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炎処理とは、接着性を向上させるために材料の表面にガス炎を当てることである。[1] [2]
ポリオレフィン、特にポリエチレンとポリプロピレンは、長い非極性分子で構成されているため、接着性が低いです。特別な処理を行わないと、これらの材料に接着剤、インク、その他のコーティングを施すことはできません。表面に高熱を急速に加えると、分子鎖が破壊され、極性官能基が追加されます。炎処理により、ほこり、繊維、油、その他の表面汚染物質も焼き尽くされます。
プロセス
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炎処理は、酸素と燃料ガスの発熱反応によって、原子状酸素（O）、ヒドロキシル（OH）、イミドゲン（NH）、一酸化窒素（NO）、シアン化物（CN）などの熱活性化ラジカル原子や分子が生成される方法です。炎処理で最もよく使用されるガスは、プロパン（C 3 H 8）、天然ガスまたはメタン（CH 4）、ブタン（C 4 H 10）です。これらのガスは大気中の酸素と燃焼し、水と二酸化炭素を生成します。[3]
炎には3つのゾーンがあります。予燃焼ゾーン（青い外側の円錐）、主反応ゾーン（濃い青色の中央の円錐）、および後燃焼ゾーン（明るい青色の内側の円錐）です。予燃焼領域は、放出されるエネルギー（熱）の量が少ないため、炎の中で最も冷たい部分です。主反応ゾーンは、最も高い温度と酸化剤の数があるため、表面処理に使用されます。すべてのプロパンが空気と反応すると、炎は最高温度（1900～2000°C）に達します。酸化剤の濃度は、後燃焼ゾーンの直前で最大になります。[3]
表面を迅速かつ均一に処理するために、右側の図のような多数のガス ジェットが 1 つのバーナー上に長い列に並んでいます。処理する材料は、内側の円錐の真前または真下をすばやく通過します。表面が炎と接触するのは 1 秒未満です。表面は、材料が溶ける時間なしに、すばやく処理されます。
ガス炎中の反応性化学種はプラスチック材料中の長鎖分子を破壊し、破壊点に付着して表面に極性点電荷を生じさせる。顕微鏡レベルでは表面も粗くなる。[4]
参照
参考文献
- ^ 「エアロジェン炎処理により表面接着性が向上」。Materials Today。
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です - ^ Farris, Stefano; Pozzoli, Simone; Biagioni, Paolo; Duó, Lamberto; Mancinelli, Stefano; Piergiovanni, Luciano (2010). 「ポリオレフィンポリマーの表面活性化のための炎処理の基礎 - レビュー」.ポリマー. 51 (16): 3591–3605. doi : 10.1016/j.polymer.2010.05.036 . hdl : 2434/149825 . ISSN 0032-3861.
- ^ ab Johansson, Kenth S. (2017)、「プラスチックの表面改質」、応用プラスチック工学ハンドブック、エルゼビア、pp. 443–487、doi :10.1016/b978-0-323-39040-8.00020-1、ISBN 9780323390408、 2023-02-14取得
- ^ 「炎処理の原理」。Arcotec GmbH。2020年1月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月10日閲覧。
外部リンク
- 炎、プラズマ、コロナ処理の比較