Výber elektródy na úpravu koróny, Sprievodca materiálmi

Povrchová úprava je len taká dobrá ako hardvér, ktorý dodáva výboj. Elektróda na úpravu koróny sedí presne v bode, kde sa elektrická energia stáva povrchovou chémiou, a každé rozhodnutie o jej materiáli, geometrii a dráhe chladenia rozhoduje o tom, či vaša fólia, fólia alebo poťahovacia linka beží plnou rýchlosťou, alebo či pokrivkáva spolu s vyradenými sieťami. Táto príručka vás prevedie praktickým inžinierstvom výberu elektród pre priemyselné koróny, plazmy a systémy na čistenie pásu používané na vytláčacích, laminovacích a tlačiarenských linkách.

Čo vlastne robí elektróda na úpravu koróny

Elektróda na úpravu koróny je vodivý prvok, ktorý formuje pole vysokého{0}} napätia cez ošetrovaciu medzeru. Medzi elektródou a uzemneným valcom sa privádza striedavý prúd s frekvenciou 10 kHz až 40 kHz a vzduch v medzere sa rozpadá na studenú plazmu z iónov, elektrónov a ozónu. Táto plazma bombarduje povrch polyméru, láme uhlíkové-vodíkové väzby a pripája kyslík-sú funkčné skupiny, ako sú hydroxylové, karbonylové a karboxylové radikály. Výsledkom je vyššia povrchová energia, ktorá sa zvyčajne meria v dynoch na centimeter.

Elektróda jednoducho nevypustí napätie do medzery. Jeho tvar riadi, kde sa pole sústreďuje, ako široko sa šíri výboj, koľko tepla sa generuje a ako rovnomerne úprava dopadne po šírke pásu. Zle zvolená elektróda na úpravu koróny vytvára pruhy, dierky a opracovanie zadnej strany, zatiaľ čo dobre{2}}zladená elektróda poskytuje jednotnú úroveň dyne od okraja po okraj s najnižším možným odberom energie.

Pretože účinok liečby sa časom znižuje, elektróda musí byť tiež stabilná. Ak je výtlak nerovnomerný, operátori to kompenzujú zvýšením výkonu, čo urýchľuje opotrebovanie povlaku valcov a skracuje životnosť celej stanice.

Porovnanie materiálov elektród

Dve dominantné skupiny sú hliník a nehrdzavejúca oceľ, pričom každá má odlišné{0}}výhody.

Hliníkové elektródy sú ľahké, lacné a ľahko sa obrábajú, vďaka čomu sú obľúbené pre úzke-webové a laboratórne jednotky. Vedia teplo pomerne dobre, ale v prostredí bohatom na ozón-v okolí výboja neustále oxidujú. Oxidácia zdrsňuje povrch a drsná elektróda na úpravu koróny eroduje dielektrický obal na protivalci- rýchlejšie ako leštená elektróda.

Elektródy z nehrdzavejúcej ocele, zvyčajne 304 alebo 316, odolávajú ozónovému útoku a zachovávajú si svoju rozmerovú toleranciu roky. Sú drahšie a vážia viac, čo je dôležité na širokých-linkách, kde sa musí zostava elektródy zdvihnúť kvôli navliekaniu. V praxi väčšina výrobných zariadení na úpravu koróny nad jeden meter šírky pásu používa nehrdzavejúcu oceľ.

Niektoré konštrukcie aplikujú tenký keramický alebo niklový povlak na vybíjaciu hranu. Povlaky predlžujú životnosť, ale zavádzajú poruchový režim: ak sa povlak odlupuje, odkrytý základný kov sa oblúkovito prehne a poškriabe. Potiahnuté elektródy sa preto musia kontrolovať podľa rovnakého plánu ako samotné dielektrikum.

Meď a mosadz sa príležitostne objavujú v nízkofrekvenčných{0}}zariadeniach alebo špecializovaných plazmových zariadeniach, ale ich rýchlosť erózie z nich robí zlú voľbu pre nepretržitú výrobu.

Keramické dielektrické a valčekové kryty

Valec smerujúci k elektróde je pokrytý dielektrikom, historicky silikónovým kaučukom alebo, na moderných korónových zariadeniach, plazmou-striekanou keramikou, ako je oxid hlinitý alebo oxid chrómu. Dielektrikum tvorí kondenzátor, ktorý obmedzuje prúd cez medzeru, takže jeho hrúbka a dielektrická konštanta priamo určujú intenzitu ošetrenia.

Silikónové kryty sú lacné a ľahko sa vymieňajú, ale pri trvalom vysokom výkone sa degradujú a vytvárajú vodivú dráhu, ktorá nakoniec prejde skratom. Keramické kryty tolerujú oveľa vyššiu hustotu wattov a udržia si svoju hrúbku desať rokov alebo viac, ale sú krehké a náchylné na mechanické poškodenie v dôsledku nesprávne nastavenej elektródy na úpravu koróny.

Častou chybou je spárovanie keramického rolovacieho krytu s agresívnym profilom elektródy. Keramika preferuje jemné, dobre{1}}podporované vypúšťanie; ostré hrany koncentrujú pole a môžu popraskať povlak. Keď špecifikujete elektródu na úpravu koróny, špecifikujte ju podľa dielektrika, ktoré skutočne používate, nie podľa generického údajového listu.

Dôležitý je aj priemer kotúča. Väčší kotúč poskytuje väčšiu dĺžku kontaktu a dlhší čas zotrvania pri ošetrení, čo vám umožní znížiť výkon bez straty úrovne dyne.

Nastavenia geometrie elektród a medzery

Veľkosť medzery je jediná najcitlivejšia premenná v stanici. Typická korónová úprava má medzi okrajom elektródy a dielektrickým povrchom medzeru 1,0 mm až 2,5 mm. Príliš veľká medzera zvyšuje požadované prierazné napätie, čím sa zvyšuje výkon a vytvára sa viac ozónu a tepla. Príliš malá medzera riskuje kontakt, oblúk a okamžité poškodenie kotúča.

Elektródové profily spadajú do troch širokých tvarov: čepeľové alebo nožové elektródy pre úzke šírky, pätkové elektródy pre široké pásy a segmentované elektródy pre vedenia, kde je potrebná čiastočná{0}}šírka. Segmentované dizajny vám umožňujú vypnúť jednotlivé zóny, čo je užitočné pri spúšťaní úzkych pásov na širokej zostave elektród na úpravu koróny -, ktorá beží po celej šírke na úzkom páse, plytvá energiou a prehrieva nepoužívané zóny.

Rovnomernosť poľa závisí od geometrie hrán. Zaoblená výbojová hrana rozprestiera plazmu na širšej ploche, čím poskytuje šetrnejšie zaobchádzanie a dlhšiu životnosť dielektrika. Ostrá hrana koncentruje energiu na agresívne zaobchádzanie za cenu rýchlejšieho opotrebovania.

Pre vodivé substráty a pre zariadenia na úpravu plazmy, ktoré pracujú pri atmosférickom tlaku s dielektrickým bariérovým výbojom, sa pravidlá geometrie opäť menia, pretože sa musí zabrániť tomu, aby výboj vytvoril vodivý kanál.

Chladenie, čistenie a životnosť

Korónový výboj premieňa významnú časť vstupnej energie na teplo. Toto teplo dopadne na elektródu, dielektrikum a sieť. Chladenie nie je voliteľné na vedeniach s vysokou -watt{3}}hustotou.

Chladenie vzduchom je najjednoduchší prístup: riadené prúdenie vzduchu cez vypúšťaciu zónu odvádza ozón a teplo. Funguje dobre až do strednej hustoty wattov a je lacná na údržbu. Chladenie vodou, buď cez vnútorné kanály v elektróde alebo cez samotný valec, je potrebné pri výkone nad približne 10 W na štvorcový centimeter za minútu alebo pri úprave substrátov citlivých na teplo-.

Odsávanie ozónu a chladenie zdieľajú potrubie v mnohých inštaláciách, čo je dôvod, prečo sa upchaté odsávacie potrubie zobrazí najskôr ako teplotný alarm. Skontrolujte obe spolu.

Frekvencia čistenia závisí od podkladu. Filmy s ťažkými klznými prísadami alebo minerálnymi plnivami ukladajú na okraj elektródy a dielektrikum belavý popol. Tento nános je sám o sebe dielektrický, takže mení efektívnu medzeru a spôsobuje pruhovanie. Elektróda na úpravu koróny na naplnenej polyolefínovej linke môže vyžadovať čistenie týždenne, zatiaľ čo čistá linka BOPP môže trvať mesiace.

Sledujte životnosť elektródy podľa hodín vybitia, nie podľa kalendárneho času, a vymeňte ju skôr, než sa okrajový profil zaokrúhli za svoju toleranciu.

Prispôsobenie elektródy na úpravu koróny k vášmu substrátu

Rôzne substráty vyžadujú rôzne stratégie spracovania. Polyolefíny ako polyetylén a polypropylén majú nízku povrchovú energiu a potrebujú agresívnu úpravu, aby dosiahli 38 až 42 dynov na centimeter. Polyester a nylon začínajú vyššie a potrebujú len ľahký prechod na dosiahnutie 45 dynov.

Tenké filmy pod 20 mikrónov sú náchylné na úpravu zadnej strany a na tepelné skreslenie. Na to použite zaoblenú elektródu na úpravu koróny, väčší kotúč, nižšiu hustotu wattov a vyššiu rýchlosť linky, aby sa energia rozložila.

Fólie a metalizované tkaniny vyžadujú starostlivosť, pretože vodivá vrstva môže viesť prúd. V týchto prípadoch je často bezpečnejšou voľbou elektróda na úpravu koróny so zníženým pracovným cyklom alebo stroj na úpravu plazmou pracujúci v kontrolovanej atmosfére.

Extruzné nanášacie a laminovacie linky vyžadujú najvyššie a najjednotnejšie úrovne dynu, pretože roztavený polymér sa aplikuje v priebehu niekoľkých sekúnd po spracovaní. Akékoľvek pruhy vo výboji sa prejavia priamo ako zlyhanie adhézie.

Substrát	Typický dyne cieľ	Elektródový profil	Relatívna hustota wattov
LDPE / LLDPE fólia	38–42	Zaoblená čepeľ	Stredná
BOPP fólia	38–42	Zaoblená čepeľ	Stredná
PET film	45–48	Topánka, segmentovaná	Nízka – stredná
Metalizovaný film	44–50	Znížený pracovný cyklus	Nízka
Hliníková fólia	42–46	Topánky, vodou chladené	Stredná
Potiahnutá papierová lepenka	40–44	Topánka	Vysoká
Vodivé substráty	Špeciálny proces	DBD / plazma	Nízka

Bežné chyby pri špecifikácii elektródy na úpravu koróny

FAQ

Otázka 1: Ako často by sa mala elektróda na úpravu koróny vymieňať?

Namiesto kalendárneho veku nahraďte hodiny vybitia. Väčšina elektród z nehrdzavejúcej ocele drží svoj profil 8 000 až 15 000 hodín. Skontrolujte výstupnú hranu každých 2 000 hodín a vymeňte ju, keď je profil viditeľne zaoblený alebo hrana vykazuje jamky.

Otázka 2: Môžem použiť elektródu na úpravu koróny v širšej medzere, aby som znížil oblúk?

Rozšírenie medzery znižuje riziko mechanického kontaktu, ale zvyšuje napätie potrebné na poruchu, čo zvyšuje tvorbu ozónu a tepla. Pracujte v rámci medzery výrobcu a odstráňte hlavnú príčinu iskrenia, zvyčajne dielektrické opotrebenie alebo kontamináciu.

Otázka 3: Čo spôsobuje pruhovanie na webe?

Pásovanie takmer vždy vedie k -nerovnomernej elektróde na úpravu koróny: lokalizované dielektrické opotrebovanie, nahromadenie popola- na okraji, ohnuté telo elektródy alebo nerovnomerné chladenie. Najprv skontrolujte elektródu, potom obal.

Otázka 4: Stojí kotúč s keramickým-poťahom za dodatočné náklady?

Áno na každej linke, ktorá má vyššiu hustotu wattov alebo viac ako jednu smenu za deň. Dlhšia životnosť dielektrika a stabilná úroveň ošetrenia zvyčajne vrátia prémiu v priebehu niekoľkých rokov. Keramika tiež rozširuje obslužné okno, čo znižuje odpad pri výmene produktu.

Otázka 5: Ako zistím, či je môj substrát ošetrovaný na zadnej strane?

Ošetrenie zadnej strany sa prejavuje ako blokovanie alebo adhézia na zadnej strane a ako dyne na neošetrenej strane. Zvyčajne je to spôsobené príliš malou medzerou, príliš vysokou hustotou wattov alebo profilom elektródy na úpravu koróny, ktorý je príliš agresívny pre hrúbku filmu.

Q6: Ovplyvňuje materiál elektródy úroveň dynu?

Nie priamo. Materiál ovplyvňuje rýchlosť erózie, chladiaci výkon a životnosť. Úroveň dyne sa riadi medzerou, výkonom, dobou zotrvania a teplotou pásu. To znamená, že erodujúca elektróda vytvára nekonzistentný výboj, takže výber materiálu sa prejavuje nepriamo v rovnomernosti.

Q7: S akou hustotou wattov by som mal začať?

Začnite na východiskovej hodnote odporúčanej výrobcom pre vašu skupinu substrátov, zvyčajne okolo 5 až 8 W na štvorcový centimeter za minútu pre polyolefínové fólie, a upravujte smerom nahor po malých krokoch pri meraní úrovne dyne cez celú šírku pásu.

Záver

Výber elektródy na úpravu koróny je systémové rozhodnutie. Materiál, profil, medzera, dielektrikum a chladenie spolu vzájomne pôsobia a zmena jedného posúva ostatné. Spoľahlivým prístupom je najskôr definovať substrát, požadovanú úroveň dynu a rýchlosť linky, potom dimenzovať elektródu a jej dielektrikum tak, aby zasiahli tento cieľ s najnižšou praktickou hustotou wattov.

Shenzhen Hefeng Jiada Technology vyrába koróny, stroje na úpravu plazmou a systémy na čistenie kontaktných pásov postavené presne na tejto inžinierskej logike. Ak špecifikujete novú stanicu alebo prestavujete existujúcu, pošlite nám svoj substrát, šírku a cieľovú úroveň dyne a naši inžinieri vám odporučia správnu konfiguráciu korónovej elektródy a kotúča pre vašu linku.