电线和电缆绝缘通常由热塑性塑料、热固性塑料或纤维涂层制成,如玻璃纤维和纤维编织。不幸的是,对制造商来说,当使用标准技术时,油墨和涂料不能打印或与这些材料粘结良好。

这有几个原因。材料表面极性低,润湿性和附着力差。此外,在标记和编码之前,这些材料通常不会进行表面改性,有时还会暴露在恶劣或极端的环境中,这增加了应力,进一步防止了粘附。这些限制使得一些制造商,如汽车和航空航天工业的制造商,很难在其电线和电缆线束上应用高性能标记。

然而,由Enercon Industries Corp.的研究表明,大气 - 血浆表面处理可以克服这些限制并优化绝缘材料的粘合性能。该治疗通过改善油墨和涂层界面的物理和化学粘附来实现这一点。

表面能的重要性

制造商需要了解材料表面能的重要性。事实上,油墨(用于标记或编码)或涂层粘附绝缘的好坏很大程度上取决于它是极性、低极性还是非极性。

极性表面带有正电荷或负电荷,它们对极性油墨和涂料的粘附效果最好。这是因为,当极性物质聚集在一起时,在整个界面上产生了强大的分散力。以聚氨酯为例,极性聚氨酯或丙烯酸基油墨和涂料比非极性聚氨酯更有利于印刷和涂层。

非极性材料是充电中性的,需要化学,扩散或机械表面处理以改善粘附性。经常使用的低极性或非极性材料是热塑性烯烃(TPOS),Teflon和聚醚醚酮(PEEK)。

TPOs是由低极性的聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯)制成的,表面没有带电分子相互作用。因此,极性油墨和涂料不能很好地附着在TPOs上,在干燥或固化时很容易去除。

Teflon是一种低极性聚合物,其含有高电负基氟原子。在高性能应用中使用,Teflon对墨水和涂层制造商提供了许多挑战。因为Teflon的净偶极矩(分子中的各个正电荷的总和)为零,所以材料是完全非极性的,因此没有固有的电荷以吸引油墨或涂层。

偷看是另一种高性能低极性聚合物。它是需要高耐热性和尺寸稳定性的应用。然而,其高耐化学性具有显着的油墨粘附挑战。

血浆处理改善粘附性

传统上,已经使用了几种方法来修改绝缘并提高其可印刷性。这些包括低压血浆或化学引物的施用;暴露于红外或紫外线,臭氧,离子束和伽马和X射线。不幸的是,这些方法在硬件和耗材方面既昂贵适用,它们倾向于抑制线速度。

相比之下,内联大气等离子体处理需要低资本支出和运营成本。有三种技术可用,使用吹入离子,火焰或可变化学(气相)等离子体。

在处理过程中,带电电子或正离子以足够高的速度和密度投射到绝缘上,以促进自由基和化学改性材料表面。表面清洗和粗化也会发生。

提高了表面极性,提高了油墨的润湿性和附着力。这是非常重要的,因为附着力化学证明油墨越湿润,它所覆盖的表面积就越大。此外,处理允许更多的反应性相互作用和增加粘结强度。

吹入的离子等离子体处理使用空气作为其工艺气体产生离子并产生物理蚀刻,清洁和氧化表面效果。

火焰等离子体处理燃烧空气和碳氢化合物气体,形成强烈的蓝色火焰,其中包含有能量粒子,如醚,酯,羰基,羧基和羟基。通过氧化,对这些颗粒的短暂暴露影响绝缘体上的电子和偏振表面分子的分布和密度。

可变化学(气相)等离子体处理利用扩散在电极和绝缘之间的气体的电离来进行广泛的表面修饰。这包括在绝缘上分解和去除低分子量的有机材料,进行精细蚀刻,接枝分子或化学物质。修改发生在稍微高于环境温度,但不抑制生产处理速度。