Jak wstępna obróbka powierzchni poprawia przyczepność farb UV na polipropylenie

How Surface Pretreatment Improves Adhesion Of UV Inks On Polypropylene

Komponenty polipropylenowe (PP) stosowane w cyfrowym druku UV charakteryzują się niską energią powierzchniową i obojętnością chemiczną. Nieobrobione powierzchnie PP zapobiegają zwilżaniu i wiązaniu atramentu UV, co prowadzi do rozwarstwiania się atramentu i utraty wzoru podczas użytkowania. W niniejszym dokumencie określono czteroetapowy proces techniczny stabilizujący przyczepność farby UV na podłożach PP.

Zanieczyszczenia, w tym środki antyadhezyjne, oleje i pył, utrudniają wiązanie międzyfazowe pomiędzy PP i tuszem UV. Aby usunąć zanieczyszczenia i aktywować powierzchnię PP, wymagane są dwie kolejne operacje.

Przetrzyj powierzchnię PP jednokierunkowo trzykrotnie za pomocą włókniny nasączonej alkoholem izopropylowym lub etanolem przemysłowym, aby usunąć pozostałości po formowaniu, odciski palców i cząstki stałe. Wysusz podłoże na powietrzu-w środowisku wolnym od kurzu przez 5 minut, aby usunąć resztki rozpuszczalnika.

Wybierz jedną z dwóch poniższych metod zwiększenia energii powierzchniowej PP.

Leczenie plazmą

Użyj urządzenia do obróbki plazmowej o mocy 500 W. Zeskanuj powierzchnię druku dwukrotnie z odległości roboczej 5–10 mm. Zakończ drukowanie w ciągu 30 minut, aby uniknąć zaniku energii powierzchniowej.

Powłoka zwiększająca przyczepność PP

Nałóż cienką, jednolitą warstwę-polepszacza przyczepności specyficznego dla PP za pomocą sprayu. Suszyć na powietrzu-w temperaturze otoczenia przez 10 minut, aż folia całkowicie uformuje się przed drukowaniem.

Standardowe farby UV nie tworzą stabilnych wiązań chemicznych z aktywowanym PP. Należy używać atramentu UV na bazie PP, który wnika w mikrostruktury aktywowanej powierzchni i sieciuje po utwardzeniu.
Warstwa bazowa UV przeznaczona dla PP może być nakładana sekwencyjnie w celu poprawy zakotwiczenia farby i jednolitości koloru.

Nieprawidłowe parametry utwardzania powodują kurczenie się farby i podnoszenie krawędzi. Kontroluj grubość warstwy farby i profil utwardzania w następujący sposób.

Użyj wieloprzebiegowego trybu drukowania cienkowarstwowego przy minimalnym zużyciu atramentu. Ustaw całkowitą grubość warstwy farby na 20–30 μm. Zmniejsz ilość atramentu o 10% w obszarach krawędziowych, aby zapobiec gromadzeniu się atramentu.
Nałóż cienką warstwę bazową UV i utwardzaj wstępnie promieniowaniem UV o małej mocy przez 3 sekundy przed drukowaniem w kolorze.

Należy zastosować utwardzanie dwuetapowe, aby uniknąć deformacji termicznej i niepełnego usieciowania.

Utwardzić wstępnie: 50% mocy UV przez 5 sekund, aby zainicjować sieciowanie atramentu.
Pełne wyleczenie: 100% mocy UV przez 8–10 sekund przy użyciu lamp UV LED 395 nm.

Utrzymuj temperaturę powierzchni PP poniżej 60 stopni podczas utwardzania, aby zapobiec zmianie wymiarów.

Po całkowitym utwardzeniu farby nałóż cienką warstwę lakieru UV odporną na ścieranie. Utwardzaj przy 100% mocy UV przez 6 sekund.
Płaszcz zapewnia odporność na ścieranie fizyczne oraz blokuje wilgoć i tlen, przedłużając żywotność.

Aby sprawdzić przyczepność, należy przeprowadzić test nacięcia krzyżowego i test zarysowania paznokciem.

Użyj testera do cięcia poprzecznego, aby utworzyć siatki 10×10 o kwadratach 1 mm².
Nałóż taśmę 3M 600 i odklej pod kątem 45 stopni.
Kryterium akceptacji: utrata atramentu<5% of total grid area.
W przypadku mocnego zeskrobania paznokciem z krawędzi wzoru nie może wystąpić żadne unoszenie się ani rozwarstwianie.

Nieobrobiony polipropylen ma niepolarną strukturę molekularną bez aktywnych grup hydroksylowych i karboksylowych na powierzchni. Ta obojętność chemiczna zapobiega mechanicznemu blokowaniu i chemicznemu sieciowaniu z cząsteczkami atramentu UV. Czyszczenie rozpuszczalnikiem usuwa zanieczyszczenia stanowiące barierę powierzchniową, podczas gdy obróbka plazmą lub promotorem tworzy mikro-szorstką teksturę i polarne grupy funkcyjne na powierzchni PP. Te zmodyfikowane mikrostruktury umożliwiają równomierne rozprowadzanie ciekłego atramentu UV, eliminują wnęki skurczowe i tworzą szczelne mechaniczne zakotwienie po sieciowaniu UV. Bez wstępnej obróbki atrament UV tworzy jedynie powierzchowne fizyczne połączenie, które stopniowo odkleja się pod wpływem tarcia, wahań temperatury i wilgotnego środowiska.

Odwrotne wycieranie podczas czyszczenia spowoduje ponowne rozprowadzenie zanieczyszczeń olejowych i spowoduje częściowe złuszczanie się atramentu. Operatorzy muszą stosować-jednokierunkowe ruchy wycierania, aby zapewnić stałą czystość powierzchni. Aktywacja plazmy dostarcza-czułą na czas energię powierzchniową; każde opóźnienie w drukowaniu przekraczające 30 minut spowoduje osłabienie polaryzacji powierzchni i zmniejszenie siły wiązania. W przypadku stosowania promotorów przyczepności, nierównomierne natryskiwanie lub zbyt gruba powłoka po utwardzeniu doprowadzi do pękania dolnej warstwy i powstawania efektu skórki pomarańczowej.

Podczas utwardzania promieniami UV ciągłe napromienianie-o dużej mocy bez-wstępnego utwardzania powoduje szybkie tworzenie się powłoki na powierzchni. Zewnętrzna warstwa farby ulega całkowitemu usieciowaniu, podczas gdy warstwa wewnętrzna pozostaje nieutwardzona, generując wewnętrzne naprężenia, które powodują wypaczenie krawędzi i drobne pęknięcia. Ścisłe, etapowe procedury utwardzania eliminują niezrównoważone defekty sieciowania.

W przypadku ciągłej produkcji seryjnej wymagane jest regularne pobieranie próbek przyczepności. Producenci muszą przeprowadzać-testy przyczepności nacięcia krzyżowego co 500 gotowych elementów, aby monitorować stabilność wiązania. W warsztacie produkcyjnym należy utrzymywać stałą wilgotność w zakresie 40–60%, aby zmniejszyć statyczną absorpcję pyłu i uniknąć wtórnego zanieczyszczenia powierzchni. Wszystkie detale PP muszą zostać zadrukowane i utwardzone natychmiast po obróbce wstępnej, aby zmaksymalizować wykorzystanie aktywności powierzchni.

Aby sprawdzić stabilność warunków zewnętrznych i-długoterminową stabilność użytkową, gotowe zadrukowane produkty PP muszą przejść testy przyspieszonego starzenia w środowisku. Kwalifikowane próbki umieszcza się w komorze o stałej temperaturze i wilgotności w temperaturze 85 stopni i wilgotności względnej 85% na 240 godzin ciągłego starzenia. Po badaniu warstwa farby nie może wykazywać żadnych pęcherzy, rozwarstwień, pęknięć ani widocznego blaknięcia. Test przyczepności-krzyżowej nadal utrzymuje utratę atramentu poniżej 5%, zapewniając stabilną pracę sprzętu do użytku na zewnątrz, obudów elektronicznych i przemysłowych komponentów z tworzyw sztucznych.

Atramenty na bazie wody-LZO-LZO: rozwiązania do druku przemysłowego poprawiające ochronę środowiska i zastosowania-na dużą skalę

Typowe problemy z wysychaniem wodnych-atramentów do sitodruku