Polietilen (PE) kaplama ile taban kağıdı arasındaki bağlama mukavemetini artırmak için PE kaplı fincan kağıt rulosu , anahtar, uygun yüzey işlem teknolojisi yoluyla PE malzemesinin yüzey özelliklerini geliştirmektir. Polietilenin kendisi düşük yüzey enerjisine sahip polar olmayan, kimyasal olarak inert bir malzeme olduğundan, selüloz baz kağıdına yapışması zayıftır, bu nedenle yüzeyi ikisi arasındaki bağlanma mukavemetini arttırmak için fiziksel veya kimyasal araçlarla değiştirilmelidir.
1. Corona tedavisi
Korona tedavisi en yaygın yüzey işlem yöntemidir. Yüksek frekans ve yüksek voltajlı elektrik yoluyla havada korona deşarjı üretir, havada iyonlaştırıcı oksijen molekülleri ve ozon ve serbest radikaller gibi aktif maddeler üretir. Bu yüksek enerjili partiküller PE yüzeyini bombalar, oksidasyon reaksiyonunu tetikler, yüzeyinde hidroksil (–OH) ve karboksil (–CoOH) gibi polar fonksiyonel gruplar üretir, böylece yüzey enerjisini ve ıslanabilirliğini önemli ölçüde artırır. Bu tedavi yönteminin çalıştırılması basit ve maliyeti düşüktür ve çoğu kağıt fincan üretim hattı için uygundur, ancak etkisi belirli bir zamanına sahiptir ve zamanla yavaş yavaş zayıflayabilir.
2. Plazma tedavisi
Plazma tedavisi daha sofistike ve verimli bir yüzey modifikasyon yöntemidir. Bu teknoloji, bir elektrik alanının etkisi altında plazma oluşturmak için düşük basınçlı veya normal basınçlı gaz (oksijen, azot veya argon gibi) kullanır. Yüksek hızlı yüklü parçacıklar ve serbest radikaller PE yüzeyini bombalayarak oksidasyona, dağlama, çapraz bağlama ve diğer kimyasal reaksiyonlara neden olur. Sadece yüzeyde çok sayıda polar grubu tanıtmakla kalmaz, aynı zamanda mikro yapısını değiştirir ve yüzey pürüzlülüğünü artırır. Korona tedavisi ile karşılaştırıldığında, plazma tedavisinin etkisi daha düzgün ve stabildir, bu da ürün kalitesi için yüksek gereksinimlere sahip uygulama senaryoları için uygundur, ancak ekipman yatırımı büyüktür ve proses parametresi kontrolü de daha karmaşıktır.
3 Alev tedavisi
Alev tedavisi, PE yüzeyini kısaca yüksek sıcaklıkta oksitleyici bir aleve maruz bırakmaktır, böylece yüzey oksijen içeren fonksiyonel gruplar üretmek için hızlı bir oksidasyon reaksiyonu geçirir. Bu yöntem hızlı bir işleme hızına sahiptir ve sürekli üretim hatları için uygundur, ancak gerçek uygulamalarda alev sıcaklığı ve işlem süresi tam olarak kontrol edilmelidir, aksi takdirde malzeme özelliklerini etkileyen aşırı oksidasyon veya termal hasara neden olmak kolaydır.
4. Kimyasal yüzey modifikasyonu
Kimyasal tedavi esas olarak asit yıkama, alkalin yıkama, ozon oksidasyonu ve greft kopolimerizasyonunu içerir. Örneğin, PE yüzeyi konsantre sülfürik asit ve potasyum dikromat karışımı ile aşınır veya yüzeyine ozon oksidasyonu ile hidrofilik gruplar sokulur; Maleik anhidrit gibi monomerler, PE'nin diğer malzemelerle uyumluluğunu ve bağlanma kabiliyetini artırmak için greft modifikasyonu için de kullanılabilir. Bu tür bir yöntem genellikle daha kalıcı bir yüzey modifikasyonu etkisi elde edebilir, ancak kimyasal atık sıvı tedavisinde zorluk, yüksek çevresel basınç ve yüksek maliyet gibi sorunlar vardır. Genellikle özel performans gereksinimleri olan ürünler için kullanılır.
Yüzey işleminin PE kaplama ve taban kağıdı arasındaki yapışma mukavemetini etkili bir şekilde iyileştirip geliştirmediğini doğrulamak için aşağıdaki yöntemler test için kullanılabilir:
Soyma kuvveti testi: PE katmanını temel kağıttan soymak için gereken kuvvetin ölçülmesi, arayüzey bağlama kuvvetini değerlendirmek için en doğrudan yöntemdir.
Temas açısı testi: PE yüzeyi üzerindeki bir su damlasının temas açısındaki değişikliği ölçerek, yüzey ıslanabilirliğinin iyileştirilmesi değerlendirilebilir.
XPS (X-ışını fotoelektron spektroskopisi) Analizi: Yüzey elemanı bileşimini tespit etmek ve yeni kutup fonksiyonel gruplarının üretilip üretilmediğini doğrulamak için kullanılır.
FTIR (Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi) Analiz: Yüzey kimyasal yapısındaki değişiklikleri analiz edin ve spesifik fonksiyonel grupların varlığını tanımlayın.
SEM (tarama elektron mikroskobu) Gözlem: Artan pürüzlülük ve mikro gözenekli yapının oluşumu gibi tedaviden sonra yüzeyin morfolojik değişikliklerini kontrol edin.
Yüzey tedavisi teknolojisini rasyonel olarak seçerek ve optimize ederek, PE kaplamalı kağıt bardak baz kağıt rulosundaki PE kaplama ve taban kağıdı arasındaki bağlanma kuvveti önemli ölçüde iyileştirilebilir, böylece ürünün genel performansını ve pazar rekabet gücünü artırabilir.
