Fenomena yang tinta cetak menempel pada permukaan substrat pencetakan adalah fenomena adsorpsi. Kami biasanya menerjemahkannya sebagai fenomena antarmuka. Ini berkaitan dengan melekatnya atom dan molekul dari satu zat ke permukaan zat lain. Ada fenomena serupa lainnya yang disebut “absorpsi”, yang juga merupakan fenomena antarmuka. Proses ini melibatkan permeasi seragam atom dan molekul dari satu zat melalui antarmuka, yang memungkinkan mereka menembus ruang interior di antara atom atau molekul zat lain. Ketika adsorpsi dan penyerapan terjadi secara bersamaan, istilah “adhesi” digunakan untuk menggambarkan fenomena ini. Kekuatan rekat, juga disebut daya rekat, menunjukkan kekuatan tinta melekat pada permukaan cetakan. Untuk meningkatkan daya rekat ini, dua aspek utama harus diprioritaskan: kesesuaian tinta untuk pencetakan, dan kemampuan cetak bahan media.
1. Kemampuan Cetak Tinta
1. Peran penting resin dalam formulasi tinta ditegaskan oleh kompatibilitasnya dengan substrat, karena merupakan komponen penting dari pembawa tinta yang secara langsung berdampak pada kekuatan adhesi. Dalam praktik standar, pemilihan tinta untuk substrat logam memerlukan penggunaan resin epoksi sebagai pengikat, karena gugus epoksi dan sifat reaktifnya yang mendorong daya rekat yang kuat pada ikatan silang. Sebaliknya, untuk plastik polietilen, resin pengikat harus mencerminkan bahan substrat, memanfaatkan polietilen untuk kemampuan cetak yang optimal. Demikian pula, polipropilena berfungsi sebagai pengikat yang sesuai saat mencetak pada substrat polipropilen, karena polipropilen memiliki polaritas dan berat molekul yang sebanding. Untuk bahan poliuretan, penggunaan resin poliuretan sebagai pengikat memastikan lapisan film tinta memiliki daya tahan, ketahanan aus, dan kualitas adhesi yang luar biasa saat dicetak.
2. Pencetakan yang efektif pada substrat memerlukan kecocokan parameter kelarutan antara pelarut resin, dan komponen substrat dalam tinta. Ketika parameter-parameter ini selaras, pelarut memberikan efek pembengkakan pada permukaan substrat, memfasilitasi traversal resin melintasi antarmuka dan penetrasi ke bagian dalam substrat. Proses ini pada akhirnya menghasilkan terbentuknya daya rekat yang kuat dan tahan lama antara tinta dan media.
3.Penambahan Bahan Aditif yang Cocok.
Untuk meningkatkan daya rekat, penggunaan promotor adhesi yang sesuai adalah hal yang terpenting. Promotor ini berfungsi sebagai bahan penghubung, memperlancar ikatan antara resin dalam tinta dan bahan substrat polimer, yang pada akhirnya meningkatkan kemampuan adhesi tinta.
Selain itu, dimasukkannya bahan pengikat silang memainkan peran penting dalam memperkuat adhesi. Dengan menciptakan ikatan silang di dalam perekat, bahan ini tidak hanya menurunkan suhu pembentukan film tetapi juga meningkatkan daya rekat tinta secara signifikan. Selain itu, bahan ini meningkatkan kekerasan film tinta, ketahanan air, ketahanan pelarut, dan kecepatan pengeringan, sehingga berkontribusi terhadap kinerja superior secara keseluruhan.
2. Perawatan Permukaan Substrat untuk Tinta
Perawatan plastik dan film plastik. Beragamnya struktur molekul, densitas, kristalinitas, dan komposisi gugus polar permukaan plastik dan film plastik menyebabkan variasi substansial dalam sifat-sifatnya, bahkan dalam jenis plastik yang sama, dimana densitasnya dapat menjangkau rentang yang luas. Faktor-faktor ini, ditambah dengan kehalusan permukaan yang disebabkan oleh produksi dan penggunaan stabilisator yang memberikan sifat tahan asam-basa dan anti-oksidasi, sering kali mengakibatkan kemampuan adsorpsi tinta yang buruk. Akibatnya, daya rekat dan ketahanan aus lapisan tinta cetak sangat terpengaruh, sehingga memerlukan perawatan permukaan sebelum pencetakan. Landasan perawatan ini melibatkan perubahan polaritas permukaan plastik, mengubah permukaan non-polar menjadi permukaan yang memiliki gugus polar yang mampu berikatan dengan gugus polar yang ditemukan dalam pengikat tinta. Transformasi ini mendorong daya rekat tinta yang kuat pada permukaan plastik.
3. Metode perawatan permukaan Tinta umum untuk plastik
(1) Pengobatan pelepasan corona
Perlakuan lucutan korona menggunakan perangkat yang terstruktur dengan motor arus bolak-balik tegangan tinggi, trafo keluaran, dan sepasang elektroda. Saat film plastik melintasi ruang sempit di antara elektroda-elektroda ini, tegangan tinggi memicu ionisasi oksigen di atmosfer, menghasilkan ozon. Proses ini memberi energi pada permukaan film, memulai pelepasan korona yang memicu munculnya kelompok kutub. Akibatnya, polaritas molekul meningkat, meningkatkan tegangan permukaan. Secara bersamaan, perawatan ini menghilangkan debu dan menciptakan lekukan mikroskopis yang tidak terlihat oleh mata manusia, sehingga secara efektif membuat permukaan menjadi kasar. Transformasi ini meningkatkan kapasitas media dalam menyerap tinta, menjadikan pengolahan pelepasan corona sebagai metode yang lazim dan efektif dalam praktik saat ini.
(2) Metode pengobatan api
Metode perlakuan api beroperasi berdasarkan prinsip pemaparan film plastik dengan cepat ke api pengoksidasi. Jalur api yang cepat ini menghilangkan ketidaksempurnaan mikroskopis, menghilangkan gerinda yang tidak terlihat, dan secara signifikan meningkatkan daya rekat tinta ke permukaan. Inti dari teknik ini terletak pada kata “swift”, karena penundaan apa pun berisiko “membakar” permukaan, yang dapat mengurangi daya rekat tinta dan mengakibatkan terlepasnya lapisan oksida yang diberi perlakuan api dan lapisan tinta. Oleh karena itu, suhu perawatan harus dijaga dengan cermat di bawah ambang batas deformasi termal film plastik untuk memastikan hasil yang optimal.
(3) Perawatan plasma
Perawatan plasma memanfaatkan kekuatan medan listrik yang kuat, suhu tinggi, dan energi laser untuk melepaskan elektron dari atom atau molekul netral, mengubahnya menjadi ion—suatu keadaan di mana muatan positif dan negatif berada dalam kesetimbangan, oleh karena itu disebut plasma. Generator RF memicu proses ini dengan memancarkan energi laser pada tegangan tinggi, memulai pelepasan cahaya khas yang mengionisasi gas di sekitarnya, melepaskan aliran elektron, ion, dan atom berenergi. Partikel-partikel yang sangat reaktif ini bertabrakan dengan permukaan plastik, memicu perubahan struktural pada gugus aktif permukaan, munculnya gugus baru atau radikal bebas, dan pada akhirnya, proses pengendapan. Modifikasi ganda kimia dan fisik pada permukaan polimer memperkenalkan polaritas, memungkinkan kelompok polar yang baru diperoleh membentuk ikatan kuat dengan komponen polar pengikat tinta, sehingga meningkatkan daya rekat tinta secara nyata.
(4) Metode pengolahan kimia dan pelarut
Dengan menggunakan metode perawatan kimia dan pelarut, permukaan plastik mengalami oksidasi dengan zat oksidan. Reaksi oksidasi ini mendorong terbentuknya gugus hidrofilik dan gugus fungsional lainnya pada permukaan film plastik, sehingga mendorong interaksi dengan gugus polar yang ada dalam tinta. Dengan memanfaatkan oksidasi, adsorpsi tinta ke permukaan ditingkatkan secara signifikan. Untuk aplikasi film yang lebih tebal, perlakuan pelarut menjadi pilihan, menggunakan surfaktan atau pelarut terklorinasi seperti dikloroetana, pentakloroetana, dan trikloretilen. Pendekatan ini memodifikasi keterbasahan permukaan film plastik dan dapat menetralkan bahan tambahan yang dimasukkan selama pembuatan, seperti bahan pemlastis dan antioksidan. Secara paralel, metode pengolahan kimia melibatkan penerapan bahan kimia tertentu, seperti kalium permanganat, asam klorosulfonat, dan asam sikloalkil kromat, langsung ke permukaan film plastik. Proses etsa kimia ini, melalui korosi, meningkatkan kemampuan film untuk membasahi tinta, yang pada akhirnya meningkatkan daya rekat tinta dan kualitas cetak secara keseluruhan.
(5) Perawatan penghapusan listrik statis
Pentingnya menghilangkan listrik statis sebelum mencetak pada film plastik, yang pada dasarnya merupakan isolator listrik yang baik dan rentan terhadap akumulasi muatan statis dan daya tarik debu, sangat penting untuk mengoptimalkan daya rekat tinta. Landasan proses ini terletak pada penerapan zat antistatis, terutama formulasi berbahan dasar silikon atau surfaktan. Dalam kasus bahan antistatis silikon, langkah persiapannya melibatkan pembersihan permukaan dari lemak dan kelembapan menggunakan pelarut seperti metanol atau etanol. Selanjutnya, bahan tersebut diaplikasikan dengan cermat, baik melalui penyikatan, penggulungan, atau pencelupan, untuk memastikan cakupan yang menyeluruh. Proses ini, secara optimal dilakukan pada suhu antara 30°C hingga 40°C atau 60°C hingga 80°C selama kurang lebih 3 jam, memerlukan pengeringan menyeluruh dan waktu istirahat selama 5 jam pasca pengaplikasian agar efektivitas maksimum sebelum memulai pencetakan. Alternatifnya, zat antistatis surfaktan beroperasi dengan mekanisme berbeda, meningkatkan konduktivitas dan mengurangi resistensi permukaan untuk menghilangkan muatan statis. Metode penerapannya mirip dengan bahan silikon, yang melibatkan pelapisan roller atau pencelupan, sehingga memastikan tingkat ketelitian yang sama selama proses berlangsung. Kedua pendekatan tersebut, melalui mekanisme yang berbeda, bertujuan untuk menghilangkan listrik statis dan mempersiapkan permukaan film plastik untuk adhesi tinta yang optimal.
Meskipun metode pengolahan yang disebutkan di atas dapat diterapkan secara luas pada berbagai jenis plastik, terdapat plastik tertentu yang memiliki gugus polar pada permukaannya, seperti polistiren dan polivinil klorida (PVC). Bahan-bahan ini, ditandai dengan teksturnya yang kasar dan kepadatannya yang relatif rendah, menunjukkan sifat-sifat unik yang membuat pra-perawatan tidak diperlukan. Akibatnya, mereka dapat langsung menjalani proses pencetakan tanpa memerlukan modifikasi permukaan sebelumnya.
4. Perawatan tinta pada bahan substrat logam
Selama fase pengangkutan dan penyimpanan, logam dilindungi oleh lapisan pelindung minyak tahan karat dan pelumas proses. Namun, logam-logam ini, yang secara inheren reaktif, memiliki kecenderungan untuk menyerap kelembapan atmosfer dan oksigen jika terpapar dalam waktu lama, sehingga menyebabkan pembentukan lapisan oksida. Lapisan oksida ini, ditambah dengan lapisan minyak anti karat, menghadirkan penghalang kuat terhadap adhesi tinta, sehingga menyebabkan efek tolakan dan anti pembasahan. Oleh karena itu, persiapan permukaan logam melalui perawatan yang tepat sebelum proses pencetakan menjadi penting.
5. Perawatan tinta untuk permukaan kaca
Kaca, yang sebagian besar terdiri dari SiO2, menunjukkan karakteristik struktural yang unik di mana atom silikon tertanam dalam matriksnya sementara atom oksigen mendominasi permukaannya. Konfigurasi ini menghasilkan energi permukaan yang tinggi, sehingga mempengaruhi interaksi dengan zat eksternal. Misalnya, saat terkena udara, permukaan kaca bereaksi dengan hidrogen untuk menghasilkan gugus hidrofilik, terutama gugus OH (hidroksil), yang terakumulasi di permukaannya, sehingga menghambat adhesi tinta. Selain itu, keberadaan ion alkali, khususnya yang membentuk ikatan Na-O, pada permukaan kaca menimbulkan tantangan tambahan. Ikatan ini rentan terhadap gangguan jika ada udara dan air, sehingga memperparah masalah adhesi tinta. Oleh karena itu, perawatan permukaan persiapan sangat penting sebelum mencetak pada kaca. Bagian selanjutnya menguraikan beberapa metodologi pengobatan umum yang digunakan untuk tujuan ini.
(1) Pengobatan lipofilik
Perawatan lipofilik adalah pendekatan strategis yang melibatkan penerapan bahan penghubung silan ke permukaan kaca. Proses ini mendorong pembentukan kelompok lipofilik, yang secara signifikan meningkatkan afinitas kaca terhadap tinta. Salah satu penerapannya memerlukan pelapisan permukaan dengan larutan zat penghubung 0.5% hingga 1% yang dilarutkan dalam etanol, yang, setelah hidrolisis, menghasilkan afinitas yang kuat. Sebagai alternatif, bahan penggandeng dapat dicampur terlebih dahulu ke dalam tinta dengan konsentrasi 1% hingga 5%, sehingga memungkinkannya berdifusi secara spontan ke permukaan kaca pasca pencetakan.
(2) Perawatan penghilangan lemak
Langkah ini berfokus pada peningkatan keterbasahan dengan menghilangkan minyak dan lemak dari permukaan kaca. Hal ini dapat dicapai melalui pencucian dengan pelarut seperti aseton atau metil etil keton (MEK), atau sebagai alternatif, dengan menggunakan uap dikloroetilen untuk proses penghilangan lemak yang efektif.
(3) Perawatan asam kuat
Perlakuan asam kuat digunakan sebagai cara untuk menghilangkan ion alkali dari permukaan kaca. Metode ini dirancang untuk lebih meningkatkan daya rekat tinta, memastikan kualitas dan daya tahan cetak yang optimal.
(4) Perawatan fisik
Selanjutnya, metode pengolahan fisik ikut berperan, menggunakan bubuk abrasif halus untuk sandblasting ringan atau amplas air untuk penggilingan air. Teknik-teknik ini bertujuan untuk memperhalus permukaan kaca dengan menghilangkan kontaminan, sehingga meningkatkan kemampuannya untuk menerima dan melekat pada tinta.
Informasi lebih lanjut tentang Tinta, Anda dapat memeriksa:
Apa saja item pengujian kinerja untuk tinta?
PRODUK BUBUK PIGMEN KAMI
