В производствените линии в различни индустрии, като производство на фолио, опаковане, покритие, производство на ленти и печат, обработката с корона е един от най-фундаменталните, често срещани и – от решаващо значение – критични процеси. Като основен компонент на оборудването за обработка с корона, повърхностното покритие на коронния вал определя директно стабилността, еднородността и експлоатационния живот на процеса на обработка.
Много хора забелязват специфична характеристика при закупуване или подмяна на коронни ролки:
Покритието на коронарния валяк не е фиксирано; по-скоро то може да бъде персонализирано според специфичните работни условия, като се предлагат различни видове покрития, включително силиконови, епоксидни и керамични.
Това повдига често задаван въпрос в индустрията:
Защо индустриалните коронни ролки са проектирани с множество опции за покритие? Какви точно са разликите между тези различни покрития? И защо техният експлоатационен живот и експлоатационни характеристики се различават?
Тази статия ще предостави подробен анализ – разглеждайки фактори като свойства на материалите, механизма на обработка с корона, работната среда, изискванията за устойчивост на температура, диелектричните характеристики и рентабилността – за да обясни защо е важно коронните валяци да предлагат набор от опции за персонализирано покритие.
Защо коронните валяци изискват различни покрития? Къде се крият основните разлики?
Коронарната обработка е метод, предназначен да увеличи повърхностното напрежение (ниво на Дин) на филмите. Той разчита на високочестотна, високоволтова електрическа енергия, за да генерира йонизиращ разряд върху повърхността на материала, като по този начин активира повърхностите на материали като пластмаси, филми и хартия.
Тази активация служи за подобряване на:
• Адхезия на покритието
• Сила на свързване на печатарското мастило
• Термозапечатващи характеристики
• Възможност за лепене
По време на процеса на обработка с корона, корониращият вал действа като директна физическа среда, която пренася електрическия разряд. Следователно, повърхностното покритие на корониращия вал трябва да отговаря на следните критерии:
1. Отлична диелектрична якост
2. Устойчивост на високи температури
3. Устойчивост на електрически пробив
4. Устойчивост на механично износване
5. Устойчивост на корозия
6. Превъзходни изолационни свойства
7. Отлична термична стабилност
Тъй като различните покривни материали показват различни нива на производителност по отношение на тези специфични атрибути, производителите предлагат множество персонализируеми опции за покритие, за да отговорят на разнообразните оперативни изисквания.
Например:
• Силиконови коронни ролки: Предлагат умерени диелектрични свойства и относително по-ниска температурна устойчивост, но осигуряват отлична икономическа ефективност.
• Епоксидни коронни ролки: Притежават по-висока диелектрична якост в сравнение със силиконовите и представляват по-малък риск от проблеми, свързани с износване.
• Керамични коронни ролки: Притежават може би най-силната устойчивост на абразия, корозия и високи температури, както и превъзходни изолационни и електрически свойства; те обаче са с най-висока цена.
В индустриална среда, нито едно покритие не може да е подходящо за всички работни условия; следователно,коронни ролкитрябва да се предлага с различни опции за покритие, за да се осигури правилна съвместимост.
По какво се различават коронните ролки с различни покрития по отношение на диелектричните свойства?
При избора на коронен валяк, основното съображение е диелектричната якост, тъй като процесът на коронна обработка по своята същност е явление на електрически разряд.
Диелектричните характеристики на различните покривни материали са следните:
Покриващ материал | Диелектрични характеристики | Подходящ за
Силикон | Умерено; склонен към стареене при високи температури | Лека до средно натоварена обработка с корона
Епоксидна смола | По-здрава; предлага по-балансиран профил на стабилност от силикона | Корона обработка със средно до тежко натоварване
Керамика | Изключително здрава; предлага оптимална устойчивост на високи температури и електрически пробив | Работни условия с висока честота, висока температура или тежко натоварване
Наличието на множество опции за покритие за коронни валяци е предназначено основно да отговори на различните изисквания за силата на електрическото поле.
Например:
• Високомощни коронни машини → Изискват керамично покритие
• Машини със средна мощност, изискващи висока стабилност → Изискват епоксидно покритие
• Стандартна обработка на филмов коронен разряд (рентабилни приложения) → Изберете силиконово покритие
Различията в диелектричните свойства представляват една от основните причини за разнообразието на наличните покрития.
Влияе ли топлоустойчивостта на коронен валяк на експлоатационния му живот?
Разликите в експлоатационния живот са тема от първостепенно значение за потребителите. Типичният експлоатационен живот на ролки с различни покрития е следният (въз основа на общите показатели в индустрията):
• Силиконови корона ролки: Приблизително 6 месеца
• Епоксидни коронни валяци: Приблизително 1 година
• Керамични коронни ролки: Приблизително 2 години или повече
Защо има такава съществена разлика?
Срокът на експлоатация е тясно свързан със следните фактори:
1. Устойчивост на топлина
2. Устойчивост на електрически пробив
3. Устойчивост на озонова корозия (озонът се генерира по време на коронния процес)
4. Устойчивост на износване
5. Устойчивост на химическа атака
6. Стабилност на твърдостта
7. Стабилност на натоварването
Защо експлоатационният живот на силиконовите ролки е сравнително кратък (приблизително шест месеца)?
• Слаба температурна устойчивост
• Склонност към стареене, причинена от озон
• По-мека повърхност; недостатъчна устойчивост на износване
• Податлив на диелектричен пробив при коронен разряд с висока мощност
Защо експлоатационният живот на епоксидното покритие е приблизително една година?
• По-висока температурна устойчивост от силикона
• По-стабилна повърхностна твърдост
• По-голяма устойчивост на диелектричен пробив
• По-силна устойчивост на абразия
Въпреки това:
• Все още не може да издържи на екстремно високи температури
• Не може да издържи продължителна употреба в корозивни среди
Защо експлоатационният живот на керамичния коронен валяк е приблизително две години?
Характеристики на керамичните покрития:
• Висока твърдост
• Висока устойчивост на абразия
• Изключителна устойчивост на високи температури
• Висока диелектрична якост
• Устойчивост на диелектричен пробив
• Устойчивост на химическа корозия
• Устойчивост на стареене от озон
Керамичното покритие е може би най-подходящото за работната среда на коронен валяк; следователно, то естествено предлага най-дълъг експлоатационен живот. Съществуването на тези разлики в експлоатационния живот налага коронните валци да се предлагат с разнообразни опции за покритие, за да се съобразят с различни бюджети и експлоатационни условия.
Влияят ли дебелината на покритието и материалът на коронния валяк върху равномерността на коронния разряд?
Отговорът е „да“ – и въздействието е доста значително.
Ключовите фактори, определящи еднородността на короната, са:
• Дали диелектричната константа на покритието е равномерно разпределена
• Дали грапавостта на повърхността е постоянна
• Дали дебелината на покритието е равномерна
• Дали материалът на покритието притежава стабилни изолационни свойства
• Дали температурата на повърхността е балансирана
Електрическите и термичните свойства на силиконовите, епоксидните и керамичните покрития се различават значително, което води до различни характеристики на коронарния разряд:
• Силиконови коронни ролки: Предлагат приемлива равномерност на коронния разряд, но производителността им става нестабилна при високи температури.
• Епоксидни коронни валяци: Осигуряват превъзходна равномерност и по-стабилно разпределение на електрическото поле.
• Керамични коронни ролки: Представляват почти оптималното решение за коронна производителност, предлагайки най-високо ниво на стабилност.
Следователно, изборът на покривен материал не само влияе върху експлоатационния живот на валяка, но и пряко влияе върху ефективността на коронарната обработка.
Какви предпазни мерки трябва да се вземат при използване на силиконов коронен валяк? Защо експлоатационният му живот обикновено е ограничен до приблизително шест месеца?
Причините за широкото използване на силиконови коронни ролки са ясни: ниска цена, висока адаптивност и лесна бърза подмяна. Слабостите им обаче също са доста очевидни:
1. Бързо стареене при високи температури
2. Повърхностни пукнатини, причинени от озонова корозия
3. Слаба устойчивост на износване
4. Бързо влошаване на диелектричната якост с течение на времето
5. Податливост на диелектричен пробив
Повечето силиконови коронни ролки се използват при условия на средна мощност и типичният им експлоатационен живот е:
• Приблизително 4–6 месеца (средностатистическа)
Силиконът е подходящ за:
• Потребители, чувствителни към разходите
• Приложения за обработка с корона при средно до ниско натоварване
• Производствени линии, които не са чувствителни към високи температури
Въпреки това, не е подходящ за:
• Високочестотна коронарна терапия
• Среди с висока температура
• Обработващи среди, включващи лепкави материали, които генерират значително триене и причиняват бързо износване
В кои среди са подходящи коронните ролки с епоксидно покритие? Защо експлоатационният им живот обикновено е около една година?
Епоксидното покритие е баланс между силикон и керамика, което го прави добър избор за...коронен валякпокрития.
Причината за приблизителния му едногодишен експлоатационен живот се крие в следните фактори:
• По-висока температурна устойчивост от силикона
• По-голяма устойчивост на износване
• По-стабилни диелектрични свойства
• Превъзходна устойчивост на озон
Коронарните ролки с епоксидно покритие са подходящи за:
• Приложения за обработка с корона при средно до високо натоварване
• Потребители, които изискват баланс между икономическа ефективност и производителност
• Процеси на производство на филми със строги изисквания за еднородност на обработката с корона
• Производствени линии със специфични изисквания относно работната температура и скорост
Въпреки това, епоксидната смола все още не може да осигури напълно:
• Дългосрочна стабилност при условия на висока честота и висока температура
• Изключителна устойчивост на корозия
• Изключителна устойчивост на износване
Следователно, периодичната подмяна остава необходима.
Защо керамичните коронни ролки имат по-дълъг експлоатационен живот? Какво обяснява предимството на двугодишния им живот?
Керамично покрити коронни ролки превъзхождат силиконовите и епоксидните алтернативи по почти всеки критичен показател:
1. Изключителна устойчивост на износване
2. Устойчивост на високи температури, способна да издържи на тежки натоварвания в коронни среди
3. Превъзходни електрически изолационни свойства, силно устойчиви на диелектричен пробив
4. Устойчивост на химическа корозия
5. Устойчивост на стареене под въздействието на озона
6. Висока термична стабилност
7. Висока повърхностна размерна стабилност (устойчивост на деформация)
Тези качества позволяват на керамичните коронни ролки да поддържат еднородност на короната за продължителни периоди, което води до типичен експлоатационен живот от:
• Приблизително 1,5 до 2 години или дори повече
Керамиката представлява първокласен избор, което я прави идеална за:
• Приложения за високочестотна коронарна обработка
• Непрекъснати, дългосрочни производствени операции
• Работни среди с висока температура
• Потребители с изключително строги изисквания относно стабилност и експлоатационен живот
Именно поради превъзходната си производителност и дълготрайност, те представляват и най-бюджетният вариант.