डेकोरेटिंग व फिनिशिंग
अवधारणा से लेकर व्यावसायीकरण तक प्रोसेस उत्कृष्टता
शानदार दिखने वाले उत्पाद यूँ ही नहीं बनते! 1992 से, SABREEN ने 34 देशों की 525 कंपनियों के लिए प्लास्टिक विनिर्माण संबंधी समस्याओं का समाधान किया है। हमारी नवीन प्रौद्योगिकियों का उपयोग आज के सबसे पहचाने जाने वाले सैन्य व वाणिज्यिक उत्पादों के विनिर्माण में किया जाता है — इंटरनेशनल स्पेस स्टेशन और फार्मास्युटिकल्स से लेकर अंडरवाटर एक्शन कैमरों तक। SABREEN की इंजीनियरिंग ने हमारे क्लाइंट्स के लिए शीर्ष उद्योग पुरस्कार अर्जित किए हैं, जिनमें फार्मास्युटिकल/मेडिकल पैकेजिंग का वर्ष का सर्वश्रेष्ठ उत्पाद पुरस्कार शामिल है, जिसे स्मिथसोनियन नेशनल म्यूज़ियम में शामिल किया गया है। हमारी शुरुआती प्रोजेक्ट भागीदारी परियोजना कार्यक्रम को तेज़ बनाती है।
Sabreen की गेम-चेंजिंग प्रोसेस से कम लागत में विनिर्माण, सिक्स-सिग्मा गुणवत्ता और महत्वपूर्ण बाज़ार लाभ मिलते हैं। आइए हम आपकी कंपनी के लिए आकर्षक स्वरूप वाले उत्पाद तैयार करें।
पॉलीओलेफिन्स की हर्मेटिक सीलिंग हेतु कस्टम बॉन्डिंग व क्योरिंग प्रौद्योगिकियाँ
बैकलिट “डे/नाइट” ऑटोमोटिव बटन पेंट व लेज़र एब्लेशन
कंटोर्ड सतह वाले सिलिंड्रिकल पेन पर डिजिटल प्रिंटिंग (इंकजेट)
PPS लॉक सेफ डायल पर 360° पैड प्रिंटिंग, 60° ड्राफ्ट एंगल
थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स व रबर पर डिजिटल कलर इंकजेट प्रिंटिंग और लेज़र मार्किंग। मास कस्टमाइज़ेशन।
उत्पाद जानकारी व उत्पाद सुरक्षा हेतु सबसर्फेस लेज़र मार्किंग
मास कस्टमाइज़ेशन हेतु डिजिटल प्रिंटिंग
आसंजन व उच्च इम्पैक्ट प्रतिरोध हेतु विशेष क्लियर टॉपकोट
डिशवॉशर स्थिरता हेतु FDA रासायनिक-प्रतिरोधी क्लियर टॉपकोट के साथ पूर्ण रंगीन डिजिटल प्रिंटिंग
पुरस्कार विजेता फार्मा/मेडिकल फैशनेबल बर्थ कंट्रोल कैरींग केस
स्लेट, सीडर शेक जैसा रूप देने हेतु सजाई/कोटेड पॉलिमर रूफिंग टाइल्स, 40-वर्षीय वारंटी लाइटफास्टनेस, अग्नि व पवन प्रतिरोध
सॉफ्ट-टच व वुडग्रेन जैसा प्रभाव देने वाली कस्टम डेकोरेशन व स्पेशल-इफेक्ट टॉप कोटिंग्स
डेकोरेटर्स कंटेनर्स और अन्य प्लास्टिक पार्ट्स के लिए आकर्षक प्रभाव बनाने हेतु विभिन्न द्वितीयक प्रोसेस का उपयोग करते हैं। इसके अतिरिक्त, विशेष प्रभाव देने वाले कलरेंट्स को प्लास्टिक पार्ट्स में मोल्ड किया जा सकता है, जिससे स्वयं में एक आकर्षक स्वरूप प्राप्त होता है। इससे भी बेहतर, हम इन कलरेंट्स को स्प्रे पेंटिंग, पैड प्रिंटिंग, हाइड्रोग्राफिक्स, लेज़र मार्किंग और मेटलाइज़िंग जैसी द्वितीयक प्रोसेस के साथ मिलाकर अद्वितीय दृश्य व स्पर्शनीय विशेष प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं।
विशेष प्रभाव कलरेंट्स के प्रकार
तालिका 1 में विशेष प्रभाव पिगमेंट व डाई की छह प्रमुख श्रेणियाँ सूचीबद्ध हैं। सभी हैवी-मेटल-फ्री रूप में उपलब्ध हैं, और कुछ FDA प्लास्टिक विनियमों के अनुरूप हैं।
तालिका 1 में विशेष प्रभाव पिगमेंट व डाई की छह प्रमुख श्रेणियाँ सूचीबद्ध हैं। सभी हैवी मेटल फ्री रूप में उपलब्ध हैं, और कुछ FDA प्लास्टिक विनियमों के अनुरूप हैं:
पर्लेसेंट पिगमेंट। पेंट, इंक और प्लास्टिक में उपयोग किए जाने वाले पर्लेसेंट पिगमेंट का मुख्य प्रकार टाइटेनियम डाइऑक्साइड से कोटेड माइका फ्लेक्स पर आधारित होता है। कोटिंग की मोटाई बढ़ने के साथ रंग सिल्वरी सफेद से पीला, लाल, नीला और हरा होता जाता है। आयरन ऑक्साइड (गोल्ड व बेज) या क्रोम ऑक्साइड (हरा) की दूसरी कोटिंग जोड़कर अलग-अलग रंग प्राप्त किए जा सकते हैं, और टाइटेनियम डाइऑक्साइड को आयरन ऑक्साइड से बदलकर धात्विक रंगों (कांस्य व तांबा) की एक शृंखला प्राप्त की जाती है।
मेटलिक पिगमेंट। मेटलिक पिगमेंट कॉपर एलॉय और एल्युमिनियम से बनाए जाते हैं और विभिन्न रंगों व कण आकारों में उपलब्ध हैं। कॉपर वर्ज़न का रंग चमकीले हरे-सुनहरे से लेकर लाल-सुनहरे तक भिन्न होता है। एल्युमिनियम वर्ज़न सिल्वर व सिल्वर-ग्रे रंग के होते हैं। मूलतः, अधिकांश उत्पाद चमक को अधिकतम करने हेतु फ्लेक रूप में उपलब्ध थे। पर्लेसेंट पिगमेंट की तरह, प्लास्टिक प्रोसेसर को कण के आकार को सुरक्षित रखने के लिए शियर बलों को न्यूनतम रखने का ध्यान रखना होता है, और आमतौर पर कलरिस्ट चमक व अपारदर्शिता के वांछित संतुलन हेतु विभिन्न कण आकारों के पिगमेंट को मिलाता है। छोटे कण अपारदर्शिता प्रदान करते हैं; बड़े कण चमक प्रदान करते हैं। चूँकि मेटलिक पिगमेंट ऊष्मा व विद्युत का संचालन करते हैं, इसलिए इनका उपयोग अक्सर सजावट के अतिरिक्त अन्य कार्यात्मक गुण प्रदान करने हेतु किया जाता है।
फ्लोरोसेंट डाई व पिगमेंट। कभी-कभी “ग्लो इन-डेलाइट” रंग कहलाने वाले, फ्लोरोसेंट रंग “एक हाथ से देना, दूसरे से लेना” के सिद्धांत पर काम करते हैं। दिवा प्रकाश (डेलाइट) UV, दृश्य और अवरक्त (इन्फ्रारेड) विकिरण से मिलकर बना होता है। पारंपरिक पिगमेंट के मामले में, हमें दिखने वाला रंग वस्तु से टकराने वाले दृश्य प्रकाश की विशेष तरंगदैर्घ्य के परावर्तन के कारण होता है। फ्लोरोसेंट पिगमेंट व डाई UV के साथ-साथ दृश्य किरणों का भी उपयोग करते हैं। इनकी रासायनिक संरचना इन्हें अवशोषित की गई कुछ UV किरणों को दृश्य विकिरण के रूप में उत्सर्जित करने में सक्षम बनाती है। यह उत्सर्जित प्रकाश परावर्तित दृश्य प्रकाश में जुड़ जाता है, जिससे एक कहीं अधिक चमकीला रंग बनता है जो चमकता हुआ प्रतीत होता है। इसी प्रकार का प्रभाव वाणिज्यिक फ्लोरोसेंट लाइटिंग में भी होता है। बबल गम से लेकर लॉन्ड्री डिटर्जेंट तक के उपभोक्ता उत्पादों को खरीदार का ध्यान आकर्षित करने हेतु फ्लोरोसेंट कंटेनरों में पैक किया गया है।
फॉस्फोरेसेंट पिगमेंट। “ग्लो-इन-द-डार्क” पिगमेंट भी कहलाने वाले, फॉस्फोरेसेंट पिगमेंट अब लाइट स्विच, डायल, TV रिमोट के बटन और खिलौनों सहित कई अनुप्रयोगों में उपयोग किए जा रहे हैं। जहाँ पारंपरिक पिगमेंट प्रकाश को उतनी ही जल्दी उत्सर्जित करते हैं जितनी जल्दी वे उसे अवशोषित करते हैं, वहीं फॉस्फोरेसेंट पिगमेंट प्रकाश स्रोतों के साथ अलग ढंग से प्रतिक्रिया करते हैं। ये पिगमेंट तरंगदैर्घ्य की विस्तृत रेंज में प्रकाश को आसानी से अवशोषित कर लेते हैं लेकिन उसे समय के साथ बहुत धीरे-धीरे पुनः उत्सर्जित करते हैं। मूलतः, ये पिगमेंट कैडमियम सल्फाइड रसायन पर आधारित थे। लेकिन आज, कई कंपनियाँ हैवी मेटल फ्री वर्ज़न पेश कर रही हैं। ऐसे पिगमेंट से रंगी गई वस्तु को दृश्य प्रकाश स्रोत — एक सामान्य इंकैंडेसेंट बल्ब भी पर्याप्त होगा — के संपर्क में लाकर “चार्ज” किया जाता है, और प्रकाश स्रोत से हटाए जाने के बाद वस्तु कई घंटों तक चमकती रहेगी।
थर्मोक्रोमिक व फोटोक्रोमिक कलरेंट्स। ये कलरेंट्स आश्चर्यजनक रंग-परिवर्तन प्रभाव प्रदान करते हैं। जैसा कि नाम से स्पष्ट है, थर्मोक्रोमिक कलरेंट्स तापमान में परिवर्तन के अनुसार रंग बदलते हैं। ये जटिल कलरेंट्स होते हैं जिनमें एक डाई, एक एक्टिवेटर और एक सॉल्वेंट शामिल होता है। सॉल्वेंट का गलनांक यह निर्धारित करता है कि किस तापमान पर रंग परिवर्तन होता है, जबकि डाई रंग निर्धारित करती है। थर्मोक्रोमिक्स “सॉफ्ट प्लास्टिक” में सर्वोत्तम कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, ये PP, क्रिस्टल पॉलीस्टाइरीन या रिजिड PVC की तुलना में PE, इम्पैक्ट पॉलीस्टाइरीन और फ्लेक्सिबल PVC में अधिक प्रभावी होते हैं। इसका कारण यह है कि नरम प्लास्टिक में सभी 3 आवश्यक घटकों को समायोजित करने के लिए अधिक फ्री वॉल्यूम उपलब्ध होता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध थर्मोक्रोमिक्स की कीमत में व्यापक अंतर होता है, लेकिन नाटकीय रंग-परिवर्तन प्रभाव पाने के लिए सभी को काफी उच्च स्तर पर उपयोग करना पड़ता है। फोटोक्रोमिक कलरेंट्स ऐसी डाई पर आधारित होते हैं जो सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर अपना आणविक आकार बदल लेती हैं। फोटोक्रोमिक्स को कम स्तर (लगभग 0.5% और उससे कम) पर उपयोग किया जा सकता है और ये पारदर्शी प्लास्टिक के लिए अच्छी तरह कार्य करते हैं।
सजावटी वॉटरबॉर्न कोटिंग्स असाधारण स्वरूप, कार्यक्षमता, मूल्य प्रदान करती हैं और पर्यावरण-अनुकूल हैं। वॉटरबॉर्न कोटिंग एक तेज़ी से विकसित हो रही तकनीक है जो कोटिंग को प्लास्टिक सतह तक पहुँचाने के माध्यम के रूप में पानी का उपयोग करती है और कई सॉल्वेंट-आधारित कोटिंग्स की जगह नया मानक बनती जा रही है। आज की वॉटरबॉर्न रसायन-प्रणालियाँ कई अनुप्रयोगों के लिए सॉल्वेंटबॉर्न के समान या उससे बेहतर कॉस्मेटिक व भौतिक प्रदर्शन गुण प्रदान कर सकती हैं।
हाई-परफॉर्मेंस वॉटरबॉर्न कोटिंग्स अत्यंत उच्च सजावटी फिनिश मानकों को प्राप्त करती हैं और कई पेंटिंग व कोटिंग बाज़ार क्षेत्रों में तेज़ी से अपनी जगह बना रही हैं। वॉटरबॉर्न कोटिंग्स पर्यावरणीय रूप से “ग्रीन” हैं और कड़े उत्सर्जन विनियमों को पूरा करती हैं, जिसके चलते निर्माता कई अनुप्रयोगों में सॉल्वेंटबॉर्न पेंट प्रणालियों को बदल सके हैं। वॉटरबॉर्न कोटिंग्स कम विषैली होती हैं, इनमें VOC का स्तर कम होता है और ये कम ज्वलनशील होती हैं। इनके उपयोग से वायु उत्सर्जन कम होगा और श्रमिकों के स्वास्थ्य व सुरक्षा में सुधार होगा।
वॉटरबॉर्न कोटिंग्स विभिन्न क्योरिंग तंत्रों में उपलब्ध हैं, जिनमें a) एवेपोरेशन, b) ओवन बेक और c) UV-क्योरेबल शामिल हैं। हाल के वर्षों में, ऑटोमोटिव, मरीन और आर्किटेक्चरल OEM सहित उद्योगों ने पिगमेंटेड व क्लियरकोट (टॉपकोट) वॉटरबॉर्न कोटिंग्स के अपने उपयोग में नाटकीय वृद्धि की है।
सॉल्वेंटबॉर्न कोटिंग्स में, फ्लुइडाइज़िंग माध्यम एक ऑर्गेनिक सॉल्वेंट या ऑर्गेनिक सॉल्वेंट्स का मिश्रण (MEK, MIBK, ज़ाइलीन, टॉल्यूईन आदि) होता है। “वॉटरबॉर्न” कोटिंग के रूप में वर्गीकृत होने के लिए, पानी को एक महत्वपूर्ण या प्रमुख फ्लुइडाइज़िंग माध्यम होना चाहिए। अधिकांश कोटिंग्स जो वॉटरबॉर्न कोटिंग्स की श्रेणी में आती हैं, उनके फ्लुइडाइज़िंग माध्यम में कुछ ऑर्गेनिक को-सॉल्वेंट भी होते हैं। ये आमतौर पर कम आणविक भार वाले पोलर कीटोन, अल्कोहल और एस्टर होते हैं। सामान्य रासायनिक संरचना लगभग 50 प्रतिशत पानी, 45 प्रतिशत ठोस पदार्थ और 5 प्रतिशत को-सॉल्वेंट (जो फ्लुइडाइज़िंग माध्यम के 2-20 प्रतिशत तक हो सकती है) होती है।
प्रोसेस एप्लीकेशन
वॉटरबॉर्न कोटिंग्स के साथ पारंपरिक एप्लीकेशन प्रोसेस का उपयोग किया जा सकता है, जिनमें विभिन्न स्प्रे विधियाँ और डिप कोटिंग शामिल हैं। इससे वॉटरबॉर्न प्रोसेस को हाई-सॉलिड पेंट पर एक लाभ मिलता है, जिन्हें उनकी अधिक विस्कोसिटी के कारण डिप कोट नहीं किया जा सकता। स्प्रे विधियों में पारंपरिक एयर एटोमाइज़ेशन, HVLP, एयरलेस और एयर-असिस्टेड एयरलेस शामिल हैं। पेंट गन को पेंट थिनर या एसीटोन के बजाय पानी या जल-आधारित घोल से साफ किया जा सकता है।
सुखाने संबंधी विचार
वॉटरबॉर्न कोटिंग्स का क्योरिंग समय उनके सॉल्वेंटबॉर्न समकक्षों की तुलना में कहीं अधिक लंबा होता है। कोटिंग को फोर्स ड्राई या बेक करते समय स्प्रे बूथ और ओवन के बीच पर्याप्त फ्लैश-ऑफ समय आवश्यक है। अन्यथा, सॉल्वेंट पॉपिंग हो सकती है। यह सुनिश्चित करना भी आवश्यक है कि कंडेंसेशन बनने से रोकने हेतु पार्ट का सतह तापमान ओस बिंदु (ड्यू पॉइंट) से अधिक हो। हालाँकि यह आमतौर पर गर्म महीनों में समस्या नहीं होती, ठंडे महीनों में यह एक चिंता का विषय हो सकता है।
उच्च आर्द्रता वाले गर्म मौसम में फ्लैश-ऑफ और सुखाने का समय बढ़ सकता है। यदि आर्द्रता अधिक है, तो सुखाने के दौरान निकलने वाले जल वाष्प को जाने का कोई स्थान नहीं मिलता, और फिल्म क्योर नहीं होगी। मध्यम वायु प्रवाह और बढ़े हुए तापमान के माध्यम से, कोटिंग को ताज़ी हवा की निरंतर आपूर्ति प्रदान की जा सकती है ताकि हवा में नमी धारण करने की अधिक क्षमता हो। पार्ट्स को हिमांक तापमान के संपर्क में लाने से पहले कोटिंग से सभी पानी को हटाना आवश्यक है। ऐसा न करने पर आसंजन में कमी हो सकती है, क्योंकि शेष पानी जमने पर फैल जाएगा।
क्योर की गई कोटिंग्स व इंक का आसंजन व घर्षण स्थायित्व दो महत्वपूर्ण प्रदर्शन गुण हैं, और सुदृढ़ विनिर्माण के लिए इनका मापन व नियंत्रण आवश्यक है। आसंजन व घर्षण स्थायित्व अलग-अलग भौतिक गुण हैं और विफलता मोड विश्लेषण के दौरान अक्सर गलत तरीके से निदान किए जाते हैं। खराब आसंजन व घर्षण स्थायित्व फील्ड विफलताओं, स्क्रैप व रीवर्क, कम मुनाफे और असंतुष्ट ग्राहकों के प्रमुख कारण हैं। इन गुणों को मापने की तकनीकें उपलब्ध हैं।
आसंजन बनाम घर्षण
प्लास्टिक सब्सट्रेट पर क्योर की गई कोटिंग्स व इंक का इष्टतम आसंजन व घर्षण स्थायित्व (प्रतिरोध), उच्च-गुणवत्ता वाले उत्पाद बनाने के लिए विनिर्माण के दौरान प्राप्त किया जाना चाहिए जो अपने सेवा जीवन भर टिके रहें। ये गुण परस्पर निर्भर हो सकते हैं लेकिन अक्सर परस्पर अनन्य होते हैं। अर्थात्, क्योर की गई कोटिंग्स व इंक अच्छा आसंजन और खराब घर्षण-प्रतिरोध, या खराब आसंजन और अच्छा घर्षण-प्रतिरोध दिखा सकती हैं। आसंजन व घर्षण की उचित जाँच व समझ विनिर्देशों के अनुपालन को सुनिश्चित करती है और कोटिंग व प्रिंटिंग की समस्याओं को हल करने में अमूल्य है। विफलता तंत्र — आसंजन (कोहेशन), घर्षण, या दोनों — की पहचान ही इंजीनियरिंग प्रोसेस समाधान निर्धारित करेगी। इन गुणों को मापने व विश्लेषण करने हेतु परंपरागत परीक्षण विधियाँ व नए उपकरण उपलब्ध हैं।
आसंजन परीक्षण विधियाँ
ASTM D 3359 स्टैंडर्ड टेस्ट मेथड फॉर मेज़रिंग एडहीज़न बाय टेप टेस्ट, अपनी सरलता व कम लागत के कारण, ऐतिहासिक रूप से शायद कोटिंग्स व इंक का आसंजन परीक्षण करने की सबसे प्रसिद्ध व व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। टेप टेस्ट करने की सबसे बुनियादी प्रक्रिया में निम्नलिखित शामिल है:
- टेप के चयन पर सहमति।
- परीक्षण से पहले कोटिंग्स व इंक पूरी तरह क्योर होनी चाहिए।
- टेस्ट की मेथड A के अनुसार फिल्म में X-कट लगाएँ या मेथड B के अनुसार प्रत्येक दिशा में छह या ग्यारह कट के साथ लैटिस पैटर्न बनाएँ।
- रोल डिस्पेंसर से टेप के दो चक्कर (लैप) हटाकर हटा दें।
- टेप को उंगली से सही स्थान पर चिकना करें, फिर पेंसिल के सिरे पर लगे इरेज़र या समान वस्तु से मज़बूती से रगड़ें। टेप के नीचे का रंग पूर्ण संपर्क का एक अच्छा संकेतक है।
- लगाने के 60-120 सेकंड के भीतर, मुक्त सिरे को तेज़ी से (झटका न दें) यथासंभव 180 डिग्री के कोण पर स्वयं की ओर वापस खींचकर टेप हटाएँ।
- सब्सट्रेट से कोटिंग हटने के लिए कट किए गए क्षेत्र का निरीक्षण करें और पूर्व-निर्धारित विवरण व चित्रण वर्गीकरण (0B, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B) के सापेक्ष आसंजन का मूल्यांकन करें।
डिज़ाइनर मोल्ड सतह(ओं) पर टेक्सचर जोड़कर आसंजन में सुधार कर सकते हैं। टेक्सचर से उभार व गड्ढे बनते हैं, जो मैकेनिकल इंटरलॉकिंग आसंजन प्रदान करते हैं। टेक्सचर को मोल्ड टूल के भीतर या मैन्युअल रूप से स्कॉच-ब्राइट पैड व सॉल्वेंट क्लीनिंग का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। मोल्डेड-इन टेक्सचर को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह बिना किसी अतिरिक्त श्रम/रासायनिक लागत के सतह विशेषताओं को बनाए रखता है। उदाहरण के लिए, NTMA मोल्ड कैविटी फिनिश “40-डायमंड बफ्ड 1200 ग्रिट” संभवतः फिनिश “10-फाइन डायमंड 8000 ग्रिट” (0 से 3 माइक्रोन रेंज) की तुलना में बॉन्ड स्ट्रेंथ में सुधार करेगी। संदर्भ हेतु चित्र 4 SPI मोल्ड सतह फिनिश देखें। हल्के टेक्सचर वाली सतहें भी लाभदायक होती हैं। कनेक्टर्स जैसे रिसेस्ड-होल अनुप्रयोगों के लिए, मोल्ड में एच्ड कोर पिन अत्यधिक प्रभावी होते हैं।
इंक-पॉलिमर सब्सट्रेट संगतता – इंकजेट प्रिंट करने में सबसे चुनौतीपूर्ण पॉलिमर में शामिल हैं: एसीटल (POM), पॉलीएमाइड (नायलॉन), पॉलीओलेफिन्स, पॉलीएस्टर (PET), पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (PPS), पॉलीएथरएथरकीटोन (PEEK), पॉलीएथरइमाइड (PEI), पॉलीइमाइड “Kapton” (PI), पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (PTFE) और पॉलीयुरेथेन (PUR)। डिज़ाइनर इन निम्न सतह ऊर्जा (LSE) सामग्रियों को उनके हल्के धातु प्रतिस्थापन, कठोरता व मज़बूती, रासायनिक प्रतिरोध और ऊँचे सेवा तापमान पर भौतिक गुणों के लिए चुनते हैं।
सफल प्रिंटिंग व डेकोरेटिंग के लिए, इंक व कोटिंग्स को पॉलिमर सतह पर दीर्घकालिक आसंजन प्राप्त करना चाहिए। आसंजन काफी हद तक सतह की परिघटनाओं पर निर्भर करता है, अर्थात् उच्च तापमान वाली इंक को प्रिंटहेड से आसानी से जेट होना चाहिए और सब्सट्रेट के साथ उचित रूप से अंतःक्रिया करनी चाहिए। इंक को पॉलिमर सब्सट्रेट की सतह के साथ घनिष्ठ संपर्क बनाने में सक्षम होना चाहिए। इस घनिष्ठ संपर्क को वेटिंग या सतह को वेट-आउट करना कहा जाता है और यह सतह पर फैलने की इंक की क्षमता को दर्शाता है। अधिकांश पॉलिमर सतहें स्वाभाविक रूप से हाइड्रोफोबिक होती हैं और वेट होने का प्रतिरोध करती हैं। ये प्लास्टिक विशिष्ट रूप से रासायनिक रूप से निष्क्रिय, नॉनपोरस सतह वाले होते हैं जिनकी सतह ऊर्जा कम होती है, जिससे प्रिंटिंग आसंजन लगभग असंभव हो जाता है। सतह ऊर्जा वह अतिरिक्त ऊर्जा है जो किसी ठोस पदार्थ की सतह पर (बल्क की तुलना में) मौजूद होती है। यह अतिरिक्त ऊर्जा इसलिए मौजूद होती है क्योंकि सतह पर मौजूद अणु उतने समान पड़ोसी अणुओं के साथ अंतःक्रिया नहीं कर पाते जितना बल्क में मौजूद अणु कर पाते हैं; इसलिए, उनमें अतिरिक्त अंतःक्रिया ऊर्जा होती है।
उदाहरण के लिए – पॉलीएमाइड, जिसे आमतौर पर नायलॉन कहा जाता है, एक सेमीक्रिस्टलाइन पॉलिमर है। इसके दो सबसे सामान्य ग्रेड नायलॉन 6 और नायलॉन 6/6 हैं। नायलॉन पॉलिमर स्वाभाविक रूप से बॉन्ड करने में कठिन होते हैं क्योंकि वे हाइड्रोफोबिक, रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं और इनकी सतह वेटेबिलिटी खराब (अर्थात् निम्न सतह ऊर्जा) होती है। इसके अलावा, नायलॉन हाइग्रोस्कोपिक होते हैं और वातावरण से अपने द्रव्यमान के 3% से अधिक पानी की नमी अवशोषित कर लेते हैं। नमी, स्वयं में ही, आसंजन संबंधी समस्याएँ उत्पन्न करती है। नायलॉन रेज़िन की उचित सुखाने की प्रक्रिया प्रोसेसिंग व पार्ट प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है। सबसे उल्लेखनीय बात यह है कि नायलॉन का हाइड्रोफोबिक व्यवहार एक सतह गुण है, जबकि हाइड्रोफिलिक व्यवहार एक बल्क गुण है। चूँकि नायलॉन एक ऑर्गेनिक पॉलिमर है, इसकी सतह ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है। यह पॉलिमर व अन्य ऑर्गेनिक पदार्थों के सतह रसायन व सतह भौतिकी का परिणाम है। हालाँकि, नायलॉन चेन में मौजूद एमाइड समूह पानी को आकर्षित करते हैं, और पानी के बल्क अवशोषण के संबंध में इस सामग्री के हाइड्रोफिलिक व्यवहार को जन्म देते हैं। इस प्रकार, बल्क में, नायलॉन एक हाइड्रोफिलिक सामग्री की तरह व्यवहार कर सकता है, लेकिन सतह पर, यह हाइड्रोफोबिक व्यवहार प्रदर्शित कर सकता है।
पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (PPS) किसी भी एडवांस्ड इंजीनियरिंग प्लास्टिक की तुलना में संक्षारक पदार्थों के विरुद्ध सबसे व्यापक प्रतिरोध प्रदान करता है। PPS उत्पाद हाइग्रोस्कोपिक नहीं होते और इसलिए, नायलॉन (पॉलीएमाइड) जैसी आयामी विस्तार समस्याओं का सामना नहीं करते। फिर भी पार्ट्स को मोल्ड करते समय सूखे रेज़िन का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। नमी, स्वयं में ही, समस्याजनक है। उच्च नमी स्तर वॉइड्स बना सकता है, जो पार्ट प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है, आसंजन को प्रभावित कर सकता है और सौंदर्यशास्त्र को बदल सकता है। सुखाने और प्रोसेसिंग के बीच का समय यथासंभव कम होना चाहिए। PPS को डीह्यूमिडिफाइंग हॉपर ड्रायर में सुखाया जाना चाहिए। हॉट एयर ओवन की आमतौर पर सिफारिश नहीं की जाती। पूर्ण क्रिस्टलीय अवस्था प्राप्त करने के लिए, कम से कम 275 से 300°F का मोल्ड तापमान आवश्यक है। जब PPS को 275°F से नीचे मोल्ड किया जाता है, तो मोल्डिंग अनाकार (अमॉर्फस) या सेमीक्रिस्टलाइन होती है, और उच्च सेवा तापमान (हीट क्योरिंग सहित) के संपर्क में आने तक इसी अवस्था में रहती है। यदि सेवा तापमान मोल्डिंग तापमान से अधिक हो जाता है, तो पार्ट्स अधिक क्रिस्टलीय हो जाएँगे, जिसके परिणामस्वरूप आयामी व गुणात्मक परिवर्तन होंगे। उदाहरण के लिए, नॉनक्रिस्टलाइन अवस्था में मोल्ड किए गए 40% ग्लास-फिल्ड PPS का हीट डिफ्लेक्शन तापमान (HDT), @264 psi (1.8 MPa), केवल 350°F है लेकिन क्रिस्टलीय अवस्था में यह >500°F (260°C) तक बढ़ जाता है। इसके अलावा, मोल्ड तापमान का सतह के स्वरूप पर नाटकीय प्रभाव पड़ता है।
निम्न आणविक भार वाली सामग्रियाँ – जैसे सिलिकोन, मोल्ड रिलीज़, एंटी-स्लिप एजेंट व प्रोसेस एडिटिव्स – इंक की प्रवाहित होने और आसंजन के लिए आवश्यक घनिष्ठ संपर्क प्राप्त करने की क्षमता को बाधित करती हैं। पिगमेंट व डाई कलरेंट्स में उपयोग किए जाने वाले कुछ घुलनशील या अघुलनशील कंपाउंड एजेंट आसंजन को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकते हैं। मोल्डेड सतह की रासायनिक संरचना, टेक्सचर और पोरोसिटी इंक के प्रवाह व आसंजन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। उपचार व आसंजन की डिग्री या गुणवत्ता प्लास्टिक सतह की स्वच्छता से प्रभावित होती है। इष्टतम पूर्व-उपचार और उसके बाद इंक आसंजन प्राप्त करने के लिए सतह का साफ होना आवश्यक है। सतह संदूषण – जैसे सिलिकोन मोल्ड रिलीज़, गंदगी, धूल, ग्रीस, तेल और फिंगरप्रिंट – उपचार को बाधित करते हैं।
सामग्री की शुद्धता भी एक महत्वपूर्ण कारक है। उपचारित प्लास्टिक की शेल्फ लाइफ रेज़िन के प्रकार, फॉर्मूलेशन और भंडारण क्षेत्र के परिवेशी वातावरण पर निर्भर करती है। उपचारित उत्पादों की शेल्फ लाइफ निम्न आणविक भार वाले ऑक्सीकृत पदार्थों (LMWOM) — जैसे एंटीऑक्सीडेंट, प्लास्टिसाइज़र, स्लिप व एंटीस्टेटिक एजेंट, कलरेंट व पिगमेंट, स्टेबलाइज़र आदि — की मौजूदगी से सीमित होती है। उपचारित सतहों को उच्च तापमान के संपर्क में लाने से आणविक चेन की गतिशीलता बढ़ती है – चेन की गतिशीलता जितनी अधिक होगी, उपचार की एजिंग उतनी ही तेज़ होगी। उपचारित सामग्रियों में पॉलिमर चेन की गतिशीलता के कारण उपचार द्वारा बनाए गए बॉन्डिंग साइट सतह से दूर चले जाते हैं। ये घटक अंततः पॉलिमर सतह पर माइग्रेट कर सकते हैं।
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Scott Sabreen — अध्यक्ष एवं मुख्य अभियंता, 30 वर्षों से अधिक का अनुभव। अपने अनुप्रयोग और SABREEN समाधानों पर निःशुल्क एवं बिना किसी बाध्यता के चर्चा करने हेतु आज ही हमसे संपर्क करें। अपनी सबसे कठिन चुनौतियाँ हमें सौंपें।
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