현상은 인쇄 잉크 인쇄 기판 표면에 달라붙는 흡착 현상입니다. 우리는 보통 그것을 계면 현상으로 표현합니다. 이는 한 물질의 원자와 분자가 다른 물질의 표면에 부착되는 것과 관련이 있습니다. "흡수"라는 또 다른 유사한 현상이 있는데, 이는 또한 계면 현상이기도 합니다. 이 과정에는 한 물질의 원자와 분자가 경계면을 통해 균일하게 침투하여 다른 물질의 원자나 분자 사이의 내부 공간으로 침투할 수 있도록 하는 과정이 포함됩니다. 흡착과 흡수가 동시에 일어나는 경우, 이 현상을 설명하기 위해 "접착"이라는 용어가 사용됩니다. 접착력이라고도 하는 접착력은 잉크가 인쇄 표면에 접착되는 힘을 나타냅니다. 이러한 접착력을 강화하려면 인쇄용 잉크의 적합성과 기판 재료의 인쇄성이라는 두 가지 주요 측면을 우선시해야 합니다.
1. 잉크 인쇄성
1. 잉크 제제에서 수지의 중요한 역할은 접착 강도에 직접적인 영향을 미치는 잉크 전달체의 중추적인 구성 요소인 기판과의 호환성으로 강조됩니다. 표준 관행에서 금속 기판에 대한 잉크 선택에는 가교 시 강력한 접착력을 촉진하는 에폭시 그룹과 반응성 특성으로 인해 에폭시 수지를 바인더로 사용해야 합니다. 반대로, 폴리에틸렌 플라스틱의 경우 바인더 수지는 최적의 인쇄성을 위해 폴리에틸렌을 활용하여 기판 재료를 반영해야 합니다. 마찬가지로, 폴리프로필렌은 유사한 극성과 분자량을 공유하므로 폴리프로필렌 기판에 인쇄할 때 적절한 바인더 역할을 합니다. 폴리우레탄 소재의 경우 폴리우레탄 수지를 바인더로 사용하여 잉크필름층의 내구성, 내마모성, 인쇄시 접착성이 우수합니다.
2. 기판에 효과적으로 인쇄하려면 수지 용매와 잉크 내의 기판 구성 요소 사이의 용해도 매개변수가 긴밀하게 일치해야 합니다. 이러한 매개변수가 일치하면 용매는 기판 표면에 팽창 효과를 발휘하여 수지가 인터페이스를 통과하여 기판 내부로 침투하는 것을 촉진합니다. 이 과정을 통해 궁극적으로 잉크와 기판 사이에 강력하고 내구성 있는 접착력이 형성됩니다.
3.적절한 첨가제의 첨가.
접착력을 강화하려면 적절한 접착 촉진제를 통합하는 것이 가장 중요합니다. 이러한 촉진제는 커플링제 역할을 하여 잉크 내 수지와 폴리머 기재 재료 사이의 결합을 간소화하여 궁극적으로 잉크의 접착 능력을 향상시킵니다.
또한, 가교제의 함유는 접착력 강화에 중추적인 역할을 합니다. 접착제 내에 가교결합을 생성함으로써 이들 제제는 필름 형성 온도를 낮출 뿐만 아니라 잉크 접착력을 크게 향상시킵니다. 또한 잉크 필름의 경도, 내수성, 내용제성, 건조 속도를 향상시켜 전반적인 성능을 향상시킵니다.
2. 잉크용 기재의 표면처리
플라스틱 및 플라스틱 필름 처리. 플라스틱과 플라스틱 필름의 다양한 분자 구조, 밀도, 결정도 및 표면 극성 그룹 구성으로 인해 밀도가 광범위할 수 있는 동일한 플라스틱 유형 내에서도 특성에 상당한 변화가 발생합니다. 생산으로 인한 표면 매끄러움과 산-염기 저항성 및 항산화 특성을 부여하는 안정제의 통합과 결합된 이러한 요인으로 인해 종종 잉크 흡착 성능이 저하됩니다. 결과적으로, 인쇄된 잉크층의 접착력과 내마모성이 크게 영향을 받으므로 인쇄 전에 표면 처리가 필요합니다. 이 처리의 초석은 플라스틱 표면의 극성을 변경하여 일반적으로 비극성 표면을 잉크 바인더에서 발견되는 극성 그룹과 결합할 수 있는 극성 그룹을 갖는 표면으로 변환하는 것입니다. 이러한 변형으로 인해 잉크가 플라스틱 표면에 강력하게 접착됩니다.
3. 플라스틱의 일반적인 잉크 표면 처리 방법
(1) 코로나 방전 치료
코로나 방전 처리는 고전압 교류 모터, 출력 변압기 및 한 쌍의 전극으로 구성된 장치를 사용합니다. 플라스틱 필름이 전극 사이의 좁은 공간을 통과할 때 높은 전압이 대기 산소의 이온화를 유발하여 오존을 생성합니다. 이 과정은 필름 표면에 에너지를 공급하여 극성 그룹의 출현을 촉발하는 코로나 방전을 시작합니다. 결과적으로 분자 극성이 강화되어 표면 장력이 높아집니다. 동시에 이 처리는 먼지를 제거하고 사람의 눈에 감지할 수 없는 미세한 홈을 만들어 표면을 효과적으로 거칠게 만듭니다. 이러한 변환은 기판의 잉크 흡수 능력을 강화하여 코로나 방전 처리를 현재 실무에서 널리 사용되는 효과적인 방법으로 만듭니다.
(2) 화염처리방법
화염 처리 방법은 플라스틱 필름을 산화 화염에 신속하게 노출시키는 원리로 작동합니다. 화염을 빠르게 통과시키면 미세한 결함이 제거되고 눈에 보이지 않는 버가 제거되며 표면에 대한 잉크의 접착력이 크게 향상됩니다. 이 기술의 본질은 "신속함"이라는 단어에 있습니다. 지연이 발생하면 표면이 "화상"되어 잉크 접착력이 감소하고 화염 처리된 산화막과 잉크 층이 모두 분리될 수 있기 때문입니다. 따라서 최적의 결과를 보장하려면 처리 온도를 플라스틱 필름의 열 변형 임계값 아래로 세심하게 유지해야 합니다.
(3) 플라즈마 처리
플라즈마 처리는 강한 전기장, 고온, 레이저 에너지의 힘을 이용하여 중성 원자나 분자에서 전자를 떼어내어 이온으로 변환합니다. 이온은 양전하와 음전하가 평형을 이루는 상태이므로 플라즈마라는 용어가 사용됩니다. RF 발생기는 고전압에서 레이저 에너지를 방출하고 주변 가스를 이온화하는 독특한 글로우 방전을 시작하고 에너지가 공급된 전자, 이온 및 원자의 폭포를 방출하여 이 프로세스에 연료를 공급합니다. 이러한 반응성이 높은 입자는 플라스틱 표면과 충돌하여 표면 활성 그룹의 구조적 변화, 새로운 그룹 또는 자유 라디칼의 출현, 궁극적으로 증착 과정을 촉발합니다. 폴리머 표면의 이러한 이중 화학적 및 물리적 변형은 극성을 도입하여 새로 획득된 극성 그룹이 잉크 바인더의 극성 구성 요소와 강한 결합을 형성할 수 있게 하여 잉크 접착력을 크게 향상시킵니다.
(4) 약품 및 용제 처리방법
화학 및 용제 처리 방법을 사용하여 플라스틱 표면은 산화제로 산화됩니다. 이러한 산화 반응은 플라스틱 필름 표면에 친수성 그룹과 기타 기능성 부분의 생성을 촉진하여 잉크에 존재하는 극성 그룹과의 상호 작용을 촉진합니다. 산화를 활용하여 표면에 대한 잉크 흡착이 크게 강화됩니다. 더 두꺼운 필름 적용의 경우 계면활성제나 디클로로에탄, 펜타클로로에탄, 트리클로로에틸렌과 같은 염소화 용제를 활용하는 용제 처리가 옵션이 됩니다. 이 접근 방식은 플라스틱 필름 표면의 습윤성을 수정하고 가소제 및 항산화제와 같이 제조 중에 도입된 첨가제를 중화할 수 있습니다. 이와 병행하여 화학적 처리 방법에는 과망간산칼륨, 클로로술폰산, 사이클로알킬 크롬산과 같은 특정 화학 물질을 플라스틱 필름 표면에 직접 적용하는 것이 포함됩니다. 부식을 통한 이러한 화학적 에칭 공정은 필름의 잉크 습윤 능력을 향상시켜 궁극적으로 잉크의 접착력과 전반적인 인쇄 품질을 향상시킵니다.
(5) 정전기 제거 처리
본질적으로 정전기가 축적되고 먼지를 끌어당기는 경향이 있는 우수한 전기 절연체인 플라스틱 필름에 인쇄하기 전에 정전기 제거의 필요성은 잉크 접착력을 최적화하는 데 매우 중요합니다. 이 공정의 초석은 주로 실리콘 기반 또는 계면활성제 기반 제제인 정전기 방지제의 적용에 있습니다. 실리콘 대전 방지제의 경우 준비 단계에는 메탄올이나 에탄올과 같은 용제를 사용하여 표면의 기름기와 습기를 제거하는 작업이 포함됩니다. 그 후, 브러싱, 롤링, 침지 등의 방법으로 꼼꼼하게 도포하여 철저한 커버를 보장합니다. 이 공정은 30°C~40°C 또는 60°C~80°C 사이의 온도에서 약 3시간 동안 최적으로 수행되며, 인쇄를 시작하기 전에 최대한의 효과를 얻으려면 철저한 건조와 적용 후 5시간의 휴지 기간이 필요합니다. 대안으로, 계면활성제 정전기 방지제는 다른 메커니즘으로 작동하여 전도성을 향상시키고 표면 저항을 감소시켜 정전기를 소멸시킵니다. 그들의 적용 방법은 롤러 코팅이나 침지와 같은 실리콘 제제의 적용 방법과 유사하여 공정 중에 비슷한 수준의 세심함을 보장합니다. 두 접근 방식 모두 서로 다른 메커니즘을 통해 정전기를 제거하고 최적의 잉크 접착을 위해 플라스틱 필름 표면을 준비하는 것을 목표로 합니다.
앞서 언급한 처리 방법은 다양한 플라스틱 유형에 널리 적용할 수 있지만, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐(PVC)과 같이 본질적으로 표면에 극성 그룹이 부여된 특정 플라스틱이 있습니다. 거친 질감과 상대적으로 낮은 밀도를 특징으로 하는 이러한 소재는 전처리가 필요하지 않은 독특한 특성을 나타냅니다. 결과적으로 사전 표면 수정 없이 인쇄 공정을 직접 수행할 수 있습니다.
4. 금속 기재 재료의 잉크 처리
운송 및 보관 단계에서 금속은 녹 방지 오일과 공정 윤활제로 보호 코팅되어 보호됩니다. 그러나 본질적으로 반응성이 있는 이러한 금속은 장기간 노출 시 대기 수분과 산소를 흡수하여 산화막을 형성하는 경향이 있습니다. 녹 방지 오일층과 결합된 이 산화막은 잉크 접착에 대한 강력한 장벽을 제공하여 반발 및 젖음 방지 효과를 유발합니다. 따라서 인쇄 공정에 앞서 적절한 처리를 통해 금속 표면을 준비하는 것이 필수적입니다.
5. 유리 표면 잉크 처리
주로 SiO2로 구성된 유리는 실리콘 원자가 매트릭스 내에 내장되어 있고 산소 원자가 표면을 지배하는 독특한 구조적 특성을 나타냅니다. 이러한 구성으로 인해 표면 에너지가 높아져 외부 물질과 상호 작용하기 쉽습니다. 예를 들어, 공기에 노출되면 유리 표면은 수소와 반응하여 친수성 그룹, 특히 OH(수산기) 부분을 생성하며, 이는 표면에 축적되어 잉크 접착을 방해합니다. 더욱이, 유리 표면에 알칼리 이온, 특히 Na-O 결합을 형성하는 이온이 존재하면 추가적인 문제가 발생합니다. 이러한 결합은 공기와 물이 있는 경우 파괴되기 쉬우며 잉크 접착 문제를 악화시킵니다. 따라서 유리에 인쇄하기 전에 사전 표면 처리가 필수적입니다. 다음 섹션에서는 이 목적을 위해 사용되는 몇 가지 일반적인 치료 방법론을 간략하게 설명합니다.
(1) 친유성 처리
친유성 처리는 유리 표면에 실란 커플링제를 적용하는 전략적 접근 방식입니다. 이 과정은 친유성 그룹의 형성을 촉진하여 잉크에 대한 유리의 친화력을 크게 향상시킵니다. 한 가지 구현에서는 에탄올에 용해된 커플링제의 0.5~1% 용액으로 표면을 코팅하는 것이 수반되는데, 이는 가수분해 시 강력한 친화력을 확립합니다. 대안으로, 커플링제를 1% ~ 5%의 농도로 잉크에 미리 혼합하여 인쇄 후 유리 표면에 자발적으로 확산되도록 할 수 있습니다.
(2) 탈지처리
이 단계에서는 유리 표면의 기름과 지방을 제거하여 젖음성을 높이는 데 중점을 둡니다. 이는 아세톤이나 메틸 에틸 케톤(MEK)과 같은 용제로 세척하거나 효과적인 탈지 공정을 위해 디클로로에틸렌 증기를 사용하여 수행할 수 있습니다.
(3) 강산처리
유리 표면의 알칼리 이온을 제거하는 수단으로 강산 처리가 사용됩니다. 이 방법은 잉크의 접착력을 더욱 강화하여 최적의 인쇄 품질과 내구성을 보장하도록 설계되었습니다.
(4) 물리치료
이어서, 가벼운 샌드블라스팅을 위한 미세한 연마 분말이나 물 분쇄를 위한 물 사포를 사용하는 물리적 처리 방법이 사용됩니다. 이러한 기술은 오염 물질을 제거하여 유리 표면을 다듬어 잉크를 받아들이고 접착하는 능력을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
잉크에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요.
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