Химическая адгезия
Химическая адгезия имеет место в случае образования химической связи в месте соединения. Самыми сильными являются ионная и ковалентная связи. Более слабой связью является водородная связь. Соответствующая стратегия для разработки ультрафиолетового лака, пригодного для нанесения печати:
- У ультрафиолетового лака может быть на поверхности какая-либо реактивная группа, которая затем образует химическую связь с наносимыми материалами, как только она вступает в контакт со связывающим веществом. Слабый пограничный слой
Данная теория утверждает, что если создать соответствующую адгезивную связь, на месте связи не будет недостатка адгезии, а вместо этого отказ будет иметь место либо в связывающем веществе, либо в материале нанесения. Отказ связи имеет место из-за наличия материалов с низкой связывающей способностью в месте соединения. Примером слабого пограничного слоя может служить следующее: полимер с добавками с низкой молекулярной массой на поверхности, связывающее вещество с жирной поверхностью, полимер с фракциями полимера с низкой молекулярной массой на поверхности... Нет сомнения в том, что присутствие материалов с низкой когезией на месте соединения делает адгезивную связь слабее, чем ожидалось. Тем не менее, не всегда справедливо утверждение, что при образовании надлежащей адгезивной связи отказ всегда имеет место либо в адгезивном веществе, либо в присоединенном слое. Соответствующая стратегия для разработки ультрафиолетового лака, пригодного для нанесения печати:
- Избегайте наличия в составе компаундов, которые могут мигрировать на поверхность. Обычно молекулы с низкой молекулярной массой, которые химически не связаны с цепью, имеют склонность к миграции и созданию слабого пограничного слоя: некоторые фотоинициаторы, воски и прочие добавки, такие как добавки, улучшающие скольжение. - Обеспечьте хорошую адгезию лака на подложке, т. е. постарайтесь избежать образования слабого пограничного слоя на месте соединения [подложка/ультрафиолетовый лак]. - Степень отверждения: плохое отверждение поверхности может быть причиной наличия свободных молекул на поверхности, в результате происходит образование слабого пограничного слоя. Но проблемой может также быть и полное отверждение, в этом случае ультрафиолетовый лак создает полное отверждение на нижней поверхности пленки. В результате также получается плохая адгезия: происходит отказ связи в месте соединения [подложка/ультрафиолеовый лак]. - Поверхность лака должна оставаться чистой. Увлажнение и адгезия
Исследование адгезии должно осуществляться вместе с изучением смачивающей способности и явлений, связанных с углом контакта. Для того, чтобы получилась хорошая адгезия, связывающее вещество и присоединяемое вещество должны вступить в непосредственный контакт. (см. также Адсорбционная теория адгезии). Соответствующая стратегия для разработки ультрафиолетового лака, пригодного для нанесения печати:
- Используйте сырье с высоким поверхностным натяжением. - Избегайте использования добавок, из-за которых образуется низкое поверхностное натяжение. Тем не менее, использование данной стратегии также имеет свои ограничения, поскольку поверхностное натяжение лака не должно быть слишком высоким, в противном случае увлажнение подложки, в особенности, пластмассовой подложки с помощью ультрафиолетового лака, будет недостаточным, а у всей системы в целом будет плохая когезия. Воздействие температуры перехода в стеклообразное состояние (Tg)
По сравнению с традиционными красителями и покрытиями ультрафиолетовые лаки обычно высокосшитые. В результате этого они имеют более высокую температуру перехода в стеклообразное состояние (Tg). Было доказано, что адгезия на поверхности полимера лучше, если рабочая температура близка к Tg. В случае с горячей штамповкой на фольге или ламинацией особенно важно использовать сырье, которое ведет к образованию более низкой Tg так, чтобы Tg была слегка ниже температуры, которую используют при штамповании фольги. Использование полимера с более низкой молекулярной массой это тоже один из способов повысить адгезию. Соответствующая стратегия для разработки ультрафиолетового лака, пригодного для нанесения печати:
- Для случаев с горячей штамповкой фольги или ламинации особенно важно использовать смесь мономеров и олигомеров для получения более низкой Tg так, чтобы Tg была слегка ниже температуры, которую используют при штамповании фольги. Практические решения, выработанные основными производителями для создания лаков, на которые можно наносить печать, связывающее вещество и штамповку.
Примечание: информация относительно продукции поставщиков была найдена в Интернете, в печати или же была предоставлена самими поставщиками.
Поставщики сырья рекомендуют специальные виды химических веществ для разработки лаков, дающих возможность наносить печать: Поставщики мономеров и олигомеров советуют использовать продукт с низкой функциональностью, высоким поверхностным натяжением и низкой Tg.
1. Sartomer: рекомендует
- CN111 или CN116, обеспечивающие гибкость
2. Cognis: рекомендует
- Photomer 3005F и Series 6000, обеспечивающие гибкость
- Photomer 4039, однофункциональный мономер
- Photomer 4127F, 4072F и 4028F, мономеры и олигомеры с хорошей реактивностью и низкой усадкой, обеспечивающие адгезию к подложке (см. слабый пограничный слой) 3. Rahn: рекомендует
- Miramer M144, однофункциональный мономер
- Miramer M280, двухфункциональный мономер с низкой Tg
- Miramer M3160, M360, G*2253 и G*4215, высокофункциональные мономеры и олигомеры с высоким поверхностным натяжением и низкой Tg.
- G*1122 f для хорошей эластичности. Поставщики добавок рекомендуют использовать сшивающие (реактивные) добавки, чтобы избежать миграции
- Tego: добавки серии Tego Rad; Byk i.e. UV3500
- Ciba: Sun Chemical, Lamberti: фотоинициатор с низкой склонностью к миграции
- Rahn: полимерный фотоинициатор, сшиваемые амины
- Sartomer: сшиваемые амины Мы рассмотрели различные теории и рассуждения, которые используют для описания явления образования адгезивных связей в том, что касается способности ультрафиолетовых лаков воспринимать нанесение печати. К числу рассмотренных теорий относятся: электростатическая, теория адсорбции, теория диффузии, химической диффузии, а также слабого пограничного слоя. Каждая из этих теорий использовалась для описания возможных типов образования связей между ультрафиолетовым лаком и материалом нанесения. На данном этапе становится ясно, что разработка способного воспринимать печать ультрафиолетового лака будет компромиссом для самых различных явлений. Сочетание отличительных признаков, характерных для таких рассуждений, позволяет выработать набор критериев для получения хорошего ультрафиолетового лака, способного воспринимать печать, связывающее вещество и/или штамповку:
- Выберите смесь сырьевых материалов, которые дадут высокое поверхностное натяжение лака (добавки, мономеры, а также олигомеры) (теория адсорбции и увлажнения).
- По возможности убедитесь, что у поверхности есть микроскопическая морфология (механическое переплетение) (поскольку это воздействие может также быть отрицательным, его необходимо испытать на нескольких случаях).
- Выберите смесь сырьевых материалов, которые дадут несшитую поверхность (диффузия / теория концевой группы цепи).
- По возможности обеспечьте образование ковалентной связи попеременно с другими химическими связями на месте соединения.
- Исключите слабый пограничный слой: используйте реактивные добавки, которые могут вступать в реакцию и быть частью цепи, и, следовательно, создайте возможность не допустить их миграции на поверхность.
- Обеспечьте хорошее отверждение лака (слабый пограничный слой).
- Обеспечьте образование "мягкой" поверхности: смесь сырьевых материалов, которые дают относительно низкую Tg. Коринн Греван,
www.specialchem4coatings.com |
