आसंजन बंधन समाधान

जटिल 2D व 3D बंधन चुनौतियों के लिए विशेषज्ञ प्रोसेस इंजीनियरिंग — उन्नत प्रौद्योगिकियाँ व सिक्स-सिग्मा पद्धतियाँ, जिन पर विश्व भर में एयरोस्पेस, मेडिकल, ऑटोमोटिव और उपभोक्ता उत्पाद निर्माता भरोसा करते हैं।

बंधन विफलता, प्लास्टिक आसंजन बंधन

ऑनसाइट प्लाज़्मा परीक्षण व सतह विज्ञान प्रशिक्षण

बंधन विफलताएँ व आसंजन विफलताएँ दो समान या असमान सब्सट्रेट सतहों के इंटरफेस पर होती हैं। बंधन प्रक्रियाओं में आसंजक व सामंजक दोनों प्रकार के बल शामिल होते हैं। आसंजन विफलता का प्रकार — आसंजक, सामंजक अथवा सब्सट्रेट विफलता — इन बलों की सापेक्ष शक्ति पर निर्भर करता है। आसंजक विफलता, अर्थात डीलैमिनेशन, सामान्यतः सब्सट्रेट की विशेषताओं के कारण होती है, जिसमें उसकी सतह रसायन विज्ञान व सतह ऊर्जा, सतह तैयारी और अनुप्रयोग प्रक्रियाएँ शामिल हैं। सामंजक विफलता चिपकाने वाले पदार्थ की आंतरिक मज़बूती से संबंधित होती है। सब्सट्रेट विफलता बंधन प्रक्रिया से संबंधित नहीं होती, बल्कि यह सब्सट्रेट की अपनी मज़बूती पर निर्भर करती है। ऐसी स्थिति में बंधन वास्तविक सब्सट्रेट से अधिक मज़बूत होता है।

पॉलिमर व धातु, रसायन विज्ञान, चिपकाने वाले पदार्थ, प्राइमर, कोटिंग्स, सिलेन, प्लाज़्मा पूर्व-उपचार, सतह गुणवत्ता, मोल्डिंग संचालन और परीक्षण विधियों में कुशल प्रोसेस इंजीनियरिंग विशेषज्ञों की सहायता से आसंजन संबंधी समस्याओं का शीघ्र समाधान किया जा सकता है।

The Sabreen Group अपनी उन्नत प्रौद्योगिकियों व सिक्स-सिग्मा प्रोसेस पद्धतियों के माध्यम से जटिल 2-आयामी व 3-आयामी बंधन समस्याओं को हल करने में उल्लेखनीय सफलता प्राप्त करता है। हम जेट लड़ाकू विमानों, मेडिकल, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स, उपभोक्ता उत्पादों सहित अनुप्रयोगों की व्यापक श्रेणी के लिए नवाचारी समाधान विकसित करते हैं। हमारी पेटेंट प्रक्रियाओं में से एक का उपयोग ऑपरेशन डेज़र्ट स्टॉर्म के दौरान "स्मार्ट बम" हथियार प्रणालियों के निर्माण में किया गया था, और यह आज भी सैन्य व NASA अनुप्रयोगों के लिए बंधन उत्कृष्टता के मानक के रूप में उपयोग की जाती है। एक अन्य प्रौद्योगिकी बाहरी हाउज़िंग अनुप्रयोगों के लिए पॉलीओलिफिन उत्पादों पर वॉटरबॉर्न कोटिंग आसंजन का असाधारण प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।

SABREEN की प्रौद्योगिकियों का उपयोग आज के सबसे पहचाने जाने वाले सैन्य व वाणिज्यिक उत्पादों के निर्माण में किया जाता है — अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन व फार्मास्युटिकल उत्पादों से लेकर अंडरवाटर एक्शन कैमरों तक। SABREEN की इंजीनियरिंग ने हमारे क्लाइंट्स के लिए शीर्ष उद्योग पुरस्कार अर्जित किए हैं, जिनमें वर्ष का सर्वश्रेष्ठ फार्मास्युटिकल/मेडिकल पैकेजिंग उत्पाद शामिल है, जिसे स्मिथसोनियन नेशनल म्यूज़ियम में शामिल किया गया। हमारी परियोजना में शुरुआती भागीदारी परियोजना की समय-सीमा को तीव्र करती है।

SABREEN के नवाचारी समाधान

विभिन्न प्रकार की सामग्रियों व अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर की गई कस्टम बंधन, क्यूरिंग व पूर्व-उपचार प्रौद्योगिकियाँ।

पॉलीओलिफिन की हर्मेटिक सीलिंग हेतु कस्टम बंधन व क्यूरिंग प्रौद्योगिकियाँ

कस्टम पूर्व-उपचार, इंकजेट रसायन व UVLED क्यूर

PPS लॉक सेफ डायल पर प्लाज़्मा पूर्व-उपचार व कस्टम इंक

इलास्टोमेरिक वियरेबल्स के लिए अभूतपूर्व इंकजेट प्रौद्योगिकी

पॉलीकार्बोनेट पर एंटी-फॉग/AR/हार्डकोट का ऑप्टोमैकेनिकल बंधन

पॉलीओलिफिन क्लोज़र्स के लिए प्लाज़्मा पूर्व-उपचार

ऑटोमोटिव सीटिंग के लिए फ्लेम लैमिनेशन

पुरस्कार-विजेता फार्मा/मेडिकल फैशनेबल बर्थ कंट्रोल कैरिंग केस

स्लेट व सीडर शेक जैसी दिखने वाली पॉलिमर रूफिंग टाइलों की डेकोरेशन/कोटिंग, 40-वर्ष की लाइटफास्टनेस, अग्नि व वायु प्रतिरोध वारंटी सहित

डिशवॉशर-स्थिर FDA रासायनिक-प्रतिरोधी क्लियर टॉपकोट सहित फुल-कलर डिजिटल प्रिंटिंग

सॉफ्ट-टच व वुडग्रेन जैसे प्रभाव देने वाली कस्टम डेकोरेशन व स्पेशल-इफेक्ट टॉप कोटिंग्स

संपूर्ण तकनीकी संदर्भ

सफल आसंजन बंधन के पीछे के विज्ञान, सामग्री, विधियों व गुणवत्ता नियंत्रण को कवर करने वाले 14 गहन विषय। किसी भी विषय पर जानकारी हेतु क्लिक करें।

कॉन्टैक्ट एंगल

कॉन्टैक्ट एंगल वह कोण है, जिसे सामान्यतः तरल के माध्यम से मापा जाता है, जहाँ तरल-वाष्प इंटरफेस ठोस इंटरफेस से मिलता है। कॉन्टैक्ट एंगल यंग समीकरण के माध्यम से किसी तरल द्वारा ठोस सतह की वेटेबिलिटी को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है।

सतह ऊर्जा, वेटिंग

कई प्लास्टिकों को बांधना कठिन होने का मूल कारण यह है कि वे हाइड्रोफोबिक नॉन-पोलर सामग्री हैं, रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं और उनकी सतह वेटेबिलिटी खराब होती है — अर्थात, कम सतह ऊर्जा। जहाँ ये हाइड्रोफोबिक (जल-प्रतिरोधी) गुण उन पार्ट डिज़ाइनरों के लिए आदर्श हैं जो ऐसे गुण चाहते हैं, वहीं ये उन निर्माताओं के लिए बड़ी चुनौती बन जाते हैं जिन्हें ऐसी सामग्रियों को बांधना होता है। मज़बूत आसंजन बंधन के लिए सामान्यतः "हाइड्रोफिलिक" सतहों की आवश्यकता होती है। इष्टतम आसंजन के लिए, चिपकाने वाले पदार्थ (कोटिंग, इंक या पेंट) को बांधी जाने वाली सतह (एडहेरेंड) को पूरी तरह "वेट आउट" करना चाहिए।

"वेटिंग आउट" का अर्थ है कि तरल सतह पर प्रवाहित होकर उसे इस प्रकार ढकता है कि संपर्क क्षेत्र और चिपकाने वाले पदार्थ व एडहेरेंड बंधन सतह के बीच आकर्षक बल अधिकतम हो जाएँ। किसी तरल द्वारा सतह को प्रभावी रूप से वेट आउट करने के लिए, चिपकाने वाले पदार्थ की सतह ऊर्जा, बांधी जाने वाली एडहेरेंड की सतह ऊर्जा के बराबर या उससे कम होनी चाहिए। अन्यथा, सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा को बढ़ाना आवश्यक है।

एक समतल ठोस सतह पर विश्राम (संतुलन) की स्थिति में स्थित किसी एकल तरल बूंद पर विचार करें। ठोस सतह और अंतिम-बिंदु पर ऊपरी सतह की स्पर्श रेखा द्वारा निर्मित कोण को कॉन्टैक्ट एंगल कहा जाता है; यह संपर्क बिंदु पर स्पर्श रेखा और ठोस सतह की क्षैतिज रेखा के बीच, तरल के माध्यम से बनने वाला कोण है। बुलबुले/बूंद का आकार उन आणविक बलों के कारण होता है, जिनके चलते सभी तरल, सतह के संकुचन के माध्यम से, अपने आयतन को न्यूनतम सतह क्षेत्रफल वाले आकार में ढालने की प्रवृत्ति रखते हैं। सतह को संकुचित करने वाले अंतर-आणविक बलों को "सरफेस टेंशन" कहा जाता है। सरफेस टेंशन, जो सतह ऊर्जा का मापन है, डाइन/सेमी (SI इकाई N/m) में व्यक्त की जाती है।

किसी तरल (पानी, प्रिंटिंग इंक, चिपकाने वाले पदार्थ/एनकैप्सुलेशन, कोटिंग्स आदि) की सरफेस टेंशन की तुलना में ठोस सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा जितनी अधिक होगी, उसकी "वेटेबिलिटी" उतनी ही बेहतर होगी और कॉन्टैक्ट एंगल उतना ही छोटा होगा। सामान्य नियम के अनुसार, स्वीकार्य बंधन आसंजन तब प्राप्त होता है जब सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा, तरल की सरफेस टेंशन से लगभग 8 से 10 डाइन/सेमी अधिक हो।

हाइड्रोफिलिक बनाम हाइड्रोफोबिक सतहों के साथ "सरफेस वेटिंग"

रासायनिक सतह सक्रियण

निर्माताओं में बंधन संबंधी समस्याओं के एकमात्र संकेतक के रूप में केवल कॉन्टैक्ट एंगल या अन्य वेटेबिलिटी मापनों पर ध्यान केंद्रित करने और नियमित सतह परीक्षण करने की प्रबल प्रवृत्ति पाई जाती है। रासायनिक सतह क्रियाशीलता भी उतनी ही महत्वपूर्ण है, जिसके माध्यम से हाइड्रोफोबिक सतहों को बंधन-योग्य हाइड्रोफिलिक सतहों में सक्रिय किया जाता है। रासायनिक सतह सक्रियण के लिए गैस-फेज़ "ग्लो-डिस्चार्ज" सतह ऑक्सीकरण पूर्व-उपचार प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं की विशेषता "गैस प्लाज़्मा" उत्पन्न करने की क्षमता है, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों, धनात्मक आयनों व अन्य कणों से युक्त अत्यंत क्रियाशील गैस होती है। प्लाज़्मा को प्रायः पदार्थ की चौथी अवस्था कहा जाता है। जैसे-जैसे ऊर्जा प्रदान की जाती है, ठोस पिघलकर तरल बनते हैं, तरल वाष्पित होकर गैस बनते हैं, और गैस आयनीकृत होकर "प्लाज़्मा" में बदल जाती है।

भौतिकी विज्ञान की दृष्टि से, इन प्लाज़्मा को उत्पन्न करने वाले तंत्र भिन्न-भिन्न होते हैं, परंतु सतह वेटेबिलिटी पर उनके प्रभाव समान होते हैं। जो मूल रासायनिक व भौतिक अभिक्रिया होती है वह यह है कि प्लाज़्मा में उत्पन्न मुक्त इलेक्ट्रॉन, आयन, मेटास्टेबल्स, रेडिकल्स व UV, अधिकांश पॉलिमेरिक सब्सट्रेट की सतह पर आणविक बंधों को तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा के साथ सतह को प्रभावित कर सकते हैं। इससे पॉलिमर सतह पर अत्यंत क्रियाशील फ्री रेडिकल्स बनते हैं, जो बदले में सब्सट्रेट सतह पर विभिन्न रासायनिक क्रियाशील समूह बना सकते हैं, क्रॉस-लिंक कर सकते हैं, या ऑक्सीजन की उपस्थिति में तेज़ी से अभिक्रिया कर सकते हैं। जो पोलर क्रियाशील समूह बन सकते हैं और बंधन-क्षमता को बढ़ा सकते हैं उनमें कार्बोनिल (C=O), कार्बोक्सिल (HOOC), हाइड्रोपेरोक्साइड (HOO-) व हाइड्रॉक्सिल (HO-) समूह शामिल हैं। पॉलिमर में सम्मिलित थोड़ी मात्रा में भी क्रियाशील समूह, सतह की रासायनिक क्रियाशीलता व वेटेबिलिटी में सुधार के लिए अत्यंत लाभकारी हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, रासायनिक प्राइमर/सॉल्वेंट और यांत्रिक घर्षण (मोल्ड टूल टेक्सचर सहित) का उपयोग अकेले अथवा पूर्व-उपचार के साथ मिलाकर किया जा सकता है।

आसंजन व शेल्फ-लाइफ एजिंग को प्रभावित करने वाले कारक

मज़बूत आसंजन शक्ति हेतु पूर्व-उपचार की मात्रा या गुणवत्ता प्लास्टिक सतहों की स्वच्छता से प्रभावित होती है। इष्टतम पूर्व-उपचार व उसके बाद आसंजन प्राप्त करने के लिए सतह का स्वच्छ होना आवश्यक है। उत्पाद सतहों पर उपचार में बाधा डालने वाले संदूषण स्रोतों में गंदगी, धूल, ग्रीस व तेल शामिल हैं। सिलिकोन, मोल्ड रिलीज़ व एंटी-स्लिप एजेंट जैसी निम्न आणविक भार सामग्री बंधन के लिए विशेष रूप से हानिकारक होती है। सामग्री की शुद्धता भी एक महत्वपूर्ण कारक है। इसके अतिरिक्त, पिगमेंट व डाई कलरेंट में उपयोग किए जाने वाले कुछ घुलनशील अथवा अघुलनशील यौगिक अभिकर्मक आसंजन को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

उपचारित प्लास्टिक की शेल्फ लाइफ (उपचार की एजिंग क्षति) रेज़िन के प्रकार, फॉर्मूलेशन व भंडारण क्षेत्र के परिवेशी वातावरण पर निर्भर करती है। उपचारित उत्पादों की शेल्फ लाइफ, एंटीऑक्सीडेंट, प्लास्टिसाइज़र, स्लिप व एंटीस्टैटिक एजेंट, कलरेंट व पिगमेंट, स्टेबलाइज़र जैसी निम्न आणविक भार ऑक्सीकृत सामग्री (LMWOM) की उपस्थिति से सीमित होती है। उपचारित सतहों का उच्च तापमान के संपर्क में आना आणविक श्रृंखला की गतिशीलता को बढ़ाता है। श्रृंखला की गतिशीलता जितनी अधिक होगी, पूर्व-उपचार की एजिंग उतनी ही तेज़ी से होगी। प्लाज़्मा-उपचारित सतहें आसपास के वातावरण से जुड़े कारकों के सापेक्ष भिन्न-भिन्न दरों व सीमाओं तक एजिंग से गुज़रती हैं। एजिंग की विशेषताएँ व उनकी भंडारण शेल्फ लाइफ, विनिर्माण प्रक्रिया संचालन के लिए आवश्यक हैं। सक्रिय सतहों की शेल्फ लाइफ घंटों, दिनों, महीनों या उससे अधिक हो सकती है। पूर्व-उपचार के तुरंत बाद उत्पादों को बांधने, कोट करने, पेंट करने अथवा डेकोरेट करने की सिफारिश की जाती है।

प्लाज़्मा सतह पूर्व-उपचार का चयन

यह ध्यान रखें कि प्रत्येक सतह पूर्व-उपचार विधि अनुप्रयोग-विशिष्ट होती है और उसके अपने विशिष्ट लाभ व संभावित सीमाएँ हो सकती हैं। मज़बूत परिणामों के लिए निम्नलिखित कारकों पर विचार करें:

• पॉलिमर ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं पर भिन्न-भिन्न प्रतिक्रिया करते हैं। पूर्व-उपचार विधि के चयन में पॉलिमेरिक सब्सट्रेट का प्रकार व उसकी अंतिम-उपयोग प्रदर्शन आवश्यकताएँ महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
• क्या सब्सट्रेट (उपचारित किया जाने वाला उत्पाद) चालक है? उदाहरणस्वरूप, बिना मेटल कॉन्टैक्ट पिन वाले असेंबल न किए गए प्लास्टिक इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर बॉडी का इलेक्ट्रिकल उपचार किया जा सकता है, जबकि असेंबल किए गए कनेक्टर में इलेक्ट्रिकल आर्किंग की समस्या हो सकती है।
• पार्ट की ज्यामिति — समतल सतहों का उपचार गहरे अवकाशों, अत्यधिक टेपर व अन्य आकार अनियमितताओं की तुलना में अधिक आसानी से किया जा सकता है। छोटे क्षेत्रों व अत्यधिक टेक्सचर्ड सतहों पर वेटिंग परीक्षण करना कठिन होता है।
• सामग्री हैंडलिंग ऑटोमेशन: पारंपरिक इलेक्ट्रिकल कोरोना डिस्चार्ज व स्पॉट ट्रीटर्स के साथ चालक बेल्ट व चेन इलेक्ट्रिकल आर्किंग का कारण बन सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, फ्लेम, कोल्ड गैस प्लाज़्मा अथवा लो-पोटेंशियल वायुमंडलीय प्लाज़्मा के उपयोग पर विचार करें।
• अत्यधिक उपचार से बचें। अत्यधिक प्लाज़्मा-ऑक्सीकृत सतहें हीट सीलिंग/वेल्डिंग जैसी डाउनस्ट्रीम असेंबली प्रक्रियाओं को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकती हैं।
• सभी पूर्व-उपचार उपकरण समान गुणवत्ता के नहीं होते। संचालन में सिस्टम की गुणवत्ता की जाँच करें। इलेक्ट्रिकल उपचार प्रक्रियाओं के लिए प्लाज़्मा डिस्चार्ज की एकरूपता देखें; फ्लेम ट्रीटमेंट के लिए रिबन बनाम ड्रिल्ड पोर्ट बर्नर और कम्बशन सिस्टम घटकों में अंतर पर विचार करें; कोल्ड गैस प्लाज़्मा के लिए चैंबर निर्माण, इलेक्ट्रोड शेल्फ की गुणवत्ता और विशेष रूप से वैक्यूम पंप निर्माता की जाँच करें।

सतह स्वच्छता

सतह गुणवत्ता की जाँच की सर्वश्रेष्ठ विधि — Surface Analyst™ 2001 एक हैंडहेल्ड डिजिटल डिवाइस है, जो रासायनिक डाइन सॉल्यूशन के उपयोग के बिना इन-लाइन उत्पादन में कॉन्टैक्ट एंगल मापने के लिए है। यह विधि गैर-विनाशकारी है; अतः पार्ट को सामान्य रूप से प्रोसेस किया जा सकता है — डाइन सॉल्यूशन परीक्षण के विपरीत, जिसमें पार्ट को खुरचना पड़ता है। BTG Labs द्वारा आविष्कृत, Surface Analyst™ को इस प्रकार इंजीनियर किया गया है कि यह सटीक सतह मापन प्रौद्योगिकी को शॉप-फ्लोर तकनीशियनों के हाथों तक पहुँचाता है, उन संचालनों के लिए जहाँ सतह की स्थिति अत्यंत महत्वपूर्ण होती है, जैसे आसंजन बंधन, पेंटिंग, कोटिंग, प्रिंटिंग व डीकंटैमिनेशन।

"बैलिस्टिक डिपोज़िशन" नामक पेटेंट तकनीक का उपयोग करते हुए, यह डिवाइस सब्सट्रेट सतह पर अत्यंत शुद्ध जल की एक बूंद जमा करता है। जल की बूंद के आयतन व क्षेत्रफल को जानकर, डिवाइस दी गई सतह के विरुद्ध जल के कॉन्टैक्ट एंगल की गणना करता है। यह डिवाइस उपयोगकर्ता को एक मात्रात्मक संख्या या पास/फेल अलर्ट के रूप में तत्काल फीडबैक देता है। डिवाइस द्वारा प्रदान किया गया निरीक्षण डेटा उपयोगकर्ताओं को यह निर्धारित करने में सक्षम बनाता है कि विनाशकारी डाइन सॉल्यूशन के विकल्प के रूप में, सब्सट्रेट को आसंजन प्रक्रियाओं के लिए उचित रूप से तैयार किया गया है या नहीं। यह हैंडहेल्ड यूनिट किसी भी अभिविन्यास में काम करती है और चिकनी अथवा टेक्सचर्ड सतहों, जैसे ग्रेन्ड TPOs, पर कार्य करती है। इस डेटा का उपयोग निरंतर प्रोसेस सुधार, संभावित समस्याओं का संकेत देने वाली गुणवत्ता में गिरावट की पहचान, अथवा उत्पाद विफलताओं के महत्वपूर्ण कारण का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।

BTG Labs Surface Analyst. फोटो सौजन्य: BTG LABS (513.469.1800).

डाइन सॉल्यूशंस की सीमाएँ

कई अनुप्रयोगों के लिए दस्तावेज़ीकृत परीक्षण प्रक्रिया के अनुसार डाइन सॉल्यूशन का उपयोग करके केवल स्टैटिक इक्विलिब्रियम कॉन्टैक्ट एंगल की जाँच करना ही पर्याप्त हो सकता है। एप्लीकेशन किट या "डाइन पेन/सॉल्यूशन" उपयोगी जानकारी देते हैं, परंतु ये सरफेस टेंशन का सटीक मापन नहीं होते। सरफेस टेंशन मापन व्यक्ति (तकनीक) और "केंद्र" तरल व्यवहार की व्याख्या के अनुसार काफी भिन्न हो सकते हैं। डाइन पेन/सॉल्यूशन को सरफेस टेंशन में महत्वपूर्ण अंतर के दिशात्मक संकेतक के रूप में जाना जाता है, जो किफायती मूल्य पर "अच्छी" व "खराब" बंधन-योग्य सतहों की पहचान करने में सक्षम हैं। कई बार उपयोग के कारण संदूषण की समस्याओं के चलते, पेन के बजाय बोतलबंद डाइन सॉल्यूशन को प्राथमिकता दी जा सकती है।

आसंजन बंधन के विफलता तंत्र

किसी भी आसंजन बंधन अनुप्रयोग में इष्टतम जॉइंट डिज़ाइन अत्यंत महत्वपूर्ण है। बंधित जॉइंट टेंसाइल, कंप्रेसिव, शियर, पील अथवा क्लीवेज बलों के अधीन हो सकते हैं, जो प्रायः संयोजन में कार्य करते हैं। सामान्यतः बंधन विफलता तंत्र के तीन विशिष्ट प्रकार होते हैं:

• आसंजक और किसी एक एडहेरेंड के बीच इंटरफेस पर होने वाली आसंजन विफलता
• आसंजक परत के टूटने से होने वाली सामंजक विफलता, जिसमें दोनों सतहों पर आसंजन के अंश शेष रह जाते हैं
• मिश्रित-मोड विफलता में आसंजन व सामंजक दोनों विफलताओं के लक्षण प्रदर्शित होते हैं

आसंजन विफलताएँ आसंजक व एडहेरेंड (सब्सट्रेट) के बीच इंटरफेस पर होती हैं। दृश्य रूप में, केवल एक ही सतह के किसी स्थान पर अवशिष्ट आसंजक शेष रहेगा। फील्ड में होने वाली आसंजन विफलताएँ लगभग हमेशा विनिर्माण प्रक्रिया में उत्पन्न होती हैं — सामग्री, चिपकाने वाले पदार्थ, सतह तैयारी, संदूषण, प्रक्रियाएँ/कारीगरी, वातावरण, गुणवत्ता नियंत्रण परीक्षण और इनके संयोजन। शेष कारण फील्ड सेवा-जीवन के फलस्वरूप इंटरफेशियल क्षरण है। इस अंतिम समस्या को उत्पाद डिज़ाइन/क्वालिफिकेशन चरण के दौरान रोका जा सकता है।

सामंजक विफलताओं में आसंजक टूट जाता है, और इसकी पहचान दोनों एडहेरेंड (सब्सट्रेट) की मिलान सतहों पर आसंजक सामग्री की दृश्य उपस्थिति से होती है। सामंजक विफलता वाले बंधन उच्च-मज़बूती प्रदर्शन दर्शाते हैं (इष्टतम शुष्क आसंजक बंधन गुण प्राप्त करते हुए)। आसंजक सतह "खुरदरी" दिख सकती है और लागू आसंजक सामग्री की तुलना में हल्के रंग की हो सकती है। विफलता सामान्यतः शियर के कारण होती है, परंतु पील तनाव अथवा शियर व पील के संयोजन से भी सामंजक विफलता हो सकती है। अत्यधिक पोरोसिटी (नमी के संपर्क में आना) और क्रिटिकल आकार से छोटे रिक्तियों की उपस्थिति भी सामंजक विफलता का कारण बन सकती है।

मिश्रित-मोड विफलताएँ आसंजन व सामंजक दोनों विफलताओं के लक्षण प्रदर्शित करती हैं, क्योंकि इंटरफेस आंशिक रूप से क्षरित होता है। मूलतः, यह विफलता मोड एक संक्रमणकालीन चरण है, जिसमें आसंजक बंधन की मज़बूती सामंजक विफलता मज़बूती से कम होती है।

→ बंधन विफलता मोड के बारे में अधिक जानें

सतह खुरदरापन

सतह खुरदरापन किसी ठोस की सतह की असमानता की वह मात्रा है, जो उसके आकार अथवा तरंगण की परिमाण-सीमा से नीचे, लेकिन क्रिस्टल जालक संरचनाओं की अनियमितता से ऊपर होती है। खुरदरेपन की मात्रा ठोस की वेटेबिलिटी को प्रभावित करती है। चूँकि खुरदरापन बढ़े हुए सतह क्षेत्रफल के साथ जुड़ा होता है, यह ठोस की वेटेबिलिटी, तरल के कॉन्टैक्ट एंगल और आसंजन को प्रभावित करता है।

बांधे जाने वाले पार्ट की, मोल्डिंग के समय की, सतह बनावट के संबंध में, एक टेक्सचर्ड सतह सॉल्वेंट क्लीनिंग व प्लाज़्मा पूर्व-उपचार के अतिरिक्त यांत्रिक इंटरलॉकिंग आसंजन को भी बढ़ाएगी। बनावट मोल्ड टूल के भीतर अथवा Scotch-Brite पैड का उपयोग करके मैन्युअल रूप से प्राप्त की जा सकती है। C-3 (320 Stone) जैसी हल्की टेक्सचर्ड सतहें भी लाभकारी होंगी। SPI फिनिश गाइड नीचे दी गई है।

पॉलिमर सतह ऊर्जा डेटा

आसंजन बंधन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सामान्य पॉलिमर हेतु सतह ऊर्जा डेटा। पूर्ण पठनीयता हेतु तालिका को बड़ा करने के लिए क्लिक करें।

स्ट्रक्चरल एपॉक्सी का उपयोग करते हुए चिपकाने वाले पदार्थ व क्यूरिंग

कई पॉलिमर अनुप्रयोगों के लिए, 2-घटक, ऊष्मा-क्योरेबल स्ट्रक्चरल एपॉक्सी चिपकाने वाले पदार्थ आदर्श होते हैं। 2-घटक एपॉक्सी में एपॉक्सी रेज़िन व हार्डनर मिलाना, या "ड्यूओ-पैक" एप्लीकेटर की खरीद शामिल है। इष्टतम शियर व टेंसाइल स्ट्रेंथ गुणों के लिए एकसमान, पतली बॉन्ड लाइन मोटाई (0.002 – 0.007 इंच) को प्राथमिकता दी जाती है।

पूर्ण क्योरिंग समय सामान्यतः 75°F पर सात (7) दिन के भीतर होता है, परंतु यह अनुप्रयोगों व पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुसार भिन्न हो सकता है। ऊष्मा (120-210°F) जोड़कर क्योरिंग की गति को तेज़ किया जा सकता है, जिससे अतिरिक्त पॉलिमराइज़ेशन होता है और एपॉक्सी के गुणों में सुधार होता है। बेक समय व तापमान अनुप्रयोग-विशिष्ट होते हैं। सिंगल-कंपोनेंट एपॉक्सी में मिश्रण की आवश्यकता नहीं होती, परंतु यह केवल ऊष्मा (सामान्यतः 250-300°F) जोड़ने पर ही क्योर होती है। तुलनात्मक रूप से, 2-घटक एपॉक्सी का वर्किंग लाइफ सीमित होता है।

एक सामान्य गलत प्रथा बंधन शक्ति सुधारने के लिए अतिरिक्त आसंजक लगाना है। अत्यधिक आसंजक हानिकारक होता है और बंधन विफलताओं का एक प्रमुख कारण है। एपॉक्सी चिपकाने वाले पदार्थों में तापीय प्रसार का गुणांक अपेक्षाकृत अधिक होता है। बॉन्ड लाइन को पतला व एकसमान मोटाई में रखना आवश्यक है (अधिकतम शियर स्ट्रेंथ के लिए सामान्यतः 3-5 मिल)। आपका आसंजक आपूर्तिकर्ता आपके अनुप्रयोग हेतु इष्टतम बॉन्ड लाइन मोटाई के बारे में मार्गदर्शन प्रदान कर सकता है। पूर्व-मापित "ड्यूओ-पैक" एप्लीकेटर मिश्रण संबंधी समस्याओं को समाप्त करते हैं और अधिक सटीक मिश्रण अनुपात प्रदान करते हैं। ये बेहतर स्टॉइकियोमेट्रिक रासायनिक अभिक्रियाएँ भी प्रदान करते हैं, जिसके फलस्वरूप बेहतर मज़बूती व आउटगैसिंग गुण प्राप्त होते हैं।

नायलॉन आसंजन बंधन प्रक्रिया विधियाँ

पॉलीएमाइड, जिसे सामान्यतः नायलॉन कहा जाता है, एक सेमी-क्रिस्टलीय पॉलिमर है। इसके दो सबसे सामान्य ग्रेड नायलॉन 6 व नायलॉन 6/6 हैं। नायलॉन का उपयोग हज़ारों ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, मेडिकल व औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, जहाँ उच्च तापमान-रोधी, सॉल्वेंट-रोधी, विद्युत-परिरक्षित पार्ट्स की आवश्यकता होती है। यद्यपि ये विशेषताएँ प्रदर्शन के लिहाज़ से उत्कृष्ट हैं, खराब सतह वेटेबिलिटी व नमी निर्माताओं के लिए बंधन संबंधी चुनौतियाँ हैं।

सतह गुण

नायलॉन पॉलिमर स्वाभाविक रूप से बांधने में कठिन होते हैं, क्योंकि वे हाइड्रोफोबिक, रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं और उनकी सतह वेटेबिलिटी खराब (अर्थात कम सतह ऊर्जा) होती है। इसके अतिरिक्त, नायलॉन हाइग्रोस्कोपिक होते हैं और वातावरण से अपने द्रव्यमान के 3% से अधिक जल की नमी अवशोषित कर लेते हैं। नमी, अपने आप में, आसंजन संबंधी समस्याएँ उत्पन्न करती है। नमी अवशोषण की दर समय, सापेक्ष आर्द्रता व तापमान पर निर्भर करती है। इसलिए, मोल्डिंग संचालन के तुरंत बाद बंधन प्रक्रिया करना, अथवा पार्ट्स को डेसिकेंट सहित नॉन-पॉली बैग में कसकर पैक करना महत्वपूर्ण है। नायलॉन रेज़िन की उचित सुखाने की प्रक्रिया प्रोसेसिंग व पार्ट प्रदर्शन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

एक क्षण रुकिए — ऊपर की टिप्पणियाँ ऊपरी तौर पर परस्पर विरोधाभासी प्रतीत होती हैं। क्या नायलॉन हाइड्रोफोबिक है या हाइड्रोफिलिक? इस स्पष्ट विरोधाभास का समाधान यह पहचानने में है कि नायलॉन का हाइड्रोफोबिक व्यवहार एक सतही गुण है, जबकि हाइड्रोफिलिक व्यवहार एक बल्क (आंतरिक) गुण है।

चूँकि नायलॉन एक ऑर्गेनिक पॉलिमर है, इसकी सतह ऊर्जा — अधिकांश पॉलिमर की भाँति — अपेक्षाकृत कम होती है। यह पॉलिमर व अन्य ऑर्गेनिक पदार्थों के सतह रसायन विज्ञान व सतह भौतिकी का परिणाम है। हालाँकि, नायलॉन श्रृंखला में मौजूद एमाइड समूह पानी को आकर्षित करते हैं, जिससे जल के बल्क अवशोषण के संबंध में इस सामग्री का हाइड्रोफिलिक व्यवहार उत्पन्न होता है। इस प्रकार, बल्क में नायलॉन एक हाइड्रोफिलिक सामग्री की तरह व्यवहार कर सकता है, परंतु सतह पर यह हाइड्रोफोबिक व्यवहार प्रदर्शित कर सकता है।

क्लीनिंग व पूर्व-उपचार

उच्च आसंजक बंधन शक्ति प्राप्त करने के लिए सतह तैयारी अत्यंत महत्वपूर्ण है। सतहें स्वच्छ व गंदगी, ग्रीस व तेल से मुक्त होनी चाहिए। सिलिकोन, मोल्ड रिलीज़ व एंटी-स्लिप एजेंट जैसी निम्न आणविक भार सामग्री (LMWM) बंधन में बाधा डालती है। नायलॉन सतहों को उचित रूप से साफ करने व LMWM सामग्री हटाने के लिए, टॉल्यूइन, ज़ाइलीन, एसीटोन अथवा MEK का उपयोग करें (कंपनी की सॉल्वेंट नीति व राज्य कानून के अनुसार)। अल्कोहल एक कमज़ोर सॉल्वेंट है और केवल सतही गंदगी हटाता है, हाइड्रोकार्बन संदूषकों को नहीं। हर समय उचित तकनीक अपनाई जानी चाहिए, जिसमें लिंट-फ्री कपड़े व पाउडर-फ्री हैंड प्रोटेक्टिव ग्लव्स पहनना शामिल है। अत्यधिक सॉल्वेंट, न हटाए गए रसायनों की कमज़ोर बाउंड्री परतें बनाता है, जिससे धुंध जमा होती है, जो बंधन में बाधा डालती है।

नायलॉन बंधन अनुप्रयोगों में प्रायः सॉल्वेंट क्लीनिंग के तुरंत बाद प्लाज़्मा पूर्व-उपचार आवश्यक होता है। नायलॉन के लिए गैस-फेज़ सतह ऑक्सीकरण पूर्व-उपचारों में शामिल हैं: इलेक्ट्रिकल कोरोना डिस्चार्ज, इलेक्ट्रिकल वायुमंडलीय प्लाज़्मा, इलेक्ट्रिकल एयर प्लाज़्मा, फ्लेम प्लाज़्मा व लो प्रेशर RF कोल्ड गैस। इन प्रक्रियाओं की विशेषता "गैस प्लाज़्मा" उत्पन्न करने की क्षमता है, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों, धनात्मक आयनों व अन्य कणों से युक्त अत्यंत क्रियाशील गैस होती है। रासायनिक सतह क्रियाशीलन भी होता है। भौतिकी विज्ञान की दृष्टि से, इन प्लाज़्मा को उत्पन्न करने वाले तंत्र भिन्न-भिन्न होते हैं, परंतु सतह वेटेबिलिटी पर उनके प्रभाव समान होते हैं। प्रत्येक विधि अनुप्रयोग-विशिष्ट होती है और उसके अपने लाभ और/अथवा सीमाएँ होती हैं। उदाहरणस्वरूप, इलेक्ट्रिकल पूर्व-उपचार सभी पॉली-ऐरोमैटिक हाइड्रोकार्बन को नहीं हटाते/साफ करते, इसलिए सॉल्वेंट क्लीनिंग जारी रखना आवश्यक हो सकता है। RF कोल्ड गैस पूर्व-उपचार हाइड्रोकार्बन को हटा देता है, इसलिए पूर्व-सफाई आवश्यक नहीं है।

सामान्य नियम के अनुसार, स्वीकार्य बंधन आसंजन तब प्राप्त होता है जब सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा, तरल अथवा आसंजक की सरफेस टेंशन से लगभग 10 डाइन/सेमी अधिक हो। अनुपचारित नायलॉन की सतह ऊर्जा लगभग 40 डाइन/सेमी होती है। अतः वांछित उपचार-पश्चात सतह ऊर्जा 50-54 डाइन की सीमा में होनी चाहिए। इस स्थिति में, तरल को सतह "वेट आउट" करने अथवा उससे चिपकने वाला कहा जाता है। सतह ऊर्जा "वेटिंग" मापने की एक सामान्य विधि परीक्षण विधि ASTM D2578 के अनुसार कैलिब्रेटेड डाइन सॉल्यूशन का उपयोग है।

मोल्ड रिलीज़ व प्लास्टिसाइज़र के कारण आसंजन संबंधी समस्याएँ

कुछ पेंट-योग्य मोल्ड रिलीज़ उपलब्ध हैं, परंतु कई अन्य मोल्ड रिलीज़ पेंट आसंजन को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करते हैं। मोल्ड से प्लास्टिक पार्ट्स को अलग करने में सहायक इन अभिकर्मकों को हटाने के लिए विभिन्न तकनीकों की आवश्यकता हो सकती है। वैक्स-प्रकार के मोल्ड रिलीज़ को कभी-कभी सॉल्वेंट क्लीनिंग से हटाया जा सकता है, परंतु पेंट किए जाने वाले पार्ट्स के लिए इस प्रकार के रिलीज़ की सिफारिश नहीं की जाती। VOC उत्सर्जन प्रतिबंधों और कई सॉल्वेंट के साथ संभावित अग्नि व स्वास्थ्य खतरों के कारण सॉल्वेंट के उपयोग को लगभग स्वतः हतोत्साहित किया जाता है। जल-घुलनशील मोल्ड रिलीज़ को अधिक प्राथमिकता दी जाती है। प्लास्टिक सतह से इन्हें हटाना सामान्य जलीय डिटर्जेंट सॉल्यूशन से आसानी से किया जा सकता है।

मोल्ड रिलीज़ एजेंट को प्लास्टिक फॉर्मूलेशन में भी मिलाया जा सकता है; इन्हें इंटरनल मोल्ड रिलीज़ कहा जाता है। जहाँ तक संभव हो, इंटरनल मोल्ड रिलीज़ से बचना चाहिए। पेंटेबिलिटी तत्काल प्रभावित हो भी सकती है और नहीं भी, और QA आसंजन परीक्षणों में प्रारंभ में उत्कृष्ट आसंजन दिखाई दे सकता है। हालाँकि, कुछ मामलों में, इंटरनल मोल्ड रिलीज़ धीरे-धीरे पार्ट सतह पर आ जाते हैं और पेंट किए जाने के महीनों बाद पेंट आसंजन विफलता का कारण बनते हैं। प्रभाव शक्ति बढ़ाने के लिए मोल्डिंग रेज़िन में प्लास्टिसाइज़र मिलाए जा सकते हैं, परंतु ये प्रायः मोल्ड रिलीज़ की भाँति पेंट आसंजन को भी कम कर देते हैं। कुछ प्लास्टिसाइज़र धीरे-धीरे सतह पर आ जाते हैं और प्लास्टिक व पेंट के बीच इंटरफेस को नरम कर देते हैं, जिसके फलस्वरूप आसंजन की हानि होती है। इस स्थिति में भी, प्रारंभिक पेंट आसंजन परीक्षण पूर्णतः संतोषजनक हो सकते हैं, परंतु बाद में प्लास्टिक सतह से पेंट फिल्म का उठना या अलग होना होता है। इसका परिणाम पार्ट के सेवा में आने के लंबे समय बाद महंगी फील्ड विफलताओं व दायित्व दावों के रूप में सामने आ सकता है।

आसंजन व घर्षण स्थायित्व मापने की तकनीकें

क्योर्ड कोटिंग्स व इंक की आसंजन व घर्षण स्थायित्व दो महत्वपूर्ण प्रदर्शन गुण हैं, और मज़बूत विनिर्माण के लिए इनका मापन व नियंत्रण अत्यंत आवश्यक है। आसंजन व घर्षण स्थायित्व अलग-अलग भौतिक गुण हैं, जिनका विफलता मोड विश्लेषण के दौरान प्रायः गलत निदान किया जाता है। 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

उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद, जो अपने सेवा-जीवन भर टिके रहें, बनाने के लिए विनिर्माण के दौरान प्लास्टिक सब्सट्रेट पर क्योर्ड कोटिंग्स व इंक की इष्टतम आसंजन व घर्षण स्थायित्व (प्रतिरोध) प्राप्त करना आवश्यक है। ये गुण परस्पर निर्भर हो सकते हैं, परंतु प्रायः परस्पर अनन्य होते हैं। अर्थात, क्योर्ड कोटिंग्स व इंक अच्छी आसंजन व खराब घर्षण, अथवा खराब आसंजन व अच्छी घर्षण प्रदर्शित कर सकते हैं। आसंजन व घर्षण का उचित परीक्षण व समझ विनिर्देशों के अनुपालन को सुनिश्चित करती है और कोटिंग व प्रिंटिंग समस्याओं को हल करने में अमूल्य है। विफलता तंत्र — आसंजन (सामंजक), घर्षण अथवा दोनों — की पहचान इंजीनियरिंग प्रोसेस समाधान निर्धारित करेगी। इन गुणों को मापने व विश्लेषण करने के लिए पारंपरिक परीक्षण विधियाँ व नए उपकरण उपलब्ध हैं।

आसंजन परीक्षण विधियाँ

ASTM D 3359 — टेप टेस्ट द्वारा आसंजन मापने की मानक परीक्षण विधि — शायद ऐतिहासिक रूप से कोटिंग्स व इंक के आसंजन परीक्षण की सबसे प्रसिद्ध व व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है, क्योंकि यह सरल व किफायती है। टेप टेस्ट करने की सबसे बुनियादी प्रक्रिया में निम्नलिखित शामिल हैं:

• टेप के चयन पर सहमति
• परीक्षण से पहले कोटिंग्स व इंक पूरी तरह क्योर्ड होने चाहिए।
• मेथड A के अनुसार फिल्म में X-कट लगाएँ, अथवा परीक्षण के मेथड B के अनुसार प्रत्येक दिशा में छह या ग्यारह कट के साथ जालीदार पैटर्न बनाएँ।
• रोल डिस्पेंसर से टेप के दो चक्कर निकालकर हटा दें।
• टेप को उंगली से जगह पर सपाट करें, फिर पेंसिल के सिरे पर लगे इरेज़र अथवा समान वस्तु से मज़बूती से रगड़ें। टेप के नीचे का रंग पूर्ण संपर्क का अच्छा संकेतक है।
• लगाने के 60-120 सेकंड के भीतर, टेप के मुक्त सिरे को तेज़ी से (झटका न दें) खींचते हुए, यथासंभव 180 डिग्री के कोण पर स्वयं के ऊपर वापस मोड़ते हुए हटाएँ।
• सब्सट्रेट से कोटिंग हटने की जाँच के लिए कटे हुए क्षेत्र का निरीक्षण करें और पूर्व-निर्धारित विवरण व चित्रण वर्गीकरण (0B, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B) के सापेक्ष आसंजन का मूल्यांकन करें।

व्यवहार में कस्टम इंजीनियर्ड समाधान

SABREEN की प्रौद्योगिकियाँ आज के सबसे पहचाने जाने वाले उत्पादों को शक्ति प्रदान करती हैं — अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन व फार्मास्युटिकल उत्पादों से लेकर अंडरवाटर एक्शन कैमरों व सैन्य रक्षा प्रणालियों तक।

SABREEN की विशेषज्ञता का लाभ आपकी कंपनी को दें

The SABREEN Group को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक रूप से "प्लास्टिक प्रोसेस मैन्युफैक्चरिंग विशेषज्ञ" के रूप में मान्यता प्राप्त है। हम सभी प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए, अत्यधिक पर्यावरणीय विश्वसनीयता सहित, मज़बूत प्रोसेस समाधान विकसित व कार्यान्वित करते हैं — मिशन-क्रिटिकल शून्य-दोष जेट फाइटर कैनोपी इजेक्शन प्रणालियों से लेकर ड्रोन, इलेक्ट्रॉनिक्स व अंडरवाटर संरचनाओं तक। SABREEN, 40 वर्षों से अधिक के व्यावहारिक अनुभव और 150 से अधिक तकनीकी प्रकाशनों के लेखक के रूप में, कस्टम इंजीनियर्ड आसंजन बंधन प्रोसेस समाधान प्रदान करता है। जब हम आपकी साइट पर कार्य करते हैं, तो हम आपकी उत्पादन लाइन पर आसंजन समाधान प्रदर्शित करने के लिए प्लाज़्मा पूर्व-उपचार व सतह विश्लेषण उपकरण साथ लाते हैं।

अपनी सबसे कठिन आसंजन चुनौतियाँ हमारे पास लाएँ

अपने अनुप्रयोग व SABREEN के समाधानों पर निःशुल्क चर्चा हेतु आज ही हमें कॉल करें।

अपना निःशुल्क कोटेशन प्राप्त करें

---