Fenomenet att tryckfärg vidhäftar till ytan av trycksubstratet är ett adsorptionsfenomen. Vi brukar kalla det ett gränssnittsfenomen. Det avser vidhäftningen av atomer och molekyler från ett ämne till ytan av ett annat. Det finns ett annat liknande fenomen som kallas "absorption", det är också ett gränssnittsfenomen. Processen involverar enhetlig permeation av atomer och molekyler från ett ämne genom gränssnittet, vilket gör att de kan tränga in i de inre utrymmena mellan atomerna eller molekylerna i ett annat ämne. När både adsorption och absorption sker samtidigt används termen "vidhäftning" för att beskriva detta fenomen. Vidhäftningsstyrka, även kallad adhesion, betecknar den kraft med vilken bläck vidhäftar till tryckytan. För att förbättra denna vidhäftning bör två primära aspekter prioriteras: bläckets lämplighet för tryckning och substratmaterialets tryckbarhet.
1. Tryckbarhet för bläck
1. Hartsets kritiska roll i bläckformuleringar understryks av dess kompatibilitet med substratet, eftersom det är en central komponent i bläckbäraren som direkt påverkar vidhäftningsstyrkan. I standardpraxis kräver bläckval för metallsubstrat användning av epoxiharts som bindemedel, på grund av dess epoxigrupper och reaktiva natur som främjar robust vidhäftning vid tvärbindning. Omvänt, för polyetenplaster, bör bindemedelshartset spegla substratmaterialet och använda polyeten för optimal tryckbarhet. På liknande sätt fungerar polypropen som lämpligt bindemedel vid utskrift på polypropensubstrat, eftersom de delar jämförbar polaritet och molekylvikter. För polyuretanmaterial säkerställer användningen av polyuretanharts som bindemedel att bläckfilmskiktet har exceptionell hållbarhet, slitstyrka och vidhäftningsegenskaper vid tryckning.
2. Effektiv utskrift på ett substrat kräver en nära matchning av löslighetsparametrar mellan hartslösningsmedlet och substratkomponenterna i bläcket. När dessa parametrar är i linje utövar lösningsmedlet en svällande effekt på substratets yta, vilket underlättar hartsets genomgång över gränsytan och penetration in i substratets inre. Denna process resulterar i slutändan i bildandet av en stark och hållbar vidhäftning mellan bläcket och substratet.
3.Tillsättning av lämpliga tillsatser.
För att stärka vidhäftningen är inkorporering av lämpliga vidhäftningsfrämjande medel av största vikt. Dessa promotorer fungerar som kopplingsmedel, effektiviserar bindningen mellan hartset i bläcket och polymersubstratmaterialet, vilket i slutändan höjer bläckets vidhäftningsförmåga.
Dessutom spelar införandet av tvärbindningsmedel en avgörande roll för att stärka vidhäftningen. Genom att skapa tvärbindningar i limmet sänker dessa medel inte bara filmbildningstemperaturen utan förbättrar också avsevärt bläckets vidhäftning. Dessutom förbättrar de bläckfilmens hårdhet, vattenbeständighet, lösningsmedelsbeständighet och torkhastighet, vilket bidrar till en överlägsen prestanda.
2. Ytbehandling av underlag för bläck
Behandling av plast och plastfilm. De olika molekylära strukturerna, densiteterna, kristalliniteterna och ytpolära gruppsammansättningar av plaster och plastfilmer leder till betydande variationer i deras egenskaper, även inom samma plasttyp, där densiteter kan sträcka sig över ett brett spektrum. Dessa faktorer, tillsammans med produktionsinducerad ytjämnhet och inkorporering av stabilisatorer som ger syra-basbeständighet och antioxidationsegenskaper, resulterar ofta i dålig bläckadsorptionsförmåga. Följaktligen påverkas det tryckta bläckskiktets vidhäftning och slitstyrka avsevärt, vilket kräver ytbehandling före tryckning. Hörnstenen i denna behandling innebär att plastytans polaritet förändras, genom att typiskt omvandla opolära ytor till sådana som har polära grupper som kan binda till de polära grupperna som finns i bläckets bindemedel. Denna transformation främjar en robust vidhäftning av bläcket till plastytan.
3. Vanliga ytbehandlingsmetoder för bläck för plast
(1) Corona-utsläppsbehandling
Koronaurladdningsbehandlingen använder en anordning strukturerad med en högspänningsväxelströmsmotor, en utgångstransformator och ett par elektroder. När plastfilmen korsar det trånga utrymmet mellan dessa elektroder, utlöser en hög spänning jonisering av atmosfäriskt syre, vilket ger ozon. Denna process aktiverar filmens yta och initierar en koronaurladdning som föranleder uppkomsten av polära grupper. Följaktligen intensifieras den molekylära polariteten, vilket höjer ytspänningen. Samtidigt eliminerar behandlingen damm och skapar mikroskopiska fördjupningar som är omärkliga för det mänskliga ögat, vilket effektivt gör ytan ruggig. Denna transformation stärker substratets förmåga att absorbera bläck, vilket gör coronaurladdningsbehandling till en utbredd och effektiv metod i nuvarande praxis.
(2) Flambehandlingsmetod
Flambehandlingsmetoden bygger på principen att snabbt exponera plastfilmen för en oxiderande låga. Denna snabba passage genom lågan eliminerar mikroskopiska defekter, slår ut osynliga grader, vilket avsevärt förbättrar bläckets vidhäftning mot ytan. Kärnan i denna teknik ligger i ordet "snabb", eftersom varje fördröjning riskerar att "bränna" ytan, vilket kan minska bläckvidhäftningen och resultera i att både den flambehandlade oxidfilmen och bläckskiktet lossnar. Således måste behandlingstemperaturen noggrant hållas under plastfilmens termiska deformationströskel för att säkerställa optimala resultat.
(3) Plasmabehandling
Plasmabehandling utnyttjar kraften hos intensiva elektriska fält, höga temperaturer och laserenergi för att ta bort elektroner från neutrala atomer eller molekyler och omvandla dem till joner – ett tillstånd där positiva och negativa laddningar är i jämvikt, därav termen plasma. En RF-generator ger bränsle till denna process genom att sända ut laserenergi vid höga spänningar, initiera en distinkt glödurladdning som joniserar omgivande gaser, släpper lös en kaskad av strömsatta elektroner, joner och atomer. Dessa mycket reaktiva partiklar kolliderar med plastytan, vilket leder till strukturella förändringar i ytaktiva grupper, uppkomsten av nya grupper eller fria radikaler, och i slutändan en avsättningsprocess. Denna dubbla kemiska och fysikaliska modifiering av polymerytan introducerar polaritet, vilket gör det möjligt för de nyligen förvärvade polära grupperna att bilda starka bindningar med de polära komponenterna i bläckets bindemedel, och därigenom markant förbättra bläckvidhäftningen.
(4) Metod för kemisk behandling och lösningsmedelsbehandling
Med användning av kemiska och lösningsmedelsbehandlingsmetoder genomgår plastytan oxidation med ett oxidationsmedel. Denna oxidationsreaktion leder till generering av hydrofila grupper och andra funktionella delar på plastfilmens yta, vilket främjar interaktioner med de polära grupperna som finns i bläcket. Genom att utnyttja oxidationen förstärks adsorptionen av bläck på ytan avsevärt. För tjockare filmapplikationer blir lösningsmedelsbehandling ett alternativ, med användning av ytaktiva ämnen eller klorerade lösningsmedel som dikloretan, pentakloretan och trikloretylen. Detta tillvägagångssätt modifierar vätbarheten hos plastfilmens yta och kan neutralisera tillsatser som introduceras under tillverkningen, som mjukgörare och antioxidanter. Parallellt innebär kemiska behandlingsmetoder applicering av specifika kemikalier, såsom kaliumpermanganat, klorsulfonsyra och cykloalkylkromsyra, direkt på plastfilmens yta. Denna kemiska etsningsprocess, genom korrosion, förbättrar filmens förmåga att väta med bläck, vilket i slutändan förbättrar bläckets vidhäftning och övergripande utskriftskvalitet.
(5) Behandling för eliminering av statisk elektricitet
Nödvändigheten av att eliminera statisk elektricitet före tryckning på plastfilmer, som i sig är bra elektriska isolatorer som är benägna att ansamlas statisk laddning och attraherar damm, är avgörande för att optimera bläckvidhäftningen. Hörnstenen i denna process ligger i appliceringen av antistatiska medel, främst silikonbaserade eller ytaktiva formuleringar. När det gäller antistatiska silikonmedel innebär förberedande steg att befria ytan från fett och fukt med hjälp av lösningsmedel som metanol eller etanol. Därefter appliceras medlet noggrant, antingen genom borstning, rullning eller nedsänkning, vilket säkerställer en noggrann täckning. Denna process, som utförs optimalt vid temperaturer mellan 30°C till 40°C eller 60°C till 80°C under cirka 3 timmar, kräver noggrann torkning och en viloperiod på 5 timmar efter applicering för att ge maximal effektivitet innan utskrift påbörjas. Alternativt verkar ytaktiva antistatiska medel på en annan mekanism, vilket förbättrar konduktiviteten och minskar ytmotståndet för att skingra statiska laddningar. Deras appliceringsmetoder speglar de för silikonmedel, som involverar valsbeläggning eller nedsänkning, vilket säkerställer en liknande nivå av noggrannhet under processen. Båda tillvägagångssätten, genom distinkta mekanismer, syftar till att eliminera statisk elektricitet och förbereda plastfilmytan för optimal bläckvidhäftning.
Även om de ovannämnda behandlingsmetoderna är allmänt tillämpliga på olika plasttyper, finns det vissa plaster som i sig är utrustade med polära grupper på sina ytor, såsom polystyren och polyvinylklorid (PVC). Dessa material, som kännetecknas av sin grova textur och relativt låga densitet, uppvisar unika egenskaper som gör förbehandling onödig. Följaktligen kan de direkt utsättas för tryckprocesser utan behov av föregående ytmodifieringar.
4. Bläckbehandling av metallsubstratmaterial
Under transport- och lagringsfaserna skyddas metaller av en skyddande beläggning av rostsäker olja och processsmörjmedel. Dessa metaller, som i sig är reaktiva, har emellertid en tendens att absorbera atmosfärisk fukt och syre under långvarig exponering, vilket leder till bildandet av en oxidfilm. Denna oxidfilm, tillsammans med det rostsäkra oljeskiktet, utgör en formidabel barriär mot bläckvidhäftning, vilket orsakar repulsion och antivätningseffekter. Så det blir absolut nödvändigt att förbereda metallytan genom lämplig behandling innan tryckprocessen.
5. Bläckbehandling för glasyta
Glas, huvudsakligen sammansatt av SiO2, uppvisar en unik strukturell egenskap där kiselatomer är inbäddade i dess matris medan syreatomer dominerar dess yta. Denna konfiguration resulterar i en hög ytenergi, vilket predisponerar den för interaktioner med externa ämnen. Till exempel, vid exponering för luft, reagerar glasytan med väte för att generera hydrofila grupper, särskilt OH (hydroxyl) delar, som ackumuleras på dess yta, vilket hindrar bläckvidhäftning. Dessutom utgör närvaron av alkalijoner, särskilt de som bildar Na-O-bindningar, på glasytan en ytterligare utmaning. Dessa bindningar är känsliga för avbrott i närvaro av luft och vatten, vilket förvärrar problemet med bläckvidhäftning. Följaktligen är förberedande ytbehandlingar absolut nödvändiga innan tryckning på glas. Det efterföljande avsnittet beskriver flera vanliga behandlingsmetoder som används för detta ändamål.
(1) Lipofil behandling
Lipofil behandling är ett strategiskt tillvägagångssätt som innebär att man applicerar silankopplingsmedel på glasytan. Denna process främjar bildandet av lipofila grupper, vilket avsevärt förbättrar glasets affinitet mot bläck. En implementering innebär beläggning av ytan med en 0.5 % till 1 % lösning av kopplingsmedlet löst i etanol, vilket, vid hydrolys, etablerar en robust affinitet. Alternativt kan kopplingsmedlet förblandas i bläcket i en koncentration av 1 % till 5 %, vilket gör att det spontant kan diffundera ut på glasytan efter tryckning.
(2) Avfettningsbehandling
Detta steg fokuserar på att förbättra vätbarheten genom att eliminera oljor och fetter från glasytan. Detta kan åstadkommas antingen genom tvättning med lösningsmedel som aceton eller metyletylketon (MEK), eller alternativt genom att använda dikloretylenånga för en effektiv avfettningsprocess.
(3) Stark syrabehandling
Stark syrabehandling används som ett sätt att eliminera alkalijoner från glasytan. Denna metod är utformad för att ytterligare stärka vidhäftningen av bläck, vilket säkerställer optimal utskriftskvalitet och hållbarhet.
(4) Fysisk behandling
Därefter kommer fysikaliska behandlingsmetoder in, som använder antingen fint slippulver för lätt sandblästring eller vattensandpapper för vattenslipning. Dessa tekniker syftar till att förfina glasytan genom att ta bort föroreningar, och därigenom förbättra dess förmåga att ta emot och vidhäfta bläck.
Mer information om bläck kan du kontrollera:
Vilka är prestandatesterna för bläck?
Guide om tygfärgämnen: (typer, användningsområden, tekniker och hur man köper)
VÅRA PIGMENTPULVERPRODUKTER
1 tanke om ”Hur man förbättrar vidhäftningen av bläck på olika underlag?”
Det verkar utmärkt idé för mig är