पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC)

पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC)

मुख्य बिंदु

• क्लोरीन PVC की पहचान है। 57 wt% क्लोरीन ज्वाला-प्रतिरोध (LOI लगभग 45), लगभग 39 dyne/cm की ध्रुवीय सतह और RF वेल्डेबिलिटी देती है, और लेज़र से विघटन होने पर HCl भी बनाती है।
• रिजिड और फ्लेक्सिबल PVC का प्रसंस्करण अलग होता है। 20–50 phr प्लास्टिसाइज़र Tg को कमरे के तापमान से नीचे ले जाता है और सतह पर ब्लूम करके इंक व चिपकाने वाले पदार्थों को घोल देता है।
• यह कार्बनीकरण से आसानी से लेज़र मार्क होता है, पर हर मार्क और कट HCl छोड़ता है, इसलिए धुआँ-प्रबंधन विनिर्देश का हिस्सा होना चाहिए।
• स्टरलाइज़ेशन सब्सट्रेट को बदल देता है। गामा PVC को पीला कर देता है; चक्र के बाद मार्क कंट्रास्ट और बंधन सामर्थ्य सत्यापित करें।

पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC)

पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC) विनाइल क्लोराइड मोनोमर से पॉलिमरीकृत अनाकार थर्मोप्लास्टिक है, जिसमें लगभग 57 wt% क्लोरीन होता है। इसे पाइप, प्रोफ़ाइल, कार्ड और साइनेज के लिए रिजिड (uPVC) रूप में, या 20–50 phr प्लास्टिसाइज़र के साथ मेडिकल ट्यूबिंग, बैग और केबल जैकेटिंग के लिए फ्लेक्सिबल रूप में कंपाउंड किया जाता है। क्लोरीन ज्वाला-प्रतिरोध, सतह ध्रुवता और परावैद्युत हानि देता है, और साथ ही मुख्य प्रसंस्करण जोखिम भी: पॉलिमर लगभग 140°C से डिहाइड्रोक्लोरीनीकृत होने लगता है और हाइड्रोजन क्लोराइड छोड़ता है।

PVC को कभी शुद्ध रूप में प्रसंस्कृत नहीं किया जाता: हर कंपाउंड में ऊष्मा स्टेबलाइज़र (कैल्शियम-ज़िंक, पारदर्शी ग्रेड के लिए ऑर्गेनोटिन, पुराने पाइप में लेड), स्नेहक और पिगमेंट होते हैं, और फ्लेक्सिबल ग्रेड में प्लास्टिसाइज़र जुड़ता है। CPVC, जिसे 63–69 wt% तक पोस्ट-क्लोरीनीकृत किया जाता है, Tg और सेवा तापमान को लगभग 30°C बढ़ा देता है।

ग्रेड और गुण

तुलना के लिए, पॉलीएथिलीन और पॉलीप्रोपिलीन 29–31 dyne/cm पर रहते हैं और लेज़र के नीचे केवल हाइड्रोकार्बन छोड़ते हैं: PVC को गीला करना और मार्क करना आसान है, और उसका वेंट करना कठिन।

प्लास्टिसाइज़र, स्टेबलाइज़र और प्रवास

फ़्थैलेट (DEHP, DINP, DIDP) केबल और सामान्य वस्तुओं के लिए मात्रा-प्रधान प्लास्टिसाइज़र बने हुए हैं; गैर-फ़्थैलेट (DINCH, DEHT, TOTM, साइट्रेट) ने मेडिकल और खिलौना कंपाउंड में DEHP की जगह ले ली है, जहाँ EU MDR 2017/745 के अनुसार 0.1 wt% से अधिक CMR प्लास्टिसाइज़र की लेबलिंग आवश्यक है। आणविक भार बढ़ने के साथ प्रवास घटता है: 547 g/mol का TOTM, 391 g/mol के DEHP से कहीं कम प्रवास करता है।

आगे की हर प्रक्रिया प्रवास पर निर्भर है: प्लास्टिसाइज़र तरल परत के रूप में सतह पर पहुँचता है, सतह ऊर्जा को 4–8 dyne/cm घटा देता है और उसके ऊपर लगी किसी भी इंक या चिपकाने वाले पदार्थ में घुल जाता है। कैल्शियम-ज़िंक और ऑर्गेनोटिन ग्रेड साफ़ मार्क देते हैं; टाइटेनियम डाइऑक्साइड की मात्रा तय करती है कि मार्क हल्का फोमिंग वाला होगा या गहरा।

PVC की लेज़र मार्किंग और कटिंग

PVC कार्बनीकरण से मार्क होता है: लेज़र की ऊष्मा शृंखला से HCl निकाल देती है और संयुग्मित पॉलीईन बचता है, जो गहरा दिखता है। 1064 nm के फाइबर लेज़र पिगमेंटेड और भरे हुए ग्रेड पर 20–80 kHz और 300–1,500 mm/s पर मार्क करते हैं; 355 nm का UV सबसे छोटे ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र के साथ पारदर्शी, सफ़ेद और पतले फ्लेक्सिबल ग्रेड पर मार्क करता है; 10.6 µm का CO2 एनग्रेव करता है और धीमा मार्क देता है। पैरामीटर PVC लेज़र मार्किंग उत्पादन गाइड में दिए गए हैं।

उप-उत्पाद ही समस्या है। पूर्ण डिहाइड्रोक्लोरीनीकरण से प्रति ग्राम PVC 0.58 g HCl बनता है; परिवेश की नमी के साथ यह हाइड्रोक्लोरिक अम्ल बन जाता है, जो गैल्वो मिरर और f-theta लेंस की कोटिंग तथा सेल पर हमला करता है। मार्किंग प्रति पुर्ज़ा माइक्रोग्राम हटाती है, जिसे प्री-फ़िल्टर और क्षार-युक्त कार्बन चरण से स्रोत एक्सट्रैक्शन द्वारा संभाला जा सकता है; कटिंग ग्राम हटाती है, घंटों में फ़िल्टर भर देती है और ठंडे प्लूम में क्लोरीनयुक्त कार्बनिक यौगिक बनाती है। यही द्रव्यमान संतुलन, वारंटी अपवर्जनों के साथ, कारण है कि अधिकांश शॉप PVC की लेज़र कटिंग से मना कर देते हैं (देखें लेज़र कटिंग बनाम एनग्रेविंग)। एक्सपोज़र सीमाएँ 2 ppm (ACGIH) और 5 ppm (OSHA) हैं।

प्रिंटिंग, बंधन, कोटिंग और वेल्डिंग

रिजिड PVC को सजाना आसान है। सॉल्वेंट-आधारित स्क्रीन, पैड और इंकजेट इंक सतह में पैठ बनाती हैं; सॉल्वेंट सीमेंट (ASTM D2564 के अनुसार THF, साइक्लोहेक्सानोन और MEK मिश्रण) पाइप को चिपकाते नहीं, वेल्ड करते हैं; साइनोएक्रिलेट, पॉलीयुरेथेन और ऐक्रेलिक इसे बिना उपचार के बंधन करते हैं। कोटिंग को विनाइल-संगत ऐक्रेलिक या पॉलीयुरेथेन प्राइमर चाहिए; सॉल्वेंट-बोर्न प्राइमर पतले फ्लेक्सिबल पुर्ज़ों को फुला देते हैं।

फ्लेक्सिबल PVC ब्लूम के कारण इन सबको विफल कर देता है। आइसोप्रोपेनॉल से पोंछने पर परत हट जाती है और कोरोना या प्लाज़्मा ऊर्जा को 44 dyne/cm से ऊपर ले जाते हैं, पर प्रवास तुरंत फिर शुरू हो जाता है और हाइड्रोफ़ोबिक रिकवरी कुछ ही घंटों में पूरी हो जाती है, इसलिए 1–2 घंटे के भीतर प्रिंट या बंधन करें। प्लास्टिसाइज़र-प्रतिरोधी इंक और चिपकाने वाले पदार्थ (विनाइल-रेटेड ऐक्रेलिक PSA, पॉलीयुरेथेन) या बैरियर आसंजन प्रमोटर निर्दिष्ट करें। सिलिकॉन मोल्ड रिलीज़ सबसे आम अतिरिक्त संदूषक है।

वेल्डिंग ग्रेड के अनुसार चलती है। रिजिड: सॉल्वेंट, हॉट-गैस (300–350°C, मूल सामर्थ्य का 60–80%) और अल्ट्रासोनिक नियर-फ़ील्ड वेल्डिंग। फ्लेक्सिबल: C–Cl द्विध्रुव से चलने वाली 27.12 MHz की रेडियो-फ़्रीक्वेंसी वेल्डिंग बैग और ब्लड सेट के लिए मानक है। लेज़र ट्रांसमिशन वेल्डिंग अवशोषक पुर्ज़े के ऊपर पारदर्शी रिजिड PVC पर 940–1064 nm पर काम करती है, पर 160–190°C पर फ्यूज़न अनियंत्रित डिहाइड्रोक्लोरीनीकरण के बहुत निकट है।

मेडिकल ग्रेड, स्टरलाइज़ेशन और समस्या-निवारण

मेडिकल कंपाउंड USP क्लास VI और ISO 10993-5 व -10 के अनुसार योग्य ठहराए जाते हैं, और निष्कर्षण योग्य पदार्थ ISO 10993-18 के अंतर्गत आते हैं। एथिलीन ऑक्साइड डिफ़ॉल्ट स्टरलाइज़िंग एजेंट है; वायुकरण को ISO 10993-7 की अवशिष्ट सीमाएँ पूरी करनी चाहिए। 25–40 kGy की गामा उसी पॉलीईन निर्माण से PVC को पीला करती है जो लेज़र करता है; विकिरण-स्थिरीकृत ग्रेड (एपॉक्सीकृत सोयाबीन तेल के साथ कैल्शियम-ज़िंक) इसे कम करते हैं। 121°C की भाप रिजिड HDT से अधिक है। कार्बनीकृत मार्क हर चक्र झेल लेते हैं; पृष्ठभूमि पीली पड़ जाती है, इसलिए कंट्रास्ट घटता है।

PVC के द्वितीयक संचालन को निर्दिष्ट व सत्यापित करना

हर PVC विनिर्देश में तीन आवश्यकताएँ होनी चाहिए, प्रत्येक के साथ एक जाँच:

• धुआँ-प्रबंधन। अम्ल-निष्क्रिय करने वाले चरण और गैर-गैल्वनाइज़्ड डक्टिंग के साथ स्रोत एक्सट्रैक्शन; डिटेक्टर ट्यूब या इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर से ऑपरेटर की जगह पर HCl 2 ppm से कम सत्यापित करें।
• प्लास्टिसाइज़र ब्लूम। प्राप्त अवस्था में, आइसोप्रोपेनॉल से पोंछने के बाद और 50°C पर 24 घंटे के बाद dyne स्तर या संपर्क कोण मापें; 4 dyne/cm से अधिक का फैलाव ब्लूम करने वाले कंपाउंड का संकेत है। 50°C पर 7 दिन के बाद ASTM D3359 टेप परीक्षण जोड़ें।
• स्टरलाइज़ेशन के बाद मार्क और बंधन की टिकाऊपन। मान्य चक्र और ASTM F1980 एजिंग से पहले और बाद में DataMatrix कोड को ISO/IEC 29158 या ISO 15415 के अनुसार ग्रेड करें; लैप-शियर या पील मान भी उसी कंडीशनिंग पर रखें।

संबंधित शब्द और पठन सामग्री

• लेज़र-मार्क योग्य प्लास्टिक
• हाइड्रोफ़ोबिक रिकवरी
• प्लास्टिक लेज़र मार्किंग
• सतह पूर्व-उपचार की विधियाँ
• प्लास्टिक लेज़र मार्किंग चार्ट

उत्पादन में इसका उपयोग

The Sabreen Group अनुपालन योग्य धुआँ-प्रबंधन के साथ PVC की लेज़र मार्किंग, प्लास्टिसाइज़्ड ग्रेड की प्रिंटिंग व बंधन, और स्टरलाइज़ेशन के बाद मेडिकल PVC मार्क व बंधन की योग्यता के लिए स्वतंत्र इंजीनियरिंग सहायता प्रदान करता है। यदि आप कोई प्रक्रिया निर्दिष्ट कर रहे हैं, किसी सामग्री को योग्य ठहरा रहे हैं या उत्पादन की समस्या सुलझा रहे हैं, तो हमारी इंजीनियरिंग सेवाएँ टीम आपकी सहायता कर सकती है। अपने अनुप्रयोग पर चर्चा के लिए हमसे संपर्क करें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या PVC पर सुरक्षित रूप से लेज़र मार्किंग हो सकती है?

हाँ, यदि उसके लिए डिज़ाइन किया गया एक्सट्रैक्शन हो। मार्किंग प्रति पुर्ज़ा माइक्रोग्राम हटाती है, इसलिए HCl का भार छोटा पर लगातार और संक्षारक रहता है। मार्क बिंदु पर कैप्चर करें, पार्टिकुलेट प्री-फ़िल्टर और क्षार-युक्त कार्बन चरण से छानें, और ऑपरेटर की जगह पर 2 ppm सीमा से नीचे रहें।

लेज़र शॉप PVC की कटिंग से मना क्यों करते हैं?

कटिंग प्रति पुर्ज़ा माइक्रोग्राम नहीं, ग्राम हटाती है, और PVC का हर ग्राम 0.58 g HCl छोड़ सकता है। इतनी मात्रा मशीन को संक्षारित करती है, घंटों में फ़िल्टर भर देती है और ठंडे प्लूम में क्लोरीनयुक्त कार्बनिक यौगिक बनाती है। लेज़र निर्माता इसे वारंटी से बाहर रखते हैं।

टेप परीक्षण पास करने के कुछ सप्ताह बाद फ्लेक्सिबल PVC से इंक क्यों छूटने लगती है?

प्लास्टिसाइज़र प्रवास। प्रिंटिंग के समय सतह की परत पोंछ दी जाती है या उपचार से हट जाती है, इसलिए पहला परीक्षण पास होता है, पर DEHP या DINP भीतर से फैलता रहता है और इंक को नरम कर देता है। प्लास्टिसाइज़र-प्रतिरोधी इंक इस्तेमाल करें, TOTM या DINCH निर्दिष्ट करें, और रिलीज़ से पहले 50°C पर 7 दिन पुराने पुर्ज़ों का दोबारा परीक्षण करें।

PVC के लिए कौन-सा लेज़र सबसे अच्छा है: फाइबर, UV या CO2?

पिगमेंटेड और भरे हुए रिजिड ग्रेड के लिए 1064 nm का फाइबर, जो गति के साथ गहरा कार्बनीकृत मार्क देता है। पारदर्शी, सफ़ेद और पतले फ्लेक्सिबल ग्रेड के लिए 355 nm का UV, जहाँ छोटा ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र पीला घेरा हटा देता है। विनाइल फ़िल्म और साइनेज के लिए CO2, जहाँ धीमा मार्क स्वीकार्य हो।

क्या गामा स्टरलाइज़ेशन PVC पर लेज़र मार्क को प्रभावित करता है?

मार्क बचा रहता है; पृष्ठभूमि बदलती है। 25–40 kGy की गामा वही पॉलीईन बनाती है जो कार्बनीकरण बनाता है, इसलिए बिना मार्क वाला PVC पीला पड़ता है और कंट्रास्ट घट जाता है। विकिरण-स्थिरीकृत ग्रेड निर्दिष्ट करें, न्यूनतम प्रभावी खुराक सत्यापित करें, और DataMatrix कोड को ताज़े पुर्ज़ों पर नहीं, स्टरलाइज़ेशन के बाद ISO/IEC 29158 के अनुसार ग्रेड करें।

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