Polimeroen prozesamenduaren munduan, polipropilenoa eta polietilenoa bezalako gainazal plastiko ez-polarrak -esaterako itsasgarritasun, inprimagarritasun eta hezegarritasun optimoak lortzea erronka iraunkorra izaten jarraitzen du. Material hauek, erresistentzia kimikoagatik eta hesi-propietateengatik estimatuak, sarritan labur geratzen dira tintekin, estaldurekin edo itsasgarriekin lotura sendoak behar dituzten aplikazioetan. Errendimendu hutsune hori gainditzeko, gainazala aldatzeko teknologiak ezinbestekoak bihurtu dira. Horien artean, koroaren isurketa-tratamendua funtsezko industria-prozesu gisa nabarmentzen da, bere eraginkortasunagatik, kostu--eraginkortasunagatik eta etengabeko funtzionamendu-gaitasunengatik ezaguna.
Corona Deskargaren Printzipio Zientifikoak
Koroaren tratamendua presio atmosferikoko plasma prozesu bat da funtsean. Plasma-deskarga bat sortuz funtzionatzen du tentsio handiko-elektrodo baten eta lurratutako arrabol baten artean, plastikozko filma edo substratua hutsunetik igarotzen delarik. Aplikatzen den tentsio altuak (normalean kHz-ko tartean) inguruneko airea ionizatzen du, distira ikusgaia edo deskarga harizpikatua sortuz espezie energetikoetan aberatsa. "Plasma hotz" honek elektroi askeen, ioien, molekula metaegonkorren eta ultramoreen (UV) fotoien nahasketa bat osatzen du, guztiak energia esanguratsua daramatenak.
Plasma energetiko honek polimeroaren gainazalean jotzen duenean, hainbat erreakzio fisiko-kimiko nagusi gertatzen dira ia aldi berean. Mekanismo nagusia-energia handiko elektroiek eta UV erradiazioek gainazalaren bonbardaketa da, eta polimero-kateetako karbono-karbono eta karbono-hidrogeno lotura egonkorrak hausten dituzte. Lotura-ebaki honek erradikal aske oso erreaktiboak sortzen ditu gainazalean. Ondoren, polimero-erradikal aske hauek azkar erreakzionatzen dute aireko plasman dauden oxigeno eta nitrogeno espezieekin (adibidez, oxigeno atomikoa, ozonoa eta oxido nitrikoa). Erreakzio honek talde funtzional polarrak-batez ere karbonilo (C=O), karboxilo (COOH) eta hidroxilo (OH) taldeak-lehen geldoen gainazalean sartzea dakar. Oxigeno-duten talde hauek sartzeak izugarri handitzen du plastikoaren gainazaleko energia, eta hidrofobo izatetik hidrofilo izatera pasaz. Gainazaleko energia hobetu hau hezegarritasuna hobetzeko gakoa da, atxikimendu sendoa izateko ezinbesteko baldintza baita tintak, itsasgarriak eta estaldurak bezalako likidoak uniformeki zabaltzea eta substratuarekin kontaktu intimoa izatea ahalbidetzen baitu.
Abantailak eta Aplikazio Industrialak
Korona-tratamenduaren hedapena industria guztietan onura tekniko eta ekonomikoen konbinazio erakargarriari egozten zaio. Bere abantailarik handiena,-linean prozesu jarraitu gisa integratzeko gaitasuna da, ekoizpen-fluxua eten gabe, eta hori ezinbestekoa da-bolumen handiko fabrikaziorako pelikula bihurtzea bezalakoak. Presio atmosferikoan funtzionatzen du, airea bitarteko erreaktibo gisa erabiliz, beste plasma-teknologiek behar dituzten huts-sistema garestien beharra ezabatuz. Horri esker, ekipamendua sinpleagoa, sendoagoa eta askoz ere kostu-erraginkorragoa bihurtzen da, bai kapital-inbertsioari bai eragiketa-gastuei dagokienez.
Abantaila horiei esker, koroa-tratamendua poliolefina-filmak aldatzeko metodo-metodoa da. Adibide nagusi bat biaxialki orientatutako polipropilenozko filma (BOPP) da, elikagaien bilgarrietan, zinta itsasgarrietan eta erabilera orokorreko-bilgarrietan nonahi dagoen materiala. Tratatu gabeko egoeran, BOPP-k gainazaleko energia txikia du eta hezegarritasun eskasa du, eta ez da egokia inprimatzeko edo laminatzeko. Corona tratamenduak modu eraginkorrean aktibatzen du bere gainazala, eta -kalitate handiko inprimaketa grafikoa eta itsasgarri geruzekin lotura fidagarria ahalbidetzen du. Ontzietatik haratago, azido polilaktikoa (PLA) bezalako polimero biodegradagarriak aldatzeko ere aplikatzen da teknologia. Ikerketek frogatu dute koroaren tratamenduak oxigeno-talde funtzionalak sar ditzakeela PLA gainazaletan, atxikimendua hobetzeaz gain polimeroaren biodegradazio-tasa bizkortu dezaketela.
Mugak eta Teknologia Osagarriak
Nagusia izan arren, koroaren tratamendua ez da irtenbide unibertsala eta muga zehatzak ditu. Sortzen den plasma nahiko dentsitate-baxua da eta tratamenduaren efektua oso gutxikoa da normalean, materialaren kanpoaldeko geruza molekularretatik (nanometro gutxi batzuk) soilik sartzen da. Hori nahikoa da filmetarako, baina hiru-dimentsioko objektu, ehun edo zuntz solteak dituzten materialetarako muga bihurtzen da. Tratamendu-efektua ez-uniformea izan daiteke gainazal irregularretan, eta elektrodoen hutsune oso txikiak (1 mm ingurukoak) eskakizuna muga praktiko bat izan daiteke substratu lodiak edo testuratuak tratatzeko. Gainera, tratatutako gainazalak "zahartzea" izan dezake, non eragina denborarekin murrizten den -molekularreko-pisu txikiko oxidatutako materialen migrazioaren ondorioz edo talde polarrak polimero soltean birorientatzearen ondorioz.
Koroaren tratamendua desegokia den aplikazioetarako, teknologia alternatiboak eta osagarriak erabiltzen dira.Suaren tratamenduaoso finkatuta dagoen-presio atmosferikoko beste teknika bat da. Plastikozko gainazala gas sugar baten aurrean laburki azaltzean funtzionatzen du, eta horrek koroa tratamenduaren antzeko-erradikal askeen mekanismo baten bidez oxidatzen du gainazala, talde polarrak sartuz. Suaren tratamenduak sakonera apur bat handiagoan eragiten du (4-9 nm) eta sarritan hobetsi ohi da material lodiagoetarako, 3D forma konplexuetarako, automobiletako piezak, edo putz-moldeatutako botiletarako. Ikerketek frogatu dute onuragarria eta osagarria dela koroa-isuriarekin, eta optimizaziorako funtsezkoak direla aire-gasaren arteko erlazioa eta esposizio-denbora bezalako parametroak. Gainazaleko ingeniaritza zehatz eta aurreratuena lortzeko,-presio baxuko plasma tratamenduakontrol handiagoa eskaintzen du. Prozesuko gas zehatz batekin (adibidez, oxigenoa, argona) huts-ganbera batean burututa, plasma trinkoagoa eta uniformeagoa sortzen du, eta horrek gainazaleko funtzionaltasun ugari eta aldaketa sakonagoak sor ditzake, masa materiala kaltetu gabe. Garestiagoa eta loteka-bideratuta dagoen arren, ezinbestekoa da teknologia handiko-aplikazioetarako, adibidez, gailu medikoak.
Ondorioa eta etorkizuneko aurreikuspenak
Koroaren isurketa-tratamenduak ezinbesteko teknologia izaten jarraitzen du, zientziak{0}}eragindako teknologia, plastikoen eta ontzien industrien hazkuntzaren oinarri izan duena hamarkadetan zehar. Plasma fisikaren aplikazio dotorea atxikimendu-arazo praktikoak konpontzeko ingeniaritza eraginkorraren erakusgarri da. Plastikoen gainazaleko kimika funtsean aldatuz talde funtzional polarrak sartuz, aplikazio modernoek eskatzen duten errendimendua ahalbidetzen du. Geometria eta material jakin batzuekin mugak baditu ere, bere eginkizuna segurua da filmaren tratamenduaren kostu--abiadura paregabeagatik. Gainazalaren aldaketaren etorkizuna ez dago koroaren tratamenduaren lekualdatzean, sugarra eta presio baxuko-plasma bezalako beste teknologiekin duen integrazio adimentsuan baizik.