈齿状。该装置中的放电电极可以是多根平行导线组成，各导线分别与辊筒表面等距离。
工作过程如下：控制器1产生的高压电通过放电电极2经电极与辊筒3的空间进行放电，形成局域的等离子体空间。塑料薄膜10匀速地通过进带辊子9，进入辊筒3。当它通过放电电极2和辊筒3之间的局域等离子体空间时，等离子体对塑料薄膜的表面进行改性处理。经改性后的塑料薄膜继续前进，通过送带辊子7，由外壳4的出口孔12输出。
高压发生器在放电电极2与辊筒3之间的空间进行放电时所形成的臭氧经臭氧分解设备5包括(电加热器)处理后，还原成普通的氧气，经通气道6排泄到厂房外空间中。送气管8是给局域的等离子体空间提供特定的气氛，以提高塑料薄膜10等离子体表面改性的效率和质量。
本装置带有臭氧分解设备5。该臭氧分解设备由多层、多孔的陶瓷的臭氧催化片和电加热器所组成，老化后的陶瓷催化片可用电加热的方法进行再生。
等离子体的电源是高频、高压交变电源，并用谐振的方法供电。电源的频率范围为1KHz-200KHz，电压的范围为峰-峰值3KV-30KV。
辊筒3为圆筒形或圆柱形导体，一端接地，它的外径尺寸50mm-400mm。圆筒(或圆柱)形导体的表面复盖一层绝缘层。绝缘层的材料可以是抗臭氧的橡胶，层厚为1-7mm；或者是聚四氟乙稀，层厚为0.5-5.0mm；也可以是陶瓷(Al2O3)或石英，层厚为0.1-5.0mm。
电极2与辊子3圆柱表面间的距离为0.2-5.0mm。
本装置还在辊子附近装备有送气管8。送气管与辊子平行放置，送气管的一端与气源连接，一端堵塞(见图4)。送气管上向辊子一侧均匀地开有小孔，气体通过这些小孔喷向塑料薄膜表面。气体可以是热的干燥的空气，或者氮气，二氧化碳等特定气体。送气管8与外壳4固接。
放电电极可以是多根平行导线所组成，各导线与辊子表面等距离(见图3)；还可以是呈齿状的导体(见图2)。放电导线或齿状导体的材料为不锈钢，或者为镍铬合金。导线的直径为0.2-5.0mm。
放电电极除了安排在辊筒3表面附近处外，还可以安排在进带辊子9的表面附近处，或者送带辊子7表面附近处，或者同时安排在进带辊子9或送带辊子7的附近处，形成多级处理方式。
Claims (3)
1．一种塑料薄膜等离子体表面改性装置，其特征在于包括控制器、放电电极、辊筒、外壳、臭氧分解设备、送带辊子及进带辊子，外壳内上部设有圆弧形放电电极，放电电极下设有辊筒，辊筒下部两旁设有进带辊子和送带辊子，辊筒和进带辊子之间设有送气管，送气管上向着辊筒一侧均匀开有小孔，塑料薄膜由进带辊子经辊筒被送带辊子送出，放电电极外接控制器，外壳上部一端设有通气道，通气道上装有臭氧分解设备。
2．如权利要求1所述的塑料薄膜等离子体表面改性装置，其特征在于该装置中的放电电极内部呈齿状。
3．如权利要求1所述的塑料薄膜等离子体表面改性装置，其特征在于该装置中的放电电极可以是多根平行导线组成，各导线分别与辊筒表面等距离。
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