Historia procesu zwanego obróbką powierzchniową sięga lat po II wojnie światowej, gdy popularność w druku opakowań zaczęły zyskiwać materiały niewsiąkliwe takie jak tworzywa sztuczne i folie. Problem powodowało słabe przyleganie farby do tego rodzaju podłoża – tak było do chwili, gdy duński wynalazca Verner Eisby opracował technikę, która pozwoliła go rozwiązać. Proces nazwano koronowaniem (Corona treatment), zaś firma, którą założył Eisby – Vetaphone – wyrosła na rynkowego lidera w zakresie obróbki powierzchniowej.
Czym jest koronowanie?
Plastik to sztuczny materiał syntetyczny zbudowany z długich, jednorodnych łańcuchów cząsteczkowych, które tworzą wytrzymały i jednolity produkt. Dodatkowo łańcuchy te są zazwyczaj złączone z sobą końcami formując jeszcze dłuższe łańcuchy, pozostawiając bardzo niewiele wolnych końców, czyli punktów wiążących. Mała ilość punktów wiążących powoduje niską przyczepność i zwilżalność, co jest problemem w procesach przetwórczych.
Mówiąc w skrócie, obróbka koronowa rozbija łańcuchy cząsteczek, co skutkuje zwiększeniem ilości otwartych wiązań końcówek w formie wolnych atomów na powierzchni materiału. Co istotne, taka obróbka powierzchniowa nie zmniejsza i nie zmienia wytrzymałości podłoża. Nie zmienia też wyglądu materiału, a jedynie górne łańcuchy molekuł, które mają grubość 0,00001 mikrona.
Jak to działa?
Podczas obróbki wyładowaniami koronowymi elektrony zostają przyspieszone na powierzchni tworzywa sztucznego, co powoduje rozrywanie długich łańcuchów i powstawanie wielu otwartych wiązań oraz wolnych atomów tlenu.
Ozon w trakcie wyładowania elektrycznego zostaje przyspieszony na powierzchni, na której w wyniku tego procesu powstają nowe grupy karbonylowe o wyższej energii powierzchniowej. Rezultatem jest polepszenie połączenia chemicznego (dyn/cm) pomiędzy cząsteczkami w tworzywie sztucznym a farbą, lakierem czy klejem.
Skuteczność obróbki koronowej zależy od typu zastosowanego materiału, ponieważ różne materiały mają odmienne własności i różne ilości poślizgu oraz dodatków, które będą determinować efekt obróbki koronowej. Nie ma ograniczeń w odniesieniu do materiałów, które można poddać obróbce koronowej, ale wymagana intensywność obróbki, mierzona stosunkiem wat/min/m2, może się jednak znacznie różnić. Dokładną wartość najlepiej określić przez testowanie próbek folii, która jest przewidziana do zastosowania w konkretnej aplikacji.
Koronowanie w akcji
Dobrym przykładem wykorzystania koronowania w sektorze wytłaczania jest firma Kung Hsing z Tajwanu, która współpracuje z Vetaphone od 2011 r. Powodem, dla którego wybrała ona Vetaphone, były wcześniejsze złe doświadczenia z lokalnymi azjatyckimi producentami. Stephanie Shea, asystentka prezesa Kung Hsing, wyjaśnia: Nasi klienci oczekują najwyższej jakości i nie tolerują niespójności w swych poszukiwaniach wartości dodanej w branży opakowań. Z naszej strony oczekują pomocy w rozwiązywaniu ich problemów. Jeśli są usatysfakcjonowani, wracają po więcej. To dlatego lubimy pracować z Vetaphone – oni rozumieją naszą filozofię i reagują zawsze, gdy tego od nich oczekujemy. To klucz do zapewnienia powtarzalności biznesu.
KS produkuje sześć różnych linii do wytłaczania folii rozdmuchiwanej, od najbardziej zaawansowanego modelu Multi-Layer Co-Extrusion High Speed, zdolnego do wielowarstwowego współwytłaczania maksymalnie siedmiu warstw folii oraz wielowarstwowych folii HDPE ABA i ABC, aż po budżetowe linie: E-Type HDPE/LDPE High Speed oraz Polypropylene High-Speed. Firma produkuje też maszyny do wytłaczania monofilamentów: nylonu, poliestru, PP/PE, PP/PE o płaskich włóknach do produkcji worków tkanych; maszynę do produkcji taśm pakujących z polipropylenu; maszynę do produkcji arkuszy polipropylenowych; a także gamę maszyn do recyklingu tworzyw sztucznych. Wiedza obejmująca wszystkie te sektory, w połączeniu z certyfikatami ISO 9002 oraz CE, sprawiła, że maszyny KS sprzedano do ponad 100 krajów z całego świata. U podstaw firmowego biznesu tkwi kontrola jakości, a każda maszyna przed wysłaniem do klienta przechodzi pełen zakres testów.
Ponieważ rynek przykłada coraz większą wagę do jakości, cena zaproponowana klientowi przestaje być dla Kung Hsing głównym kryterium decyzji inwestycyjnych. Jak podkreśla Stephanie Shea: Musimy edukować rynek przez pryzmat całkowitego kosztu własności. Wiemy, że w przypadku Vetaphone nasi klienci będą musieli kupić tylko jeden zespół na cały okres eksploatacji maszyn KS, podczas gdy tańsze alternatywy wymagają regularnych wymian. Zamiast więc kosztować klientów mniej, sprawiają, że wydają oni znacznie więcej – wszystko sprowadza się do nauczania rynku o potrzebie długofalowego podchodzenia do kwestii jakości.
Podsumowanie
Nawet jeśli zrozumienie zasad obróbki koronowej jest dane nielicznym, jej efekty i zapewniane przez nią korzyści nie mogłyby być bardziej oczywiste. Udział Vetaphone w rynku wąskiej wstęgi sięga 85%, ale firma nadal podejmuje aktywne działania na rzecz rozwoju swego biznesu na rozległych rynkach opakowań giętkich, powlekania i wytłaczania. To, co zaczęło się jako eks-peryment we wczesnych latach 50. ubiegłego wieku, stało się współczesnym
globalnym standardem, z technologią Vetaphone jako standardem jakości w obróbce powierzchni.
Tłumaczenie: Tomasz Krawczak
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
