प्लास्टिक का प्लाज़्मा सतह उपचार
प्लाज़्मा पूर्व-उपचार पॉलिमर आसंजन में सुधार करता है
प्लाज़्मा सतह पूर्व-उपचार, जिन्हें विशेष रूप से “गैस-फेज़, ग्लो-डिस्चार्ज” प्लाज़्मा सतह ऑक्सीकरण कहा जाता है, निम्न सतह ऊर्जा वाले प्लास्टिक और चिपकाने वाले पदार्थों, कोटिंग्स, प्रिंटिंग इंक, पेंट व सीलेंट के बीच आसंजन बंधन की कठिनाइयों को हल कर सकते हैं। इन विधियों में इलेक्ट्रिकल कोरोना, वायुमंडलीय प्लाज़्मा, इलेक्ट्रिकल ब्लोन एयर प्लाज़्मा, फ्लेम प्लाज़्मा, Pyrosil, रिमोट-कोल्ड गैस प्लाज़्मा और UV विकिरण ओज़ोन शामिल हैं। ये सभी प्रक्रियाएँ “गैस प्लाज़्मा” उत्पन्न करने की अपनी क्षमता से पहचानी जाती हैं। भौतिकी के विज्ञान में, इन प्लाज़्मा को उत्पन्न करने की क्रियाविधियाँ अलग-अलग होती हैं, लेकिन सतह की भिगोने की क्षमता (wettability) पर उनका प्रभाव समान होता है। प्लाज़्मा उपचार के अतिरिक्त, अन्य अत्यंत प्रभावी विधियाँ भी हैं, जिनमें रासायनिक, फ्लोरो-ऑक्सीकरण और यांत्रिक विधियाँ शामिल हैं।
प्लास्टिक को बांधना कठिन क्यों है?
प्लास्टिक और कंपोज़िट को बांधना कठिन होता है क्योंकि इनकी सतहें हाइड्रोफोबिक, नॉन-पोलर, रासायनिक रूप से निष्क्रिय होती हैं और इनमें सतह ऊर्जा कम होती है। आसंजन कई क्रियाविधियों के माध्यम से होता है, जिनमें यांत्रिक इंटरलॉकिंग, आणविक विसरण, इलेक्ट्रोस्टैटिक अंतःक्रिया, वेटिंग, रासायनिक बंधन, और कमज़ोर सीमा परत का निर्माण शामिल है, जो सभी एक साथ होते हैं। प्राप्त बंधन शक्ति की मात्रा दोनों सामग्रियों के गुणों और बंधन/जुड़ाव प्रक्रिया दोनों से निर्धारित होती है। इष्टतम आसंजन प्राप्त करने के लिए, चिपकाने वाले पदार्थ (कोटिंग, इंक या पेंट) को बांधी जाने वाली सतह (एडहेरेंड) को पूरी तरह “वेट आउट” करना चाहिए।
आसंजन बंधन एक “प्रक्रिया” है — केवल एक मशीन नहीं। प्लाज़्मा पूर्व-उपचार विधियों के बीच अंतर समझने के लिए, आपूर्तिकर्ताओं द्वारा मार्केटिंग उद्देश्यों के लिए कभी-कभी उपयोग की जाने वाली किसी भी अस्पष्ट शब्दावली को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है। उपकरण डिज़ाइन, कार्यक्षमता और प्लाज़्मा शुद्धता निर्माताओं के बीच काफी भिन्न होती है, जिसका उपचार गुणवत्ता, उत्पाद प्रदर्शन और शेल्फ-लाइफ पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
सैन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए 3-आयामी पॉलिमर सतहों के कोरोना प्लाज़्मा पूर्व-उपचार को पेटेंट कराने वाला The SABREEN Group पहला था (US505186, 1991)। SABREEN का आसंजन बंधन, चिपकाने वाले पदार्थों, सतह विज्ञान रसायन विज्ञान, सतह पूर्व-उपचार, बंधन प्रक्रियाओं, आसंजन विफलता मोड, विश्लेषणात्मक परीक्षण, पॉलिमर, मोल्डिंग परिचालन और सिस्टम्स इंटीग्रेशन में 40 से अधिक वर्षों का व्यावहारिक अनुभव मज़बूत बंधन प्रक्रिया उत्कृष्टता सुनिश्चित करता है।
आसंजन बंधन व प्लाज़्मा पूर्व-उपचार विशेषज्ञ
- हर प्रक्रिया की जाँच — मोल्डिंग से लेकर असेंबली तक
- कई प्लाज़्मा पूर्व-उपचारों का मूल्यांकन (उपकरण साइट पर उपलब्ध)
- महत्वपूर्ण प्रोसेस कारकों का सटीक मापन — ASTM मानक
- कॉन्टैक्ट एंगल, सतह ऊर्जा
- डिशवॉशर परीक्षण
- आसंजन, कोहीज़न, विफलता मोड
- क्योरिंग व मीटर प्रोफाइलिंग
- Taber घर्षण, स्क्रैच/मार
- कोटिंग मोटाई — वेट/ड्राई
- रासायनिक प्रतिरोध
- त्वरित, UV एजिंग
- महत्वपूर्ण मूल-कारण समस्याओं की पहचान, समाधान सत्यापन
6-सिग्मा प्रोसेस समाधान लागू करें
सामग्री सतह सफाई व रासायनिक सक्रियण के लिए प्लाज़्मा पूर्व-उपचार
बेहतर आसंजन बंधन के लिए पॉलिमर के प्लाज़्मा सतह पूर्व-उपचार
कोल्ड गैस प्लाज़्मा सतह संशोधन
आसंजन बंधन के लिए पॉलिमर का फ्लेम प्लाज़्मा सतह संशोधन
पॉलिमर आसंजन सुधार हेतु UV/ओज़ोन सतह पूर्व-उपचार
आसंजन अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- प्लास्टिक, कंपोज़िट, धातुओं का बंधन
- प्लास्टिक व धातु कोटिंग्स
- इंकजेट प्रिंटिंग
- पॉलिमर फिल्म पर प्रिंटिंग
- हाइड्रोफोबिक / हाइड्रोफिलिक कोटिंग्स
- माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण
- प्लास्टिक, ग्लास, धातुओं की कोटिंग्स
- Teflon / PTFE
प्रोसेस अनुप्रयोग समस्याओं में शामिल हैं:
- तकनीकी प्रशिक्षण
- चिपकाने वाले पदार्थ का चयन
- टेक्सचर
- पार्ट्स भंडारण
- दूषित पार्ट्स
- रासायनिक प्राइमर
- हाथों की सुरक्षा न होना
- तापमान व आर्द्रता
- असंगत पूर्व-उपचार
- मिश्रण
- विस्कोसिटी (श्यानता)
- वेट/ड्राई-फिल्म मोटाई
- क्लैंपिंग दबाव
- क्योरिंग रेसिपी
- ओवन क्योरिंग
- QC (गुणवत्ता नियंत्रण)
Scott Sabreen द्वारा विशेष वेबिनार
इस रिकॉर्ड किए गए वेबिनार में, आप विभिन्न प्लास्टिक के सतह पूर्व-उपचार के पीछे के विज्ञान की बेहतर समझ प्राप्त करेंगे और सीखेंगे कि अपनी आसंजन चुनौतियों के लिए सर्वश्रेष्ठ समाधान कैसे निर्धारित करें।
शामिल विषय:
- आसंजन बनाम कोहीज़न विफलता
- निम्न-ऊर्जा प्लास्टिक सब्सट्रेट के लिए पूर्व-उपचार क्यों आवश्यक हैं
- प्राथमिक मोल्डिंग परिचालन का आसंजन पर प्रभाव
- सर्वश्रेष्ठ पूर्व-उपचार प्रक्रिया कैसे चुनें
- डायग्नोस्टिक्स, समस्या-निवारण और समाधान
- “बेस्ट प्रैक्टिसेज़” विनिर्माण प्रक्रिया विधियाँ
- वास्तविक जीवन के केस स्टडी
सतह पूर्व-उपचार क्यों आवश्यक है?
चिपकाने वाले पदार्थों, कोटिंग्स, इंक और पेंट को बांधते समय प्लास्टिक सामग्री में सतह ऊर्जा और इंटरफेशियल आसंजन गुण कम होते हैं। कठिनाई से बंधने वाले प्लास्टिक सब्सट्रेट के बीच आसंजन को बढ़ावा देने के लिए प्लाज़्मा सतह पूर्व-उपचार का उपयोग किया जाता है, और “गैस-फेज़” प्लाज़्मा सतह (संशोधन) ऑक्सीकरण सबसे सामान्य संशोधन विधि है, जो अत्यंत प्रभावी, किफायती और पर्यावरण की दृष्टि से सुरक्षित सिद्ध हुई है। किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए किस विधि का उपयोग करना है, इसका चयन चुनौतीपूर्ण हो सकता है। कॉन्टैक्ट एंगल, सतह वेटिंग और रासायनिक सक्रियण के मूल विज्ञान को समझकर, लगभग सभी बंधन समस्याओं को हल किया जा सकता है, यहाँ तक कि सबसे कठिनाई से बंधने वाली पॉलिमरिक व इलास्टोमेरिक सामग्रियों के साथ भी।
“गैस-फेज़” प्लाज़्मा सतह (संशोधन) ऑक्सीकरण क्या है?
आपके अनुप्रयोग के लिए कौन-सी प्लाज़्मा प्रक्रिया सर्वश्रेष्ठ है? प्रत्येक विधि के बारे में जानने के लिए नीचे दिए गए बटन पर क्लिक करें।
हाइड्रोफिलिक सतह
हाइड्रोफोबिक सतह
आंशिक वेटिंग
कॉन्टैक्ट एंगल वह कोण है, जिसे आमतौर पर तरल के माध्यम से मापा जाता है, जहाँ तरल-वाष्प इंटरफेस किसी ठोस इंटरफेस से मिलता है। कॉन्टैक्ट एंगल Young समीकरण के माध्यम से किसी तरल द्वारा ठोस सतह की वेटेबिलिटी को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है।
केवल स्थैतिक (static) कॉन्टैक्ट एंगल के तरल व्यवहार का परीक्षण तरल/ठोस इंटरफेस परिणामों और बंधन समस्याओं के समाधान की गलत व्याख्या का कारण बन सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि औद्योगिक विनिर्माण उत्पादन परिचालन वास्तविकता में स्थैतिक नहीं, बल्कि गतिशील (dynamic) स्थितियाँ होती हैं। इसलिए, डायनामिक कॉन्टैक्ट एंगल (DCA) को समझना महत्वपूर्ण है। कॉन्टैक्ट एंगल आम तौर पर सतह रसायन विज्ञान में परिवर्तन और सतह स्थलाकृति (topography) में परिवर्तन दोनों से प्रभावित होते हैं।
एडवांसिंग कॉन्टैक्ट एंगल सब्सट्रेट सतह के निम्न-ऊर्जा (असंशोधित) घटकों के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है, जबकि रिसीडिंग एंगल सतह पूर्व-उपचार द्वारा उत्पन्न उच्च-ऊर्जा, ऑक्सीकृत समूहों के प्रति अधिक संवेदनशील होता है। इसलिए, डाइन सॉल्यूशन का उपयोग करके मापे जाने पर, रिसीडिंग एंगल पूर्व-उपचार के बाद सतह के संशोधित घटक की सबसे विशिष्ट माप होती है। इसलिए, सभी सतह-संशोधित सामग्रियों पर एडवांसिंग और रिसीडिंग दोनों कॉन्टैक्ट एंगल को मापना महत्वपूर्ण है।
जब कोई बूंद ठोस सतह से जुड़ी होती है, और ठोस सतह को झुकाया जाता है, तो बूंद आगे बढ़कर नीचे की ओर खिसकती है। बनने वाले कोणों को क्रमशः एडवांसिंग एंगल (θa) और रिसीडिंग एंगल (θr) कहा जाता है। ASTM D724 उन्नत उपकरणों (ऑप्टिकल टेंसियोमीटर और गोनियोमीटर) का उपयोग करके ड्रॉप शेप विश्लेषण और द्रव्यमान के आधार पर एडवांसिंग व रिसीडिंग कॉन्टैक्ट एंगल का विश्लेषण करने हेतु DCA मापने की विधियों का वर्णन करता है।
डायनामिक कॉन्टैक्ट एंगल θr और θa
कई प्लास्टिक को बांधना कठिन होने का मूल कारण यह है कि वे हाइड्रोफोबिक, नॉन-पोलर सामग्री हैं, रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं और उनमें सतह वेटेबिलिटी कमज़ोर है — अर्थात सतह ऊर्जा कम है। जबकि ये हाइड्रोफोबिक (पानी को प्रतिकर्षित करने वाले) प्रदर्शन गुण उन पार्ट डिज़ाइनरों के लिए आदर्श हैं जो ऐसे गुण चाहते हैं, वे उन निर्माताओं के लिए बड़ी चुनौती हैं जिन्हें ऐसी सामग्रियों को बांधना होता है। मज़बूत आसंजन बंधन के लिए आमतौर पर “हाइड्रोफिलिक” सतहें आवश्यक होती हैं। इष्टतम आसंजन के लिए, चिपकाने वाले पदार्थ (कोटिंग, इंक या पेंट) को बांधी जाने वाली सतह (एडहेरेंड) को पूरी तरह “वेट आउट” करना चाहिए।
“वेट आउट” का अर्थ है कि तरल प्रवाहित होकर सतह को इस तरह ढकता है कि संपर्क क्षेत्र और चिपकाने वाले पदार्थ व एडहेरेंड बंधन सतह के बीच आकर्षण बल अधिकतम हो जाएँ। किसी तरल द्वारा किसी सतह को प्रभावी ढंग 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। वैकल्पिक रूप से, सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा को बढ़ाना आवश्यक है।
एक सपाट ठोस सतह पर विश्राम (संतुलन) की स्थिति में स्थित एकल तरल बूंद पर विचार करें। ठोस सतह और अंत-बिंदु पर ऊपरी सतह की स्पर्श रेखा द्वारा बनाया गया कोण कॉन्टैक्ट एंगल कहलाता 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 द्वारा सभी तरल पदार्थ, सतह के सिकुड़ने के माध्यम से, अपने आयतन को न्यूनतम सतह क्षेत्रफल वाले आकार में ढालने की प्रवृत्ति रखते हैं। सतह को सिकोड़ने वाले अंतराआण्विक बलों को “सतह तनाव” कहा जाता है। सतह तनाव, जो सतह ऊर्जा का एक माप है, dynes/cm (SI N/m) में व्यक्त किया जाता है।
किसी तरल (पानी, प्रिंटिंग इंक, चिपकाने वाले पदार्थ/एनकैप्सुलेशन, कोटिंग्स आदि) के सतह तनाव की तुलना में ठोस सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा जितनी अधिक होगी, उसकी “वेटेबिलिटी” उतनी ही बेहतर होगी और कॉन्टैक्ट एंगल उतना ही छोटा होगा (चित्र 1, पृष्ठ 2)। एक नियम के रूप में, स्वीकार्य बंधन आसंजन तब प्राप्त होता है जब सब्सट्रेट की सतह ऊर्जा तरल के सतह तनाव से लगभग 8 से 10 dynes/cm अधिक होती है।
हाइड्रोफिलिक बनाम हाइड्रोफोबिक सतहों के साथ “सतह वेटिंग”
कई अनुप्रयोगों के लिए, दस्तावेज़ीकृत परीक्षण प्रक्रिया के अनुसार डाइन सॉल्यूशन का उपयोग करके केवल स्थैतिक संतुलन कॉन्टैक्ट एंगल की जाँच करना ही पर्याप्त हो सकता है। एप्लीकेशन किट या “डाइन पेन/सॉल्यूशन” उपयोगी जानकारी प्रदान करते हैं, लेकिन ये सतह तनाव के सटीक माप नहीं हैं। सतह तनाव माप व्यक्ति (तकनीक) और “केंद्र” तरल व्यवहार की व्याख्या के अनुसार काफी भिन्न हो सकते हैं। डाइन पेन/सॉल्यूशन सतह तनाव में महत्वपूर्ण अंतरों के दिशात्मक संकेतक माने जाते हैं और किफायती मूल्य पर “अच्छी” और “खराब” बंधन-योग्य सतहों की पहचान करने में सक्षम हैं। बार-बार उपयोग के कारण संदूषण की समस्याओं की वजह से बॉटल्ड डाइन सॉल्यूशन, पेन की तुलना में बेहतर हो सकते हैं।
सतह की गुणवत्ता जाँचने की सर्वश्रेष्ठ विधि:
Surface Analyst™ 2001 एक हैंडहेल्ड डिजिटल उपकरण है जो रासायनिक डाइन सॉल्यूशन का उपयोग किए बिना इन-लाइन उत्पादन में कॉन्टैक्ट एंगल मापता है। यह विधि गैर-विनाशकारी (nondestructive) है; इसलिए पार्ट को सामान्य रूप से प्रोसेस किया जा सकता है — डाइन सॉल्यूशन परीक्षण के विपरीत, जिसमें पार्ट को खुरचा जाता है। BTG Labs द्वारा आविष्कृत, Surface Analyst™ को सटीक सतह मापन प्रौद्योगिकी को शॉप-फ्लोर तकनीशियनों के हाथों में देने के लिए इंजीनियर किया गया है, ऐसे परिचालनों के लिए जहाँ सतह की स्थिति अत्यंत महत्वपूर्ण होती है, जैसे आसंजन बंधन, पेंटिंग, कोटिंग, प्रिंटिंग और डीकंटैमिनेशन। “बैलिस्टिक डिपॉज़िशन” नामक एक पेटेंटयुक्त तकनीक का उपयोग करते हुए, यह उपकरण सब्सट्रेट सतह पर पानी की एक अत्यधिक शुद्ध बूंद जमा करता है।
पानी की एक बूंद के आयतन और क्षेत्रफल को जानकर, यह उपकरण किसी दी गई सतह के विरुद्ध पानी के कॉन्टैक्ट एंगल की गणना करता है। यह उपकरण उपयोगकर्ता को एक मात्रात्मक संख्या या Pass/Fail अलर्ट के साथ तत्काल फीडबैक प्रदान करता है। उपकरण द्वारा प्रदान किया गया निरीक्षण डेटा उपयोगकर्ताओं को यह निर्धारित करने में सक्षम बनाता है कि सब्सट्रेट को आसंजन प्रक्रियाओं के लिए ठीक से तैयार किया गया है या नहीं, जो विनाशकारी डाइन सॉल्यूशन का एक विकल्प है। हैंडहेल्ड यूनिट किसी भी दिशा में काम करती है और चिकनी या टेक्सचर्ड सतहों, जैसे ग्रेंड TPO पर काम करती है। इस डेटा का उपयोग निरंतर प्रोसेस सुधार के लिए किया जा सकता है, जो आसन्न समस्याओं का संकेत देने वाले गुणवत्ता विचलनों की पहचान करने या उत्पाद विफलताओं के महत्वपूर्ण कारण को इंगित करने में सहायक है।
BTG Labs Surface Analyst. फोटो सौजन्य: BTG LABS (513.469.1800).
निर्माताओं में बंधन समस्याओं के एकमात्र संकेतक के रूप में और नियमित सतह परीक्षण करने के लिए केवल कॉन्टैक्ट एंगल या अन्य वेटेबिलिटी माप पर ध्यान केंद्रित करने की प्रबल प्रवृत्ति होती है। रासायनिक सतह कार्यक्षमता भी उतनी ही महत्वपूर्ण है, जिसके द्वारा 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। ये प्रक्रियाएँ “गैस प्लाज़्मा” उत्पन्न करने की अपनी क्षमता से पहचानी जाती हैं, जो मुक्त इलेक्ट्रॉन, धनात्मक आयन और अन्य कणों से बनी एक अत्यंत क्रियाशील गैस है। प्लाज़्मा को अक्सर पदार्थ की चौथी अवस्था के रूप में वर्णित किया जा सकता है। जैसे-जैसे ऊर्जा प्रदान की जाती है, ठोस पिघलकर तरल बनते हैं, तरल वाष्पित होकर गैस बनते हैं, और गैस आयनित होकर “प्लाज़्मा” बनती हैं।
भौतिकी के विज्ञान में, इन प्लाज़्मा को उत्पन्न करने की क्रियाविधियाँ अलग-अलग होती हैं, लेकिन सतह वेटेबिलिटी पर उनका प्रभाव समान होता है। जो मूल रासायनिक व भौतिक प्रतिक्रिया होती है वह यह है कि प्लाज़्मा में उत्पन्न मुक्त इलेक्ट्रॉन, आयन, मेटास्टेबल, रेडिकल और UV, अधिकांश पॉलिमरिक 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 मुक्त रेडिकल बनते हैं, जो बदले में, बन सकते हैं, क्रॉस-लिंक कर सकते हैं, या ऑक्सीजन की उपस्थिति में, सब्सट्रेट सतह पर विभिन्न रासायनिक कार्यात्मक समूह बनाने के लिए तेज़ी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं। बनने वाले और बंधन-क्षमता बढ़ाने वाले पोलर कार्यात्मक समूहों में कार्बोनिल (C=O), कार्बोक्सिल (HOOC), हाइड्रोपेरॉक्साइड (HOO-), और हाइड्रॉक्सिल (HO-) समूह शामिल हैं। पॉलिमर में शामिल की गई थोड़ी मात्रा में भी क्रियाशील कार्यात्मक समूह सतह की रासायनिक कार्यक्षमता और वेटेबिलिटी में सुधार के लिए अत्यंत लाभकारी हो सकते हैं। इसके अलावा, रासायनिक प्राइमर/सॉल्वेंट और यांत्रिक घर्षण (मोल्ड टूल टेक्सचर सहित) का उपयोग अकेले या पूर्व-उपचार के साथ मिलाकर किया जा सकता है।
मज़बूत आसंजन शक्ति के लिए पूर्व-उपचार की मात्रा या गुणवत्ता प्लास्टिक सतहों की स्वच्छता से प्रभावित होती है। इष्टतम पूर्व-उपचार और उसके बाद आसंजन प्राप्त करने के लिए सतह का साफ होना आवश्यक है। उत्पाद सतहों पर उपचार को बाधित करने वाले संदूषण स्रोतों में गंदगी, धूल, ग्रीस और तेल शामिल हैं। सिलिकोन, मोल्ड रिलीज़ और एंटी-स्लिप एजेंट जैसी कम आणविक भार वाली सामग्रियाँ बंधन के लिए विशेष रूप से हानिकारक होती हैं। सामग्री की शुद्धता भी एक महत्वपूर्ण कारक है। इसके अलावा, पिगमेंट और डाई कलरेंट में उपयोग किए जाने वाले कुछ घुलनशील या अघुलनशील कंपाउंड एजेंट आसंजन पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकते हैं।
उपचारित प्लास्टिक की शेल्फ-लाइफ (उपचार एजिंग डिग्रेडेशन) रेज़िन के प्रकार, फॉर्मूलेशन और भंडारण क्षेत्र के परिवेशी वातावरण पर निर्भर करती है। उपचारित उत्पादों की शेल्फ-लाइफ, कम आणविक भार वाली ऑक्सीकृत सामग्रियों (LMWOM) — जैसे एंटीऑक्सीडेंट, प्लास्टिसाइज़र, स्लिप व एंटीस्टैटिक एजेंट, कलरेंट व पिगमेंट, स्टेबलाइज़र आदि — की उपस्थिति से सीमित होती है। उपचारित सतहों का उच्च तापमान के संपर्क में आना आणविक चेन गतिशीलता को बढ़ाता है। चेन गतिशीलता जितनी अधिक होगी, पूर्व-उपचार की एजिंग उतनी ही तेज़ होगी। प्लाज़्मा-उपचारित सतहें आसपास के वातावरण से जुड़े कारकों के सापेक्ष अलग-अलग दरों और अलग-अलग सीमा तक एजिंग करती हैं। एजिंग विशेषताएँ और उनकी भंडारण शेल्फ-लाइफ विनिर्माण प्रक्रिया परिचालन 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 या सजाने की सिफारिश की जाती है।
यह समझें कि हर सतह पूर्व-उपचार विधि अनुप्रयोग-विशिष्ट होती है और उसके अद्वितीय लाभ व संभावित सीमाएँ हो सकती हैं। मज़बूत परिणामों के लिए, निम्नलिखित कारकों पर विचार करें:
- पॉलिमर ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं। पॉलिमरिक सब्सट्रेट का प्रकार और उसकी अंतिम-उपयोग प्रदर्शन आवश्यकताएँ पूर्व-उपचार विधि के चयन को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण होती हैं।
- क्या सब्सट्रेट (उपचारित किया जाने वाला उत्पाद) संवाहक (conductive) है? उदाहरण के लिए, बिना असेंबल किए गए प्लास्टिक इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर बॉडी — धातु कॉन्टैक्ट पिन के बिना — को विद्युत रूप से उपचारित किया जा सकता है, जबकि असेंबल किए गए कनेक्टर में इलेक्ट्रिकल आर्किंग की समस्या हो सकती है।
- पार्ट ज्यामिति — गहरे रिसेस, अत्यधिक टेपर और अन्य आकार अनियमितताओं की तुलना में सपाट सतहों का उपचार करना आसान होता है। छोटे क्षेत्रों और अत्यधिक टेक्सचर्ड सतहों पर वेटिंग परीक्षण करना कठिन होता है।
- सामग्री हैंडलिंग ऑटोमेशन: संवाहक बेल्ट और चेन क्लासिकल इलेक्ट्रिकल कोरोना डिस्चार्ज और स्पॉट ट्रीटर के साथ इलेक्ट्रिकल आर्किंग का कारण बन सकते हैं। वैकल्पिक रूप से, फ्लेम, कोल्ड गैस प्लाज़्मा, या लो-पोटेंशियल वायुमंडलीय प्लाज़्मा का उपयोग करने पर विचार करें।
- अत्यधिक उपचार से बचें। अत्यधिक प्लाज़्मा-ऑक्सीकृत सतहें डाउनस्ट्रीम असेंबली प्रक्रियाओं, जैसे हीट सीलिंग/वेल्डिंग, पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती हैं।
- सभी पूर्व-उपचार उपकरण समान गुणवत्ता के नहीं होते। संचालन में निर्मित सिस्टम की गुणवत्ता की जाँच करें। इलेक्ट्रिकल उपचार प्रक्रियाओं के लिए, प्लाज़्मा डिस्चार्ज की एकरूपता देखें; फ्लेम उपचार के लिए, रिबन बनाम ड्रिल्ड पोर्ट बर्नर और कम्बशन सिस्टम घटकों के बीच अंतर पर विचार करें; कोल्ड गैस प्लाज़्मा के लिए, चैंबर निर्माण, इलेक्ट्रोड शेल्फ की गुणवत्ता और विशेष रूप से वैक्यूम पंप के निर्माता की जाँच करें।
सतह खुरदरापन किसी ठोस की सतह की असमानता की वह मात्रा है जो उसके आकार या तरंगीकरण (undulation) के परिमाण पैमाने से नीचे, लेकिन क्रिस्टल जालक संरचनाओं की अनियमितता से ऊपर होती है।
खुरदरेपन की मात्रा किसी 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।
यह प्रक्रिया डाइन टेस्ट मार्कर पेन का उपयोग करके प्लास्टिक सब्सट्रेट के सतह वेटिंग तनाव (अर्थात सतह ऊर्जा) का परीक्षण व मापन करने की एक विधि का वर्णन करती है।
सतह वेटिंग परीक्षण पूर्व-उपचार (कोरोना डिस्चार्ज, फ्लेम ट्रीटमेंट, RF गैस प्लाज़्मा) के तुरंत बाद किए जाने चाहिए। उपचारित सतहें समय-संवेदनशील होती हैं और तापमान व आर्द्रता जैसी पर्यावरणीय स्थितियों से प्रभावित होती हैं। इष्टतम आसंजन के लिए सब्सट्रेट की सतहें साफ होनी चाहिए। गंदगी, धूल, हाथ/उंगलियों का तेल, सिलिकोन-आधारित उत्पाद, और अन्य संदूषक आसंजन को बाधित करते हैं और गलत परीक्षण परिणाम दे सकते हैं।
1.0 सामग्री / उपकरण
- डाइन मार्कर पेन — उपलब्ध स्तर: 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 60
- परीक्षण किए जाने वाले उत्पाद
- प्लास्टिक दस्ताने
- केमवाइप्स या पेपर टॉवेल
- तापमान व आर्द्रता गेज
- स्वच्छ कार्य क्षेत्र
2.0 विधि
- परिवेशी तापमान व आर्द्रता दर्ज करें।
- 60 डाइन पेन चुनें और कैप हटाएँ।
- परीक्षण किए जाने वाले उत्पाद को एक सपाट सतह पर रखें और मार्कर पेन एप्लिकेटर टिप को उत्पाद पर तब तक मज़बूती से दबाएँ जब तक सॉल्यूशन टिप में न आ जाए।
- हल्के स्पर्श का उपयोग करते हुए, एक पतली तरल परत लगाने के लिए पेन को पूर्व-उपचारित सतह की लंबाई में एक बार खींचें।
- समानांतर पास की सिफारिश की जाती है। अत्यधिक सॉल्यूशन गलत रीडिंग का कारण बनेगा।
- तरल को बूंदों में टूटने में लगने वाला समय नोट करें। तरल के व्यवहार की रीडिंग तरल के केंद्र में देखी जानी चाहिए।
- यदि तरल दो (2) सेकंड के बाद भी बूंदों में नहीं टूटता है, तो सतह ऊर्जा को न्यूनतम 60 डाइन माना जाता है। चरण 2.7 पर आगे बढ़ें। यदि तरल दो (2) सेकंड से कम समय में बूंदों में टूट जाता है, तो अगले निम्न डाइन मार्कर पेन का उपयोग करके परीक्षण दोहराएँ। पूर्व-उपचार प्रक्रिया में समायोजन आवश्यक हो सकता है।
- जब सभी सतहें वांछित वेटिंग परिणाम प्राप्त कर लेती हैं, तब परीक्षण पूर्ण माना जाता है।
- परीक्षण किए गए उत्पादों को उचित रूप से नष्ट करें।
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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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