Обробка поверхні настільки ж хороша, як і апаратне забезпечення, яке забезпечує розряд. Електрод коронної обробки розташовується саме в тому місці, де електрична енергія перетворюється на поверхневу хімію, і кожне рішення щодо його матеріалу, геометрії та шляху охолодження вирішує, чи буде ваша лінія для плівки, фольги чи покриття працювати на повній швидкості чи слабшає разом із відбракованими полотнами. У цьому посібнику описано практичну інженерну основу вибору електродів для промислових пристроїв коронної обробки, плазмових обробників і систем очищення полотна, які використовуються на лініях екструзії, ламінування та друку.
Що насправді робить коронуючий електрод
Електрод коронної обробки – це провідний елемент, який формує поле високої-напруги в проміжку обробки. Між електродом і заземленим роликом подається змінний струм частотою від 10 до 40 кГц, і повітря в зазорі розпадається на холодну плазму іонів, електронів і озону. Ця плазма бомбардує поверхню полімеру, розриваючи вуглецеві-водневі зв’язки та приєднуючи кисневі-функціональні групи, такі як гідроксильні, карбонільні та карбоксильні радикали. Результатом є вища поверхнева енергія, яка зазвичай вимірюється в динах на сантиметр.
Електрод не просто скидає напругу в зазор. Його форма контролює, де концентрується поле, наскільки широко поширюється розряд, скільки тепла генерується та наскільки рівномірно розподіляється обробка по ширині полотна. Невдало підібраний коронуючий електрод створює смуги, точкові отвори та обробку задньої сторони, тоді як добре-підібраний електрод забезпечує рівномірний рівень дина від краю до краю з найменшим можливим споживанням енергії.
Оскільки ефект лікування з часом слабшає, електрод також має бути стабільним. Якщо розвантаження відбувається нерівномірно, оператори компенсують підвищенням потужності, що прискорює знос покриття рулону та скорочує термін служби всієї станції.
Порівняння матеріалів електродів
Двома домінуючими групами є алюміній і нержавіюча сталь, кожна з яких має свої-компроміси.
Алюмінієві електроди легкі, дешеві та прості в обробці, що робить їх популярними для вузьких-вузлів і лабораторних установок. Вони достатньо добре проводять тепло, але стабільно окислюються в -багатому озоном середовищі навколо розряду. Окислення робить поверхню шорсткою, а шорсткий електрод коронного разряду руйнує діелектричне покриття проти-валика швидше, ніж полірований.
Електроди з нержавіючої сталі, як правило, 304 або 316, стійкі до впливу озону та зберігають свої розміри роками. Вони коштують дорожче та важать більше, що має значення на широких-полотняних лініях, де електродний вузол потрібно піднімати для різьблення. На практиці більшість виробничих коронних обробників із шириною полотна більше одного метра використовують нержавіючу сталь.
Деякі конструкції наносять тонке керамічне або нікелеве покриття на розрядний край. Покриття подовжують термін служби, але запроваджують режим аварій: якщо покриття розколюється, оголений основний метал утворює дуги та ямки на рулонному покритті. Тому електроди з покриттям повинні перевірятися за тим самим графіком, що й сам діелектрик.
Мідь і латунь час від часу з’являються в низькочастотному або спеціальному плазмовому обладнанні, але їх швидкість ерозії робить їх поганим вибором для безперервного виробництва.
Керамічні діелектричні та роликові покриття
Рулон, звернений до електрода, покритий діелектричною, історично силіконовою гумою або, на сучасних коронних обробниках, керамікою, -напиленою плазмою, наприклад оксидом алюмінію або оксидом хрому. Діелектрик утворює конденсатор, який обмежує струм через проміжок, тому його товщина і діелектрична проникність безпосередньо визначають інтенсивність обробки.
Силіконові покриття недорогі, їх легко замінити, але вони руйнуються під дією постійної високої потужності, утворюючи провідну доріжку, яка з часом замикається. Керамічні покриття витримують набагато вищу щільність ват і зберігають свою товщину протягом десятиліття або більше, але вони крихкі та вразливі до механічних пошкоджень від неправильно налаштованого електрода коронатора.
Поширеною помилкою є поєднання керамічного рулонного покриття з агресивним профілем електрода. Кераміка віддає перевагу ніжному, добре-підтримуваному розряду; гострі краї концентрують поле і можуть потріскати покриття. Коли ви вказуєте електрод для коронування, вказуйте його на діелектрику, який ви фактично використовуєте, а не на загальній таблиці даних.
Діаметр рулону також має значення. Більший ролик забезпечує більшу довжину контакту та довший час обробки, що дозволяє зменшити потужність без втрати рівня дина.
Геометрія електрода та налаштування зазору
Розмір розриву є єдиною найбільш чутливою змінною на станції. Типовий пристрій коронного розряду створює зазор від 1,0 мм до 2,5 мм між краєм електрода та поверхнею діелектрика. Занадто великий зазор підвищує необхідну напругу пробою, посилюючи потужність і виробляючи більше озону та тепла. Занадто малий зазор загрожує контактом, утворенням дуги та миттєвим пошкодженням рулону.
Електродні профілі поділяються на три широкі форми: електроди-леза або ножі для вузьких ширин, електроди-взуття для широких полотен і сегментовані електроди для ліній, де потрібна-обробка часткової ширини. Сегментовані конструкції дозволяють вимикати окремі зони, що корисно, коли вузькі полотна проводять на широкому вузлі електродів коронної обробки -, коли вузьке полотно працює на всю ширину, витрачає електроенергію та перегріває невикористані зони.
Рівномірність поля залежить від геометрії краю. Заокруглений розрядний край розподіляє плазму на ширший слід, забезпечуючи м’яку обробку та подовжуючи діелектричний термін служби. Гострий край концентрує енергію для агресивної обробки ціною швидшого зносу.
Для провідних підкладок і для плазмових обробників, які працюють при атмосферному тиску з діелектричним бар’єрним розрядом, правила геометрії знову змінюються, оскільки розряд повинен запобігти утворенню провідного каналу.
Охолодження, очищення та термін служби
Коронний розряд перетворює значну частку вхідної потужності в тепло. Це тепло потрапляє на електрод, діелектрик і полотно. Охолодження не є обов’язковим для ліній із високою-ват-щільністю.
Повітряне охолодження є найпростішим підходом: контрольований потік повітря через зону розряду виносить озон і тепло. Він добре працює при помірній щільності ват і дешевий в обслуговуванні. Водяне охолодження через внутрішні канали в електроді або через сам рулон необхідне, якщо працює понад приблизно 10 Вт на квадратний сантиметр за хвилину або під час обробки термо-чутливих субстратів.
У багатьох установках розподілені повітропроводи для відведення озону та охолодження, тому засмічений відсмоктувальний канал спочатку відображається як сигнал тривоги щодо температури. Огляньте обидва разом.
Частота очищення залежить від основи. Плівки з важкими добавками проти ковзання або мінеральними наповнювачами відкладають білуватий попіл на краю електрода та діелектрику. Цей відклад сам по собі є діелектриком, тому він змінює ефективний зазор і викликає смуги. Електрод коронного розряду на заповненій поліолефіновій лінії може потребувати чищення щотижня, тоді як чиста лінія BOPP може тривати місяці.
Відстежуйте термін служби електрода за годинами розряду, а не за календарним часом, і замінюйте до того, як профіль краю закруглиться за допустимі межі.
Підбір електрода для обробки корони до вашої підкладки
Різні субстрати вимагають різних стратегій обробки. Поліолефіни, такі як поліетилен і поліпропілен, мають низьку поверхневу енергію і потребують агресивної обробки, щоб досягти 38-42 дин на сантиметр. Поліестер і нейлон починаються вище, і їм потрібен лише легкий прохід, щоб досягти 45 дин.
Тонкі плівки товщиною менше 20 мікрон схильні до обробки зворотного боку та термічних спотворень. Для цього використовуйте закруглений електрод обробки коронним струмом, більший рулон, нижчу щільність ват і вищу швидкість лінії для розподілу енергії.
Фольга та металізоване полотно потребують догляду, оскільки провідний шар може пропускати струм. У цих випадках безпечнішим вибором є електрод коронного розряду зі зменшеним робочим циклом або машина для плазмової обробки, що працює в контрольованій атмосфері.
Лінії екструзійного покриття та ламінування потребують найвищих і рівномірних рівнів діну, оскільки розплавлений полімер наноситься протягом кількох секунд після обробки. Будь-які смуги в виділеннях проявляються безпосередньо як порушення адгезії.
| Підкладка | Типова динамічна мішень | Профіль електрода | Відносна щільність ват |
|---|---|---|---|
| Плівка LDPE / LLDPE | 38–42 | Округле лезо | Середній |
| плівка BOPP | 38–42 | Округле лезо | Середній |
| ПЕТ плівка | 45–48 | Взуття сегментоване | Низький–середній |
| Металізована плівка | 44–50 | Скорочений робочий цикл | Низький |
| Алюмінієва фольга | 42–46 | Черевик, водяне охолодження | Середній |
| Мелована паперова дошка | 40–44 | взуття | Високий |
| Струмопровідні підкладки | Особливий процес | DBD / плазма | Низький |
Поширені помилки під час вибору коронного електрода
При перевірках очисних станцій знову і знову з’являються кілька помилок.
- Розмір електрода до машини замість полотна.Широкий коронуючий електрод, який проходить по вузькій смузі, витрачає більше половини своєї енергії та перегріває невикористану зону. Сегментовані електроди або більш вузький вузол швидко окупаються.
- Ігнорування діелектрика при виборі профілю.Гострий край рулона з керамічним- покриттям тріскає покриття за кілька тижнів.
- Встановив розрив один раз і забув його.Вібрація, теплове зростання та зміни крену зміщують зазор. Це має бути частиною планової перевірки технічного обслуговування.
- Охолодження постфактум.Модернізація водяного охолодження на електрод-коронатора з повітряним охолодженням рідко працює добре, оскільки корпус електрода ніколи не розроблявся для внутрішніх каналів.
- Вимірювальна дина тільки в центрі.Однорідність від-до- краю є справжнім доказом того, що електрод коронного обробника та діелектрик підібрані правильно.
- Заміна електрода без перевірки рулону.Зношений діелектрик зруйнує новий електрод.
FAQ
Q1: Як часто слід замінювати електрод коронатора?
Замінюйте за годинами виписки, а не за календарним віком. Більшість електродів з нержавіючої сталі зберігають свій профіль від 8 000 до 15 000 годин. Перевіряйте розвантажувальну кромку кожні 2000 годин і замінюйте, коли профіль помітно закруглений або на кромці видно ямки.
Питання 2: Чи можу я запустити електрод коронної обробки з більшим зазором, щоб зменшити дугу?
Збільшення зазору зменшує ризик механічного контакту, але підвищує напругу, необхідну для пробою, що збільшує утворення озону та тепло. Працюйте в межах вікна зазору виробника та усуньте першопричину дуги, як правило, діелектричний знос або забруднення.
Q3: Що спричиняє смуги в Інтернеті?
Смуги майже завжди свідчать про не-однорідний електрод обробки корони: локальний діелектричний знос, накопичення попелу-на краю, зігнуте тіло електрода або нерівномірне охолодження. Спочатку перевірте електрод, а потім покриття рулону.
Запитання 4. Чи вартий рулон з керамічною-кришкою додаткових витрат?
Так, на будь-якій лінії, що працює понад помірну щільність ват або більше однієї зміни на день. Довший термін служби діелектрика та стабільний рівень обробки зазвичай окупають премію протягом кількох років. Кераміка також розширює робоче вікно, що зменшує брак під час зміни продукту.
Q5: Як я дізнаюся, що мій субстрат оброблено на зворотному боці?
Обробка задньої сторони виявляється у вигляді блокування або злипання на зворотній стороні та у вигляді динаміка на необробленій стороні. Зазвичай це спричинено занадто малим зазором, занадто високою щільністю ват або профілем електрода коронного обробника, який є занадто агресивним для товщини плівки.
Q6: Чи впливає матеріал електрода на рівень дина?
Не прямо. Матеріал впливає на швидкість ерозії, ефективність охолодження та термін служби. Рівень Dyne регулюється зазором, потужністю, часом витримки та температурою полотна. Тим не менш, ерозійний електрод створює непостійний розряд, тому вибір матеріалу опосередковано проявляється в однорідності.
Питання 7: З якої щільності ват слід почати?
Почніть із базової лінії, рекомендованої виробником для вашої родини підкладок, зазвичай приблизно від 5 до 8 Вт на квадратний сантиметр за хвилину для поліолефінових плівок, і регулюйте вгору невеликими кроками, вимірюючи рівень дина по всій ширині полотна.
Висновок
Вибір електрода для коронування є системним рішенням. Матеріал, профіль, зазор, діелектрик і охолодження взаємодіють, і зміна одного зміщує інші. Надійний підхід полягає у тому, щоб спочатку визначити підкладку, необхідний рівень дина та швидкість лінії, а потім вибрати розмір електрода та його діелектрика, щоб вразити ціль із найменшою практичною щільністю ват.
Shenzhen Hefeng Jiada Technology виробляє пристрої для коронної обробки, машини для плазмової обробки та системи очищення контактного полотна, побудовані саме за цією інженерною логікою. Якщо ви вказуєте нову станцію або перебудовуєте існуючу, надішліть нам свою підкладку, ширину та цільовий рівень дина, і наші інженери порекомендують правильний електрод коронного обробника та конфігурацію рулону для вашої лінії.