Yüzey işleme nedir?

Yüzey işlemi nedir?

Katı malzemelerin yüzey enerjisi ve polimerlerin yüzey işleme ihtiyacı.

Plastik malzemelerin metallere veya diğer plastik malzemelere yapıştırılması ya da sadece plastik bir yüzeye baskı yapılması sıklıkla gereklidir. Bunu başarılı bir şekilde gerçekleştirmek için sıvı yapıştırıcı veya mürekkep malzemenin yüzeyini ıslatabilmelidir.

İşte bu noktada Korona İşlemi ve Plazma İşlemi teknolojileri gereklidir. Islanabilirlik yüzeyin belirli bir özelliğine bağlıdır: Yüzey enerjisi, genellikle yüzey gerilimi olarak adlandırılır. Yüzeyinizi test etmek ister misiniz? Dyne testimiz hakkında daha fazlasını buradan okuyun.

Yüzey enerjisi, yüzey gerilimi gibi mN/m cinsinden ölçülür. Katı alt tabakanın yüzey enerjisi, bir sıvının yüzeyi ne kadar iyi ıslattığını doğrudan etkiler. Islanabilirlik ise temas açısı ölçümleri ile kolayca gösterilebilir.

Temas açısı, temas noktasındaki teğet çizgi ile katı yüzeyin yatay çizgisi arasındaki açıdır. Bir sıvı damlacığı pürüzsüz katı bir yatay yüzeye yerleştirildiğinde, alt tabaka üzerinde yayılabilir ve tam ıslanma gerçekleşirse temas açısı sıfıra yaklaşacaktır. Tersine, ıslanma kısmi ise, ortaya çıkan temas açısı 0 ila 180 derece aralığında dengeye ulaşır.

Metallerin yüzey işlemi hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? O zaman buraya tıklayın.

Yüzey Islanabilirliği

Sağınızdaki Şekil 1, iyi ve kötü ıslanabilirlik arasındaki farkı göstermeye yardımcı olur.

Sıvının yüzey gerilimine göre katı alt tabakanın yüzey enerjisi ne kadar yüksekse, ıslanabilirliği o kadar iyi ve temas açısı o kadar küçük olur.

Bir sıvı ile alt tabaka yüzeyi arasında uygun bir bağ oluşabilmesi için alt tabakanın yüzey enerjisinin sıvının gerilimini yaklaşık 2-10 mN/m aşması gerekir.

Video: VacuTEC | Vakumlu Plazma İşlem Cihazı

Yüzey Enerjili Katı Malzemeler

Sağ taraftaki Şekil 2 katı malzemeler için mutlak yüzey enerjisi değerlerini göstermektedir ve polietilen ve polipropilen dahil olmak üzere birçok plastiğin yüzey gerilimi genellikle yapıştırma veya baskı için yetersizdir.

Bu malzemeler kimyasal inertlik, düşük sürtünme katsayısı, yüksek aşınma, delinme ve yırtılma direnci gibi çok faydalı özelliklere sahiptir. Bununla birlikte, bu polimerlerin zayıf ıslanabilirliği, tasarımcıya bu malzemeleri yapıştırma veya boyama sorunu sunar.

İşlem, malzemenin yüzey enerjisini yükselterek ıslanabilirliğini artırabilir ve bağlanma bölgeleri oluşturarak yapışkan özelliklerini olumlu yönde etkileyebilir. En gelişmiş ve başarılı yüzey işleme yöntemleri, havada yüksek voltaj deşarjı prensibine dayanmaktadır.

Prensip hakkında daha fazla bilgiyi buradan okuyabilirsiniz: “Plazma İşleminin Temelleri Korona yüzey işleminin temellerini” buradan okuyun.

Havada yüksek voltaj deşarjının temelleri ve yüzey işlemine uygulanması

Bir hava boşluğunda yüksek voltaj deşarjının varlığında, havada her zaman mevcut olan serbest elektronlar hızlanır ve gazı iyonize eder. Elektrik deşarjı çok güçlü olduğunda, yüksek hızlı elektronların gaz molekülleriyle çarpışmaları momentum kaybına neden olmaz ve elektron yayılması meydana gelir.

Plastik bir parça deşarj yoluna yerleştirildiğinde, deşarjda üretilen elektronlar, çoğu substratın yüzeyindeki moleküler bağları kırmak için gerekli olanın 2 ila 3 katı enerjiyle yüzeye çarpar.

Bu da çok reaktif serbest radikaller yaratır.

Oksijen varlığında bu serbest radikaller, substrat yüzeyinde çeşitli kimyasal fonksiyon grupları oluşturmak için hızla reaksiyona girebilir. Bu oksidasyon reaksiyonundan kaynaklanan fonksiyonel gruplar, yüzey enerjisini artırmada ve reçine matrisine kimyasal bağlanmayı geliştirmede en etkili olanlardır.

Bunlar karbonil (-C=O-), karboksil (HOOC-), hidroperoksit (HOO-) ve hidroksil (HO-) gruplarını içerir. Yüksek voltajlı deşarj ile işlem, malzemenin yığın özelliklerini etkilemeden yalnızca yüzey özelliklerini değiştirir Tantec üç boyutlu elektrikli yüzey işleme (EST) teknolojisi, havada yüksek voltajlı yüksek frekanslı deşarja dayanmaktadır. Üç boyutlu nesneler iki elektrot arasındaki bir deşarj bölgesinden geçirilir (Şekil 3 sağda). Elektrotlar arasında yüksek bir potansiyel farkı oluşturularak elektrotlar arasındaki büyük bir boşlukta deşarj sürdürülür. Uygulanan yüksek voltaj, etkili bir işlem için yalnızca bir koşuldur.

Yüksek hızda hareket eden parçaların düzgün bir şekilde işlenmesi, güç kaynağından deşarj bölgesine yüksek verimli enerji aktarımı gerektirir. 15-25 kHz frekanslarında korona deşarjı, elektronlar elektrotlar arasındaki boşlukta salınırken yüksek verimli enerji transferi gerçekleştirir. Frekans ne kadar yüksek olursa, belirli bir iyileştirme seviyesine ulaşmak için gereken gücün o kadar düşük olduğu gösterilmiştir.

EST teknolojisi, 15-25 kHz arasındaki frekanslarda elektrotlar arasında 80 kV’a kadar bir potansiyel farkı sağlayarak yüksek hızlı hatlarda üç boyutlu nesnelerin yüzeylerinin düzgün bir şekilde işlenmesini sağlar. Bu koşullar altında, 4 inç (100 mm) kadar büyük kesitlere sahip nesneler, bir işlem odası içinde sürekli olarak hareket ettikleri için on-line olarak işlenebilir. Yüzey enerjisi nasıl iyileştirilir > plazma ve korona arasındaki karşılaştırma.

Bir Elektrikli Yüzey İşlem sistemi yüksek frekans jeneratörü, yüksek voltaj transformatörü ve işlem elektrotlarından oluşur. Jeneratör, yük empedansına bağlı olarak frekansı 15-25 kHz aralığında otomatik olarak ayarlanan bir çıkış sinyali üretir ve böylece tedavi için mevcut gücü optimize eder.

Yüksek voltaj transformatörü, jeneratörden gelen çıkış sinyalini istenen yoğunlukta deşarj oluşturmak için gereken seviyeye yükseltir. Uygulama istasyonu iki elektrot etrafında tasarlanmıştır: bir uygulama elektrodu ve karşı elektrot (genellikle toprak potansiyelinde). Elektrotlar her uygulama için tasarlanmıştır.

Tantec, farklı malzemelerin plazma yüzey işlemi için çeşitli Plazma işlem cihazları sunmaktadır.

Plazma ürünleri sayfamızdaki ürün listemize bakın: Plazma işlem ekipmanı

İşlem görmüş yüzeylerin raf ömrü

Ön işlem görmüş malzemelerin raf ömrü, plastiğe, formülasyonuna, nasıl işlem gördüğüne ve işlemden sonra yüksek sıcaklığa maruz kalmasına bağlı olarak saatler ila yıllar arasında değişir.

Malzemenin saflığı en önemli faktördür. Raf ömrü antiblok maddeleri, kalıp ayırıcı, antistatikler vb. gibi düşük moleküler ağırlıklı bileşenlerin varlığıyla sınırlıdır. Sonunda bu bileşenler temiz polimerlerin yüzeyine geçer. Bu nedenle, işlemden hemen sonra malzemeye baskı yapılması veya yapıştırılması önerilir.

Bununla birlikte, işlenmiş yüzey bir kaplama, mürekkep, yapıştırıcı veya başka bir malzeme ile arayüzlendiğinde, bağ kalıcı hale gelir.

Tantec Elektrikli Yüzey İşlem Teknolojisi (EST)

Uygulamaları Aşağıdaki malzemeler EST teknolojisi kullanılarak başarıyla işlenmiştir:

• Polietilen (PE) * Pleksiglas (PMMA)
• Polipropilen (PP) * Teflon (PTFE)
• Polistiren (PS) * Polikarbonat (PC)
• EPDM-kauçuk * Poliüretan (PUR)
• ABS vb.

Bazı özel uygulamalar şunlardır:

• Biyo-medikal test cihazlarının yüzeylerinin, birleşik sıvı akışı için yüzeylerin ıslanabilirliğini artırmak üzere işlenmesi.
• Baskıdan önce şırınga kovanlarının işlenmesi
• Paslanmaz çelik bir iğnenin yapıştırılmasından önce iğne yuvalarının iç yüzeyinin işlenmesi.
• Mürekkep ve kaplamaların yapışmasını iyileştirmek için elektronik kablo yalıtımının işlenmesi.
• Conta malzemesi uygulamasından veya baskıdan önce kimyasal kapların kapaklarının ve kapaklarının işlenmesi.
• Yapışkanlı etiketlerin uygulanmasından önce plastik şişelerin işlenmesi.
• EPDM kauçuktan yapılmış otomotiv profillerinin, floklama kıllarının tutulması veya kumaşın süslenmesi için bir yapıştırıcı uygulanmadan önce işlenmesi.

Mürekkep ve kaplamaların yapışmasını iyileştirmek için elektronik kablo yalıtımının işlenmesi.

Yüzey işleme SSS