Aktywacja koronowa – dlaczego stosuje się ją przed drukiem na folii?

Aktywacja koronowa to proces obróbki powierzchniowej stosowany przede wszystkim do zwiększania energii powierzchniowej materiałów takich jak folie z tworzyw sztucznych. Ułatwia to zwilżanie powierzchni przez farby, lakiery, kleje i inne powłoki oraz może poprawiać warunki ich adhezji.

Dlaczego drukowanie na folii może być trudne?

Wiele tworzyw sztucznych ma stosunkowo niską energię powierzchniową.

Jeżeli energia powierzchniowa podłoża jest niewystarczająca względem nanoszonej cieczy, farba może nie rozpływać się równomiernie.

Zamiast tworzyć ciągłą warstwę może wykazywać tendencję do:

• skupiania się,
  
• tworzenia kropli,
  
• słabego zwilżania,
  
• niewystarczającej przyczepności.
  

Problem może występować przy materiałach takich jak PP, PE i inne folie stosowane w etykietach i opakowaniach.

Jak działa aktywacja koronowa?

Materiał przechodzi przez urządzenie wytwarzające wyładowanie elektryczne o wysokiej częstotliwości.

Oddziaływanie zachodzi na bardzo cienkiej warstwie powierzchni materiału i zmienia jej właściwości chemiczne.

W efekcie wzrasta energia powierzchniowa i materiał może być lepiej zwilżany przez nanoszoną ciecz.

Proces nie polega więc na mechanicznym szlifowaniu lub zwiększaniu chropowatości całej folii.

Modyfikowana jest przede wszystkim jej powierzchnia.

Jeżeli ciecz dobrze zwilża powierzchnię, ma tendencję do rozprowadzania się po niej zamiast tworzenia wyraźnie wypukłych kropli.

Ma to znaczenie m.in. przy nanoszeniu:

• farby,
  
• lakieru,
  
• kleju,
  
• powłoki.
  

Dobre zwilżanie nie jest jedynym warunkiem poprawnej adhezji, ale stanowi ważny element procesu.

W branży poligraficznej i opakowaniowej stan powierzchni folii często opisuje się za pomocą tzw. poziomu dyne.

Wartość jest zwykle podawana w dyn/cm i służy jako praktyczny wskaźnik energii powierzchniowej lub zwilżalności materiału.

Wyższa wartość nie oznacza automatycznie „lepszego materiału”.

Wymagany poziom zależy od:

• rodzaju folii,
  
• farby,
  
• kleju,
  
• lakieru,
  
• technologii aplikacji,
  
• wymagań dostawcy systemu.
  

Dlatego nie istnieje jedna uniwersalna wartość właściwa dla każdego procesu.

Jak mierzy się poziom dyne?

W praktyce przemysłowej spotykane są m.in.:

• płyny testowe,
  
• pisaki dyne,
  
• pomiary kąta zwilżania wykonywane odpowiednimi urządzeniami.
  

Proste testy dyne są wygodne jako narzędzie procesowe, ale wymagają właściwego wykonania.

Na wynik mogą wpływać m.in.:

• zanieczyszczenie powierzchni,
  
• stan środka testowego,
  
• technika wykonania testu,
  
• czas oceny.
  

Dlatego pomiar należy traktować zgodnie z przyjętą procedurą, a nie jako przypadkową próbę „czy pisak się rozlewa”.

Czy raz aktywowana folia pozostaje aktywna na zawsze?

Nie należy tego zakładać.

Efekt obróbki powierzchniowej może z czasem słabnąć.

Na właściwości powierzchni mogą wpływać:

• czas przechowywania,
  
• temperatura,
  
• wilgotność,
  
• dodatki obecne w tworzywie,
  
• migracja składników materiału,
  
• zanieczyszczenie powierzchni.
  

Dlatego w określonych procesach poziom energii powierzchniowej może być kontrolowany bezpośrednio przed drukiem.

Czy można ponownie aktywować materiał?

W określonych sytuacjach stosuje się dodatkową obróbkę powierzchni materiału przed drukiem lub innym procesem.

Może ona służyć do podniesienia poziomu powierzchni do wartości wymaganej przez dany system farbowy lub powłokowy.

Możliwość i zakres takiego procesu zależą jednak od rodzaju materiału.

Nie należy automatycznie zakładać, że każdy problem z przyczepnością można rozwiązać wyłącznie przez zwiększenie mocy aktywacji.

Czy wyższy poziom dyne zawsze jest lepszy?

Nie.

Celem jest uzyskanie poziomu odpowiedniego do konkretnego procesu, a nie maksymalnie wysokiej wartości.

Nadmierna obróbka niektórych tworzyw może prowadzić do niepożądanych zmian powierzchni i nie musi poprawiać adhezji.

Właściwe podejście polega więc na dopasowaniu obróbki do:

• materiału,
  
• prędkości procesu,
  
• szerokości wstęgi,
  
• stosowanej cieczy,
  
• wymaganego poziomu powierzchniowego.
  

Aktywacja koronowa a energia powierzchniowa

Energia powierzchniowa opisuje zdolność powierzchni do oddziaływania z cieczą.

Aktywacja koronowa jest natomiast jednym ze sposobów zmiany właściwości tej powierzchni.

Można więc powiedzieć:

energia powierzchniowa = właściwość materiału

aktywacja koronowa = proces stosowany do jej modyfikacji

Te pojęcia są powiązane, ale nie są synonimami.

Aktywacja koronowa a BOPP i PP

Polipropylen i jego odmiany są szeroko stosowane w materiałach foliowych.

Jednocześnie powierzchnie poliolefinowe mogą wymagać odpowiedniego przygotowania, aby zapewnić dobre zwilżanie przez farby lub powłoki.

Dlatego właściwości powierzchni są istotnym parametrem przy druku na foliach PP i BOPP.

Czy prawidłowy dyne gwarantuje dobrą przyczepność farby?

Nie.

Właściwy poziom powierzchniowy jest ważny, ale na przyczepność mogą wpływać również:

• skład farby,
  
• sposób jej utwardzenia,
  
• czystość materiału,
  
• rodzaj topcoatu,
  
• migracja dodatków,
  
• parametry maszyny,
  
• warunki przechowywania.
  

Test dyne nie zastępuje więc kompletnej oceny kompatybilności materiału z systemem druku.