برای بهبود استحکام پیوند بین پوشش پلی اتیلن (PE) و کاغذ پایه در رول کاغذ فنجان روکش PE نکته اصلی بهبود خصوصیات سطح مواد PE از طریق فناوری مناسب برای درمان سطح است. از آنجا که پلی اتیلن خود یک ماده غیر قطبی و شیمیایی بی اثر با انرژی سطح پایین است ، چسبندگی آن به کاغذ پایه سلولز ضعیف است ، بنابراین سطح آن باید با استفاده از وسایل فیزیکی یا شیمیایی اصلاح شود تا قدرت پیوند بین این دو را تقویت کند.
1.
درمان تاج متداول ترین روش تصفیه سطح است. این دستگاه تخلیه تاج در هوا از طریق برق با فرکانس بالا و ولتاژ بالا ، مولکول های اکسیژن یونیزه کننده در هوا ایجاد می کند و مواد فعال مانند ازن و رادیکال های آزاد تولید می کند. این ذرات پر انرژی سطح PE را بمباران می کنند و باعث واکنش اکسیداسیون می شوند و گروههای عملکردی قطبی مانند هیدروکسیل (-OH) و کربوکسیل (-COOH) را بر روی سطح آن ایجاد می کنند و از این طریق انرژی سطح و مرطوب شدن آن را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشند. این روش درمانی ساده و کم هزینه است و برای اکثر خطوط تولید فنجان کاغذ مناسب است ، اما اثر آن به موقع خاص است و ممکن است به تدریج با گذشت زمان تضعیف شود.
2. درمان پلاسما
درمان پلاسما یک روش اصلاح سطح پیچیده تر و کارآمدتر است. این فناوری از گاز کم فشار یا فشار طبیعی (مانند اکسیژن ، نیتروژن یا آرگون) استفاده می کند تا تحت عمل یک میدان الکتریکی پلاسما تشکیل شود. ذرات با سرعت بالا و رادیکال های آزاد سطح PE را بمباران می کنند و باعث اکسیداسیون ، اچ ، اتصال متقابل و سایر واکنشهای شیمیایی می شوند. این نه تنها می تواند تعداد زیادی از گروه های قطبی را روی سطح معرفی کند بلکه ریزساختار آن را نیز تغییر داده و زبری سطح را افزایش می دهد. در مقایسه با درمان کرونا ، تأثیر درمان پلاسما یکنواخت تر و پایدارتر است ، که برای سناریوهای کاربردی با نیازهای بالا برای کیفیت محصول مناسب است ، اما سرمایه گذاری تجهیزات بزرگ است و کنترل پارامتر فرآیند نیز پیچیده تر است.
3. درمان شعله
درمان شعله به طور خلاصه سطح PE را در معرض شعله اکسید کننده درجه حرارت بالا قرار می دهد ، به طوری که سطح آن تحت یک واکنش اکسیداسیون سریع برای تولید گروههای عملکردی حاوی اکسیژن قرار می گیرد. این روش سرعت پردازش سریع دارد و برای خطوط تولید مداوم مناسب است ، اما در کاربردهای واقعی ، دمای شعله و زمان پردازش باید دقیقاً کنترل شود ، در غیر این صورت به راحتی می توان اکسیداسیون بیش از حد یا آسیب حرارتی را ایجاد کرد و بر خصوصیات مواد تأثیر گذاشت.
4. اصلاح سطح شیمیایی
درمان شیمیایی عمدتا شامل شستشوی اسید ، شستشوی قلیایی ، اکسیداسیون ازن و کوپلیمریزاسیون پیوند است. به عنوان مثال ، سطح PE توسط مخلوطی از اسید سولفوریک غلیظ و دی کرومات پتاسیم یا گروه های آبگریز بر روی سطح آن با اکسیداسیون ازن وارد می شوند. مونومرهایی مانند آنهیدرید مالئیک نیز می توانند برای اصلاح پیوند برای بهبود سازگاری و توانایی پیوند PE با سایر مواد استفاده شوند. این نوع روش معمولاً می تواند به اثر اصلاح سطح پایدار تری دست یابد ، اما مشکلاتی از قبیل مشکل در تصفیه مایع زباله های شیمیایی ، فشار زیاد محیطی و هزینه زیاد وجود دارد. معمولاً برای محصولاتی با نیازهای عملکرد ویژه استفاده می شود.
به منظور تأیید اینکه آیا درمان سطح به طور موثری قدرت چسبندگی بین پوشش PE و کاغذ پایه را بهبود می بخشد ، می توان از روشهای زیر برای آزمایش استفاده کرد:
تست قدرت پوست: اندازه گیری نیروی مورد نیاز برای لایه برداری لایه PE از کاغذ پایه ، مستقیم ترین روش برای ارزیابی نیروی پیوند بین سطحی است.
تست زاویه تماس: با اندازه گیری تغییر در زاویه تماس یک قطره آب روی سطح PE ، بهبود سطح مرطوب شدن سطح آن قابل قضاوت است.
تجزیه و تحلیل XPS (طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس): برای تشخیص ترکیب عنصر سطح و تأیید اینکه آیا گروه های عملکردی قطبی جدید تولید می شوند ، استفاده می شود.
تجزیه و تحلیل FTIR (طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه): تجزیه و تحلیل تغییرات در ساختار شیمیایی سطح و شناسایی حضور گروه های عملکردی خاص.
مشاهده SEM (میکروسکوپ الکترونی اسکن) مشاهده: تغییرات مورفولوژیکی سطح بعد از درمان ، مانند افزایش زبری و تشکیل ساختار میکروپور را بررسی کنید.
با انتخاب منطقی و بهینه سازی فناوری تصفیه سطح ، نیروی پیوند بین پوشش PE و کاغذ پایه در رول کاغذ پایه کاغذ پوشش داده شده PE می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد ، در نتیجه عملکرد کلی و رقابت بازار محصول را بهبود می بخشد .
