قدرت چسبندگی جوهر چاپ صفحه نمایش UV روی PP و PE چقدر است؟

پلی پروپیلن (PP) و پلی اتیلن (PE) به دلیل مقاومت شیمیایی، انعطاف پذیری و هزینه کم به طور گسترده در بسته بندی، کالاهای مصرفی، قطعات خودرو و ظروف صنعتی استفاده می شود. با این حال، از دیدگاه چاپ، آنها از سخت ترین بسترها هستند. هر دوی این مواد به خانواده پلی اولفین ها تعلق دارند و انرژی سطحی بسیار کمی دارند (معمولاً 29-33 dyn/cm)، که خیس شدن، پخش شدن و چسبندگی موثر جوهرها را دشوار می کند. چاپ می کند.

 

 

 

 

چه چیزی قدرت چسبندگی را تعیین می کند؟

قدرت چسبندگی به توانایی لایه جوهر پخته شده برای مقاومت در برابر پوسته شدن، خراشیدگی یا جدا شدن از زیرلایه اشاره دارد. برای جوهرهای چاپ صفحه UV، چسبندگی روی PP و PE به هر دو بستگی داردپیوند شیمیاییولنگر مکانیکی. از آنجایی که پلی اولفین ها از نظر شیمیایی بی اثر و غیرقطبی هستند، مکان های اتصال کمی ایجاد می کنند. بنابراین، بهبود چسبندگی به شدت به افزایش انرژی سطح و انتخاب جوهرهای فرموله‌شده با رزین‌های تقویت‌کننده چسبندگی بستگی دارد.

 

عامل	تاثیر بر چسبندگی به PP/PE
سطح انرژی سطح	انرژی بیشتر باعث بهبود خیس شدن و چسبندگی جوهر می شود
تمیزی سطح	روغن ها و عوامل آزاد کننده کپک چسبندگی را کاهش می دهند
فرمولاسیون جوهر	رزین های چسبنده ویژه سازگاری را بهبود می بخشد
درجه پخت	پلیمریزاسیون کامل لایه جوهر را تقویت می کند
ضخامت فیلم	ضخامت مناسب از شکست شکننده جلوگیری می کند

 

بدون عملیات سطح، استحکام چسبندگی اغلب برای الزامات دوام صنعتی کافی نیست.

 

 

سطوح عملکرد چسبندگی معمولی

چسبندگی معمولاً با استفاده از آزمایش‌هایی مانند آزمایش نوار متقاطع{0} (ASTM D3359) یا مقاومت در برابر لایه‌برداری ارزیابی می‌شود. در PP و PE درمان نشده، جوهرهای صفحه نمایش UV ممکن است فقط برسندامتیاز 0B–2B، به این معنی که پوسته شدن یا لایه برداری قابل توجهی رخ می دهد. پس از درمان سطحی مناسب، چسبندگی می تواند بهبود یابد4B–5B، جایی که حذف اندک یا بدون پوشش رخ می دهد.

 

وضعیت بستر	انرژی سطحی معمولی	نتیجه چسبندگی (تقاطع-دریچه)
PP/PE درمان نشده	29-33 dyn/cm	0B–2B (ضعیف)
کرونا-درمان شد	38-42 دین در سانتی متر	3B–4B (متوسط ​​تا خوب)
شعله-درمان شده است	40-44 dyn/cm	4B–5B (از خوب تا عالی)
پلاسما-درمان شده است	42+ dyn/cm	5B (عالی)

 

این مقادیر نشان می دهد که فعال سازی سطحی کلید دستیابی به چسبندگی قوی است.

 

روش های درمان سطحی

 

تعامل مولکولی بین جوهر و سطح درمان شده

 

هنگامی که عملیات سطح قطبیت را افزایش می دهد، برهمکنش بین جوهر UV و زیرلایه از اتصال مکانیکی صرف به پیوند فیزیکی و شیمیایی ترکیبی تغییر می کند. معرفی -گروه‌های عاملی حاوی اکسیژن-مانند گروه‌های هیدروکسیل، کربونیل، یا کربوکسیل-محل‌های فعالی ایجاد می‌کند که جاذبه بین مولکولی را بهبود می‌بخشد. در طول عمل آوری اشعه ماوراء بنفش، شبکه پلیمری جوهر در تماس نزدیک با این مناطق فعال تشکیل می شود و در نتیجه نیروهای سطحی قوی تری ایجاد می شود. این تماس مولکولی نزدیک‌تر احتمال لایه‌لایه‌شدن تحت تنش، تغییر دما یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی را کاهش می‌دهد.

 

مرطوب سازی بهبود یافته منجر به تشکیل فیلم یکنواخت می شود

 

فعال سازی سطحی به طور مستقیم بر رفتار خیس شدن جوهر تأثیر می گذارد. در PP یا PE تیمار نشده، قطرات جوهر به دلیل انرژی کم سطح، منقبض یا منقبض می شوند، حفره های هوا را به دام می اندازند و ضخامت ناهمواری ایجاد می کنند. پس از درمان کرونا، شعله یا پلاسما، جوهر با سهولت بیشتری پخش می شود و بی نظمی های سطح میکروسکوپی را پر می کند. این مرطوب شدن یکنواخت ضخامت لایه ثابت، ظاهر اپتیکی بهتر و عیوب سطحی کمتری مانند سوراخ‌ها یا چشم ماهی را تضمین می‌کند. یک لایه جوهر{4}}که به خوبی تراز شده باشد نه تنها براقیت را بهبود می بخشد، بلکه پیوند مکانیکی تشکیل شده پس از پخت را نیز تقویت می کند.

 

اتصال مکانیکی پیشرفته در سطح میکرو

 

علاوه بر اثرات شیمیایی، عملیات سطحی می‌تواند زبری‌های ریز{0} ظریفی ایجاد کند که در هم تنیدگی مکانیکی را افزایش می‌دهد. جوهر به اجزای سطح ریز نفوذ می کند و پس از خشک شدن، به طور فیزیکی به زیرلایه متصل می شود. این مکانیسم دوگانه-جذب شیمیایی به علاوه قفل مکانیکی- مقاومت در برابر پوسته شدن، خراشیدگی و سایش را به شدت افزایش می‌دهد. در کاربردهای صنعتی که در آن قطعات چاپی لرزش، جابجایی یا استرس محیطی را تجربه می‌کنند، این اثر به هم پیوسته نقش مهمی در حفظ دوام- طولانی مدت دارد.

 

ثبات فرآیند و سازگاری درمان

 

برای چسبندگی قابل اعتماد، درمان سطح باید سازگار و خوب-کنترل شود. درمان بیش از حد ممکن است به زیرلایه آسیب برساند یا باعث شکنندگی سطح شود، در حالی که درمان کمتر ممکن است فعالسازی کافی را ایجاد نکند. پارامترهایی مانند قدرت درمان، زمان قرار گرفتن در معرض، فاصله و سرعت خط باید برای هر نوع ماده بهینه شوند. آزمایش منظم انرژی سطح با استفاده از قلم داین یا اندازه گیری زاویه تماس کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که سطح در محدوده مورد نیاز برای مرطوب شدن جوهر مناسب باقی می ماند. شرایط تصفیه پایدار منجر به عملکرد چسبندگی تکرارپذیر در تولید انبوه می شود.

 

پیشگیری از شکست چسبندگی در پایان{0}}شرایط استفاده

 

سطوحی که به درستی درمان شده اند به طور قابل توجهی خطر شکست چسبندگی را در طول استفاده از محصول کاهش می دهند. بدون درمان، عوامل محیطی مانند رطوبت، چرخه دما، مواد شیمیایی یا استرس مکانیکی می‌توانند باعث بلند شدن یا ترک خوردن لایه‌های جوهر شوند. فعال‌سازی سطحی استحکام پیوند را بهبود می‌بخشد، بنابراین جوهر UV پخته‌شده در برابر این چالش‌ها مقاومت می‌کند. این امر به ویژه در علائم در فضای باز، اجزای خودرو، ظروف صنعتی و محصولات مصرفی که دوام و عمر طولانی الزامات حیاتی هستند، اهمیت دارد.

 

ملاحظات فرمولاسیون و پخت جوهر

جوهرهای UV ویژه طراحی شده برای پلی اولفین ها حاوی محرک های چسبندگی و الیگومرهای انعطاف پذیر هستند که بهتر با خواص انبساط PP و PE مطابقت دارند. درمان مناسب نیز به همان اندازه حیاتی است. پخت ناقص استحکام چسبندگی درون لایه جوهر را کاهش می‌دهد، حتی اگر عملیات سطحی کافی باشد، منجر به شکست زودرس می‌شود. LED{3}}درمان UV می‌تواند انرژی کنترل‌شده و حرارت کمتری را فراهم کند، که به جلوگیری از اعوجاج بستر کمک می‌کند و در عین حال پلیمریزاسیون کامل را تضمین می‌کند. برخی از کاربردها همچنین از پرایمرهای چسبندگی بین زیرلایه و جوهر برای افزایش بیشتر استحکام باند استفاده می کنند.

 

چگونه می توان به چسبندگی قابل اعتماد روی PP و PE دست یافت؟

 

1: چرا 40 dyn/cm اغلب به عنوان سطح انرژی سطح بحرانی برای چاپ PP و PE در نظر گرفته می شود؟

انرژی سطح بالاتر از 40 dyn/cm نشان می دهد که سطح پلی الفین به اندازه کافی فعال شده است تا جوهر مرطوب شود. در سطوح پایین تر (زیر 36 دین در سانتی متر)، جوهر ماوراء بنفش به جای پخش شدن، تمایل به انبساط دارد که منجر به تماس سطحی ضعیف و جاذبه مولکولی ضعیف می شود. هنگامی که سطح به 40 dyn/cm می رسد یا از آن فراتر می رود، جوهر می تواند به طور یکنواخت جریان یابد و تماس نزدیک تری در سطح میکروسکوپی ایجاد کند، که نیروهای واندروالس و فعل و انفعالات شیمیایی بالقوه را بهبود می بخشد. این به طور مستقیم قدرت چسبندگی را افزایش می دهد و خطر لایه برداری یا بلند شدن لبه را کاهش می دهد.

 

2: چه مدت درمان سطح قبل از چاپ موثر باقی می ماند؟

درمان سطحی دائمی نیست. سطوح PP و PE به تدریج انرژی سطح بالا خود را از طریق فرآیندی به نام "پیری سطح" یا بازیابی آبگریز از دست می دهند. بسته به شرایط نگهداری، اثربخشی ممکن است در عرض چند ساعت تا چند روز کاهش یابد. گرد و غبار، رطوبت و جابجایی می تواند این کاهش را تسریع کند. برای بهترین عملکرد چسبندگی، چاپ در حالت ایده‌آل باید بلافاصله پس از درمان کرونا، شعله یا پلاسما-اغلب در عرض 24 ساعت انجام شود. در کاربردهای{7}}با قابلیت اطمینان بالا، انرژی سطح قبل از چاپ مجدداً-آزمایش می‌شود تا اطمینان حاصل شود که بالاتر از سطح مورد نیاز باقی می‌ماند.

 

3: آیا درمان UV قوی تر به تنهایی می تواند چسبندگی ضعیف را جبران کند؟

خیر. افزایش انرژی ماوراء بنفش، انسجام درون لایه جوهر را بهبود می‌بخشد، اما چسبندگی به زیرلایه‌ای با انرژی کم- را بهبود نمی‌بخشد. اگر برهمکنش سطحی ضعیف باشد، لایه جوهر ممکن است کاملاً خشک شود اما همچنان به صورت یک لایه جدا می شود. چسبندگی به رابط بین جوهر و بستر بستگی دارد، که باید از طریق فعال سازی سطح و شیمی جوهر سازگار برطرف شود. خشک شدن بیش از حد ممکن است حتی شکنندگی را افزایش دهد و در اثر استرس احتمال لایه برداری بیشتر شود.

 

4: چرا جوهرهای UV ویژه پلی اولفین ها با جوهرهای UV استاندارد متفاوت است؟

جوهرهای UV طراحی‌شده برای PP و PE حاوی رزین‌های{0}ترویج چسبندگی و سیستم‌های الیگومری انعطاف‌پذیرتر هستند. مواد پلی الفین می توانند تحت تغییرات دما خم شوند، منبسط شوند یا منقبض شوند، بنابراین جوهر باید خاصیت ارتجاعی مشابهی داشته باشد تا از ترک خوردن یا جدا شدن جلوگیری شود. این جوهرها همچنین برای تعامل بهتر با سطوح اکسید شده ایجاد شده توسط درمان کرونا یا شعله فرموله شده اند. جوهرهای UV استاندارد برای کاغذ یا PVC معمولاً فاقد این ویژگی‌ها هستند و ممکن است در تست چسبندگی روی PP/PE شکست بخورند.

 

5: دوام چسبندگی در کاربردهای صنعتی چگونه تایید می شود؟

تولیدکنندگان معمولاً از تست‌های نوار{0} متقاطع، تست‌های مقاومت در برابر خراش، و تست‌های پیری محیطی استفاده می‌کنند. نمونه های چاپ شده ممکن است در معرض رطوبت، چرخه دما، مواد شیمیایی یا سایش برای شبیه سازی{2}}استفاده واقعی در جهان قرار گیرند. اگر جوهر چسبندگی قوی را بدون پوسته پوسته شدن، ترک خوردن یا از دست دادن رنگ حفظ کند، سیستم چسبندگی درجه صنعتی- در نظر گرفته می‌شود. عملکرد آزمون ثابت تأیید می کند که عملیات سطح، فرمولاسیون جوهر و پارامترهای پخت به درستی متعادل هستند.

 

6: آیا ضخامت فیلم بر عملکرد چسبندگی تأثیر می گذارد؟

بله. لایه‌های جوهر بسیار ضخیم می‌توانند در طی پلیمریزاسیون UV استرس داخلی ایجاد کنند که ممکن است چسبندگی طولانی‌مدت-را کاهش دهد. برعکس، فیلم هایی که خیلی نازک هستند ممکن است استحکام مکانیکی نداشته باشند. رسوب جوهر بهینه به انعطاف پذیری مناسب، پخت کامل و اتصال پایدار اجازه می دهد. به همین دلیل است که انتخاب مش، فشار اسکاج و پارامترهای چاپ بخشی از کنترل چسبندگی هستند- نه فقط شیمی.