Baskı mürekkebinin baskı yüzeyine yapışması olayı, adsorpsiyon olayıdır. Genellikle bunu arayüzey olayı olarak ele alırız. Bir maddenin atomlarının ve moleküllerinin başka bir maddenin yüzeyine yapışmasıyla ilgilidir. "Absorpsiyon" adı verilen benzer bir olay daha vardır ve bu da bir arayüzey olayıdır. Bu süreç, bir maddenin atomlarının ve moleküllerinin arayüzeyden homojen bir şekilde geçerek diğer maddenin atomları veya molekülleri arasındaki iç boşluklara nüfuz etmesini içerir. Hem adsorpsiyon hem de absorpsiyon aynı anda gerçekleştiğinde, bu olayı tanımlamak için "yapışma" terimi kullanılır. Yapışma kuvveti, mürekkebin baskı yüzeyine yapışma gücünü ifade eder. Bu yapışmayı artırmak için iki temel hususa öncelik verilmelidir: mürekkebin baskıya uygunluğu ve alt tabaka malzemesinin baskıya uygunluğu.
1. Mürekkep Basılabilirliği
1. Mürekkep formülasyonlarında reçinenin kritik rolü, mürekkep aracının yapışma gücünü doğrudan etkileyen önemli bir bileşeni olan alt tabakayla uyumluluğuyla vurgulanmaktadır. Standart uygulamada, metal yüzeyler için mürekkep seçimi, epoksi grupları ve çapraz bağlanma üzerine güçlü yapışmayı destekleyen reaktif doğası nedeniyle bağlayıcı olarak epoksi reçinenin kullanılmasını gerektirir. Bunun tersine, polietilen plastikler için bağlayıcı reçinenin, optimum basılabilirlik için polietilen kullanarak alt tabaka malzemesini yansıtması gerekir. Benzer şekilde polipropilen, benzer polarite ve moleküler ağırlıkları paylaştıkları için polipropilen substratlara baskı yaparken uygun bağlayıcı görevi görür. Poliüretan malzemeler için bağlayıcı olarak poliüretan reçinenin kullanılması, mürekkep filmi katmanının olağanüstü dayanıklılığa, aşınma direncine ve baskı sonrasında yapışma özelliklerine sahip olmasını sağlar.
2. Bir alt tabaka üzerine etkili baskı, reçine solventi ile mürekkep içindeki alt tabaka bileşenleri arasındaki çözünürlük parametrelerinde yakın bir eşleşme gerektirir. Bu parametreler hizalandığında solvent, substrat yüzeyinde bir şişme etkisi uygulayarak reçinenin arayüz boyunca geçişini ve substratın iç kısmına nüfuz etmesini kolaylaştırır. Bu işlem sonuçta mürekkep ve alt tabaka arasında güçlü ve dayanıklı bir yapışmanın oluşmasıyla sonuçlanır.
3.Uygun Katkı Maddelerinin Eklenmesi.
Yapışmayı güçlendirmek için uygun yapışma arttırıcıların dahil edilmesi çok önemlidir. Bu destekleyiciler, mürekkepteki reçine ile polimer substrat malzemesi arasındaki bağlanmayı düzene sokan ve sonuçta mürekkebin yapışma kapasitesini artıran birleştirme maddeleri olarak işlev görür.
Ayrıca çapraz bağlama maddelerinin dahil edilmesi yapışmanın güçlendirilmesinde önemli bir rol oynar. Bu maddeler, yapıştırıcı içinde çapraz bağlantılar oluşturarak sadece film oluşum sıcaklığını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda mürekkebin yapışmasını da önemli ölçüde artırır. Ek olarak mürekkep filminin sertliğini, suya dayanıklılığını, solvent direncini ve kuruma hızını artırarak genel olarak üstün performansa katkıda bulunurlar.
2. Mürekkepler için Substratların Yüzey İşlemi
Plastiklerin ve plastik filmlerin işlenmesi. Plastiklerin ve plastik filmlerin farklı moleküler yapıları, yoğunlukları, kristallikleri ve yüzey polar grup bileşimleri, yoğunlukların geniş bir aralığa yayılabileceği aynı plastik türü içinde bile özelliklerinde önemli farklılıklara yol açar. Bu faktörler, üretimin neden olduğu yüzey düzgünlüğü ve asit-baz direnci ve anti-oksidasyon özellikleri sağlayan stabilizatörlerin eklenmesiyle birleştiğinde, genellikle zayıf mürekkep adsorpsiyon yetenekleriyle sonuçlanır. Sonuç olarak, baskılı mürekkep katmanının yapışma ve aşınma direnci önemli ölçüde etkilenir ve baskıdan önce yüzey işleminin yapılması gerekir. Bu işlemin temel taşı, plastik yüzeyin polaritesinin değiştirilmesini, tipik olarak polar olmayan yüzeylerin, mürekkebin bağlayıcısında bulunan polar gruplarla bağlanabilen polar gruplara sahip olanlara dönüştürülmesini içerir. Bu dönüşüm mürekkebin plastik yüzeye sağlam bir şekilde yapışmasını sağlar.
3. Plastikler için Ortak Mürekkep yüzey işleme yöntemleri
(1) Korona deşarj tedavisi
Korona deşarjı tedavisinde yüksek voltajlı alternatif akım motoru, bir çıkış transformatörü ve bir çift elektrotla yapılandırılmış bir cihaz kullanılır. Plastik film bu elektrotlar arasındaki dar alanı geçerken, yüksek voltaj atmosferik oksijenin iyonizasyonunu tetikleyerek ozon üretir. Bu süreç, filmin yüzeyine enerji vererek, kutup gruplarının ortaya çıkmasına neden olan bir korona deşarjını başlatır. Sonuç olarak, moleküler polarite yoğunlaşarak yüzey gerilimini yükseltir. Aynı zamanda, bu işlem tozu ortadan kaldırır ve insan gözünün algılayamayacağı mikroskobik girintiler oluşturarak yüzeyi etkili bir şekilde pürüzlendirir. Bu dönüşüm, alt tabakanın mürekkebi emme kapasitesini artırarak korona deşarj işlemini mevcut uygulamalarda yaygın ve etkili bir yöntem haline getirir.
(2) Alev tedavisi yöntemi
Alevle işlem yöntemi, plastik filmin hızla oksitleyici bir aleve maruz bırakılması prensibiyle çalışır. Alevden bu hızlı geçiş, mikroskobik kusurları ortadan kaldırır, görünmez çapakları ortadan kaldırır ve mürekkebin yüzeye yapışmasını önemli ölçüde artırır. Bu tekniğin özü "hızlı" kelimesinde yatmaktadır; çünkü herhangi bir gecikme, yüzeyin "yanma" riskini taşır, bu da mürekkebin yapışmasını azaltabilir ve hem alevle işlenmiş oksit filmin hem de mürekkep katmanının ayrılmasıyla sonuçlanabilir. Bu nedenle, en iyi sonuçları elde etmek için işlem sıcaklığının plastik filmin termal deformasyon eşiğinin altında titizlikle tutulması gerekir.
(3) Plazma tedavisi
Plazma tedavisi, elektronları nötr atomlardan veya moleküllerden ayırmak ve onları iyonlara dönüştürmek için yoğun elektrik alanlarının, yüksek sıcaklıkların ve lazer enerjisinin gücünden yararlanır; bu, pozitif ve negatif yüklerin dengede olduğu bir durumdur, dolayısıyla plazma terimidir. Bir RF jeneratörü, yüksek voltajlarda lazer enerjisi yayarak, çevredeki gazları iyonize eden, enerji yüklü elektronlar, iyonlar ve atomlardan oluşan bir diziyi serbest bırakan belirgin bir ışıltılı deşarjı başlatarak bu süreci besler. Bu oldukça reaktif parçacıklar plastik yüzeyle çarpışarak yüzey aktif gruplarda yapısal değişikliklere, yeni grupların veya serbest radikallerin ortaya çıkmasına ve sonuçta bir birikim sürecine yol açar. Polimer yüzeyinin bu ikili kimyasal ve fiziksel modifikasyonu, yeni elde edilen polar grupların mürekkebin bağlayıcısının polar bileşenleri ile güçlü bağlar oluşturmasını sağlayarak polariteyi ortaya çıkarır ve böylece mürekkebin yapışmasını önemli ölçüde artırır.
(4) Kimyasal ve solvent arıtma yöntemi
Kimyasal ve solvent arıtma yöntemleri kullanılarak plastik yüzey, bir oksidan madde ile oksidasyona tabi tutulur. Bu oksidasyon reaksiyonu, plastik filmin yüzeyinde hidrofilik grupların ve diğer fonksiyonel parçaların oluşmasını tetikleyerek mürekkepte bulunan polar gruplarla etkileşimi teşvik eder. Oksidasyondan yararlanılarak mürekkebin yüzeye adsorpsiyonu önemli ölçüde artırılır. Daha kalın film uygulamaları için, yüzey aktif maddeler veya dikloroetan, pentakloroetan ve trikloroetilen gibi klorlu solventler kullanılarak solvent muamelesi bir seçenek haline gelir. Bu yaklaşım, plastik filmin yüzeyinin ıslanabilirliğini değiştirir ve plastikleştiriciler ve antioksidanlar gibi üretim sırasında eklenen katkı maddelerini nötralize edebilir. Buna paralel olarak kimyasal arıtma yöntemleri, potasyum permanganat, klorosülfonik asit ve sikloalkil kromik asit gibi spesifik kimyasalların doğrudan plastik filmin yüzeyine uygulanmasını içerir. Bu kimyasal aşındırma işlemi, korozyon yoluyla filmin mürekkeple ıslanma yeteneğini artırır, sonuçta mürekkebin yapışmasını ve genel baskı kalitesini artırır.
(5) Statik elektriğin ortadan kaldırılması işlemi
Statik yük birikimine ve toz çekmeye yatkın, doğası gereği iyi elektrik yalıtkanları olan plastik filmlere baskı öncesinde statik elektriğin ortadan kaldırılmasının gerekliliği, mürekkebin yapışmasını optimize etmek için çok önemlidir. Bu prosesin temel taşı anti-statik maddelerin, özellikle de silikon bazlı veya yüzey aktif madde bazlı formülasyonların uygulanmasında yatmaktadır. Silikon anti-statik maddeler durumunda, hazırlık aşamaları, metanol veya etanol gibi solventler kullanılarak yüzeyin yağ ve nemden arındırılmasını içerir. Daha sonra ajan, fırçalama, yuvarlama veya daldırma yoluyla titizlikle uygulanır ve tam bir kaplama sağlanır. Optimum olarak 30°C ila 40°C veya 60°C ila 80°C arasındaki sıcaklıklarda yaklaşık 3 saat süreyle gerçekleştirilen bu işlem, baskıya başlamadan önce maksimum etkililiğe izin vermek için uygulamadan sonra iyice kurumayı ve 5 saatlik bir dinlenme süresini gerektirir. Alternatif olarak, sürfaktan anti-statik maddeler farklı bir mekanizma üzerinde çalışarak iletkenliği arttırır ve statik yükleri dağıtmak için yüzey direncini azaltır. Uygulama yöntemleri, silindir kaplama veya daldırma içeren silikon ajanlarınkileri yansıtmakta ve işlem sırasında benzer düzeyde titizlik sağlamaktadır. Her iki yaklaşım da farklı mekanizmalar yoluyla statik elektriği ortadan kaldırmayı ve plastik film yüzeyini optimum mürekkep yapışması için hazırlamayı amaçlamaktadır.
Yukarıda belirtilen işlem yöntemleri çeşitli plastik türlerinde yaygın olarak uygulanabilir olmakla birlikte, polistiren ve polivinil klorür (PVC) gibi yüzeylerinde doğası gereği polar gruplara sahip bazı plastikler de mevcuttur. Pürüzlü dokuları ve nispeten düşük yoğunlukları ile karakterize edilen bu malzemeler, ön işlemi gereksiz kılan benzersiz özellikler sergiler. Bu sayede önceden yüzey modifikasyonuna gerek kalmadan doğrudan baskı işlemlerine tabi tutulabilmektedirler.
4. Metal alt tabaka malzemelerinin mürekkeple işlenmesi
Taşıma ve depolama aşamalarında metaller, paslanmaya dayanıklı yağ ve proses yağlayıcıdan oluşan koruyucu bir kaplamayla korunur. Bununla birlikte, doğası gereği reaktif olan bu metaller, uzun süreli maruz kalma durumunda atmosferik nemi ve oksijeni absorbe etme eğilimine sahiptir ve bu da bir oksit filminin oluşumuna yol açar. Paslanmaya dayanıklı yağ tabakasıyla birleşen bu oksit film, mürekkebin yapışmasına karşı müthiş bir bariyer oluşturarak itme ve ıslanma önleyici etkilere neden olur. Bu nedenle baskı işleminden önce metal yüzeyin uygun işlemlerden geçirilerek hazırlanması zorunlu hale gelir.
5. Cam yüzey için mürekkep işlemi
Ağırlıklı olarak SiO2'den oluşan cam, silikon atomlarının matrisinin içine gömülü olduğu, oksijen atomlarının ise yüzeyine hakim olduğu benzersiz bir yapısal özellik sergiler. Bu konfigürasyon, yüksek bir yüzey enerjisiyle sonuçlanır ve onu dış maddelerle etkileşime yatkın hale getirir. Örneğin, havaya maruz kaldığında cam yüzeyi hidrojenle reaksiyona girerek hidrofilik gruplar, özellikle de yüzeyinde biriken ve mürekkebin yapışmasını engelleyen OH (hidroksil) parçaları oluşturur. Ayrıca, cam yüzeyinde alkali iyonların, özellikle de Na-O bağlarını oluşturanların varlığı ek bir zorluk teşkil etmektedir. Bu bağlar hava ve su varlığında bozulmaya karşı hassastır ve mürekkebin yapışması sorununu daha da kötüleştirir. Sonuç olarak, cam üzerine baskıdan önce hazırlık yüzey işlemlerinin yapılması zorunludur. Sonraki bölümde bu amaç için kullanılan çeşitli yaygın tedavi metodolojileri özetlenmektedir.
(1) Lipofilik tedavi
Lipofilik işlem, silan birleştirme maddelerinin cam yüzeye uygulanmasını içeren stratejik bir yaklaşımdır. Bu süreç lipofilik grupların oluşumunu teşvik ederek camın mürekkebe olan ilgisini önemli ölçüde artırır. Bir uygulama, yüzeyin, hidroliz üzerine güçlü bir afinite oluşturan, etanol içinde çözünmüş %0.5 ila %1 birleştirme maddesi çözeltisiyle kaplanmasını gerektirir. Alternatif olarak birleştirme maddesi, %1 ila %5'lik bir konsantrasyonda mürekkebe önceden karıştırılarak baskı sonrasında cam yüzey üzerine kendiliğinden yayılmasına olanak sağlanabilir.
(2) Yağ giderme işlemi
Bu adım, cam yüzeyinden katı ve sıvı yağları ortadan kaldırarak ıslanabilirliği arttırmaya odaklanır. Bu, aseton veya metil etil keton (MEK) gibi solventlerle yıkama yoluyla veya alternatif olarak etkili bir yağdan arındırma işlemi için dikloroetilen buharı kullanılarak gerçekleştirilebilir.
(3) Güçlü asit tedavisi
Güçlü asit işlemi, alkali iyonlarını cam yüzeyinden uzaklaştırmak için bir araç olarak kullanılır. Bu yöntem, mürekkebin yapışmasını daha da güçlendirerek optimum baskı kalitesi ve dayanıklılık sağlamak üzere tasarlanmıştır.
(4) Fiziksel tedavi
Daha sonra hafif kumlama için ince aşındırıcı toz veya sulu taşlama için sulu zımpara kullanılarak fiziksel arıtma yöntemleri devreye giriyor. Bu teknikler, kirletici maddeleri gidererek cam yüzeyini iyileştirmeyi, böylece mürekkebi kabul etme ve ona yapışma yeteneğini geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Mürekkepler hakkında daha fazla bilgi için şunları kontrol edebilirsiniz:
Mürekkep için pigment Kullanım Alanları
Mürekkebin performans testi öğeleri nelerdir?
Kumaş Boyaları Rehberi: (Türleri, Kullanımları, Teknikleri ve Nasıl Satın Alınır)
PİGMENT TOZ ÜRÜNLERİMİZ
“Mürekkebin Çeşitli Alt Tabakalara Yapışma Özelliği Nasıl Geliştirilir?” üzerine 1 düşünce
Bana harika bir fikir gibi geliyor