[发明专利]大气压等离子体对塑料表面进行接枝改性的方法及生产线

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种大气压气体放电等离子体对塑料表面进行接枝改性的方法及生产线，属于塑料表面处理技术领域。 

背景技术  

大多数塑料的表面活性都比较低，在很多应用场合下必须先对塑料表面进行活化处理，以提高表面活性。在印刷或包装领域，塑料表面处理就经常遇到这种情况。比如，表面覆膜是常见的一种表面装饰或表面保护方法。它将塑料薄膜作为覆膜材料，通过胶黏剂粘结到纸张表面，以提高印刷制成品的表面美观性、防水性、耐磨性等性能。

所用的塑料覆膜，分为即涂型和预涂型两大类。其中，预涂型由于环保、安全、工艺简单、覆膜产品质量高、生产线适用性好等优点，越来越受到青睐，其市场需求量增长迅速。 

预涂膜由基膜和涂布于基膜表面的黏合剂胶层构成。基膜通常为双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜和聚酯（PET）薄膜，绝大部分基膜采用的是BOPP薄膜。预涂膜的黏合剂层有熔融型和溶剂挥发型两种。其中，EVA热熔胶是最常用的一类熔融型黏合剂。 

现有的预涂膜生产技术，是采用化学涂布的方法，基本工序如下： 

基膜 → 电晕机表面处理 → 涂布液态底胶 → 底胶烘干 → 涂布黏合剂 → 收卷。

现有的预涂膜生产工序中，因为BOPP塑料基膜属于低表面能物质，不能直接与EVA热熔胶复合在一起，需先采用电晕处理、底胶涂覆、底胶烘干作为预处理方式来改善基膜表面活性。这存在着工序长、液态底胶依赖进口价格昂贵、底胶烘烤能耗高、底胶溶剂挥发污染、生产线占用场地大的问题，在经济性、环保性方面亟待改进。为此，人们开发了多种新颖的表面处理技术。其中，等离子体表面处理技术，是比较有效的一类技术。 

等离子体是由大量的自由电子、带电离子和中性粒子组成，并且在整体上表现为近似电中性的电离气体。等离子体可分为热等离子体和低温等离子体，其中的低温等离子体具有非平衡的特性，总体上温度较低、但包含能量很高的高速粒子（主要是高速电子）。 

低温等离子体的这种非平衡特性，很适合用于材料表面处理：其中含有很多的高能电子（运动速度高，动能很高，可达0.3-2eV，折合成温度可达到上万甚至十几万摄氏度），这些高能电子通过碰撞化学反应物的气体分子，会产生很强的活化效应，催化能力强，可产生大量的、种类繁多的活性粒子，还可以引发常规方法无法实现的一些特殊化学反应；总体温度较低（接近室温），不对材料造成热损伤，还能降低工艺温度，减少生产能耗；只改变材料表面几十纳米厚度之内的组成、结构和性能，不影响材料内部和材料基体的性能。所以，活化效率高、接近室温、能耗低、不影响材料基体性能，是低温等离子体用于表面处理或化学反应的巨大优势，在薄膜沉积、材料表面改性、微电子线路刻蚀等领域已经获得很多的应用。 

目前，有公司已使用等离子体技术用于预涂基膜的表面处理，通过等离子体对塑料表面的清洗与活化作用，以增加涂胶附着牢度。但它是以代替或改善电晕放电的处理效果为目标，并未减少现有的生产工序，需涂底胶、溶剂挥发污染、烘烤耗能高、场地占用大的问题依然存在。 

发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足，提供一种工序少、减少环境污染、降低能耗、生产线占地面积小的大气压等离子体对塑料表面进行接枝改性的方法及生产线。 

本发明为解决以上问题提供一种具有如下结构的大气压等离子体对塑料表面进行接枝改性的生产线，它包括塑料走膜系统9、等离子体放电系统8和黏合剂涂布系统7，其特殊之处在于，所述等离子体放电系统8包括分别与电源1两极连接的第一平板电极4、第二平板电极6，第一平板电极4和第二平板电极6皆为导电良好的金属材质，第一平板电极4与第二平板电极6的两个放电表面正向相对且平行放置，第二平板电极6的放电表面紧贴有绝缘介质5，第一平板电极4的放电表面与绝缘介质5之间的间隙为等离子体放电区域，此放电区域的间隙在1至5毫米范围内连续可调；第一平板电极4的上方设有为等离子体放电区域提供放电气体和化学前驱体的气路装置3； 

本发明的一种改进：所述第一平板电极4的放电表面采用绷平的金属丝网，网目为50-400目，金属丝网优先选用不锈钢材质。由于金属细丝存在尖端放电效应，等离子体容易起辉；且由于丝网的密集排布，会产生较均匀的等离子体。

本发明的一种改进是：为了带走放电产生的热量，防止塑料膜受热，所述第一平板电极4和第二平板电极6的内部设有通冷却水的冷却水道。