Kotiin / Uutiset / Teollisuuden uutisia / Muoviosien alusta on käsitelty – miksi pinnoite irtoaa edelleen käytön jälkeen?
Teollisuuden uutisia
1
Käsitelty muovipinta ei tarkoita, että pinnan tila on pysyvästi vakaa
Muovi eroaa metallista – sen pintatila voi muuttua ajan myötä. Erityisesti ruiskupuristetuissa osissa käytetään tuotannon aikana irrotusaineita ja voiteluaineita. Jopa puhdistuksen tai pinnan aktivoinnin jälkeen jotkut pienimolekyyliset aineet voivat silti siirtyä vähitellen muovin sisältä pintaa kohti. Pinnoite näyttää hyvältä heti ruiskutuksen jälkeen, mutta jonkin ajan kuluttua pinnoitteen ja alustan välinen rajapinta muuttuu, mikä aiheuttaa tarttuvuuden heikkenemistä.
2
Miksi sama pinnoite eri muovilla aiheuttaa helposti kuoriutumista?
Eri muovien pintaenergiat, napaisuus ja kemialliset rakenteet ovat hyvin erilaisia. Esimerkiksi tavallisilla PP- ja PE-materiaaleilla on luonnostaan pienempi pintaenergia - pinnoitteen on vaikea levitä luonnollisesti kuten korkean pintaenergian alustoille. Vaikka kokonainen kalvo muodostuisi, todellinen kosketuspinta voi silti olla riittämätön. Tässä tilanteessa ei ehkä ilmene ilmeistä ongelmaa yksinkertaisella tartuntatestillä heti levityksen jälkeen, mutta veteen upotuksen, kylmän ja kuuman kierron tai pitkäaikaisen käytön jälkeen rajapinnan heikot kohdat tulevat vähitellen ilmi.
3
Liiallinen pintakäsittely ei ole aina parempi
Pintaaktivointi ei ole sitä vahvempi, sen parempi. Jos käsittelyolosuhteet ovat liian voimakkaat, muovipinnan rakenne saattaa muuttua tai jopa pintavaurioitua. Lisäksi joillakin pintaaktivointivaikutuksilla on tietty voimassaoloaika – jos seisonta-aika käsittelyn jälkeen on liian pitkä ennen ruiskutusta, aktivoitu tila voi vähitellen heiketä, jolloin alun perin parantunut tarttuvuus heikkenee. Käsittelyn voimakkuus, tasaisuus, käsittelyn jälkeinen odotusaika ja todellinen ruiskutusikkuna on otettava huomioon.
4
Miksi tartuntatesti hyväksytty toimituksen yhteydessä, mutta kuoriutuminen jakson jälkeen?
Tarttuvuustesti suoritetaan yleensä tiettynä aikana ja tietyssä ympäristössä. Mutta todelliset tuotteet saattavat joutua läpikäymään korkean lämpötilan, alhaisen lämpötilan, kostean lämmön, taivutuksen, kitkan ja kuuma-kylmä pyöräilyn. Muovilla ja kalvolla on eriasteinen lämpölaajenemis- ja -kutistumisaste – lämpötilan muutoksen jälkeen substraatti ja kalvo tuottavat erisuuruisia mittamuutoksia. Jos pinnoitteen ja muovin välinen sidos on riittämätön tai kalvossa itsessään on suuri sisäinen jännitys, rajapintaan voi vähitellen kehittyä mikrohalkeamia useiden jaksojen jälkeen.
5
Jos pinnoite on liian "kovaa", seurauksena voi olla myös muoviosien kuoriutuminen
Muoviosilla on tyypillisesti tietty joustavuus. Jos pinnoite on suunniteltu liian kovaksi ja hauraaksi, vaikka alusta itsessään joutuu helposti taipumaan tai vääntymään, pinnoitteen on kestettävä suurempi rasitus. Kun kalvon ja muovin muodonmuutoskyvyn ero on suuri, rajapinnan jännityskeskittymiä voi esiintyä pitkäaikaisessa käytössä. Siksi muoviosien pinnoitteilla ei ole korkeampaa kovuutta, vaan on parempi löytää sopiva tasapaino tarttuvuuden, joustavuuden ja kalvon lujuuden välillä.
6
Miksi Adheion Promoter voi auttaa, mutta se ei ole täydellinen ratkaisu?
Matalapintaenergiaisissa muoveissa adheesiota edistävät aineet voivat parantaa pinnoitteen ja alustan välistä rajapintojen sidosta. Mutta ne eivät voi korvata substraattikäsittelyä. Jos muovipinnalla on ilmeistä öljykontaminaatiota, irrotusainetta tai muuta epäpuhtautta, pelkkä adheesiota edistävän aineen lisääminen ei voi ratkaista perusongelmaa. Adheesiota edistävän aineen on myös sovittava hartsijärjestelmään – liian pieni annos voi tuottaa riittämättömän vaikutuksen; liian korkea voi vaikuttaa kalvon kovuuteen, vedenkestävyyteen ja uudelleenpinnoituskykyyn.
7
Kuinka selvittää, onko ongelma substraatti vai pinnoite?
Jos tarttuvuus on erittäin hyvä heti käsittelyn jälkeen, mutta heikkenee huomattavasti seisomisen jälkeen, keskity pintaaktivaatiostabiilisuuteen ja pienimolekyylisten aineiden kulkeutumiseen. Jos eri muovisubstraattien suorituskyky on hyvin erilainen samalla pinnoitteella, keskity alustan pintaenergiaan ja pinnoitteen kostumiseen. Jos alkuperäinen tarttuvuus on kelvollinen, mutta kuoriutumista tapahtuu kylmä-lämpösyklin jälkeen, keskity pinnoitteen joustavuuteen, sisäiseen jännitykseen ja lämpölaajenemiseroihin alustan ja kalvon välillä. Jos tartuntapromoottorin lisääminen parantaa selvästi tilannetta, optimoi promoottorin tyyppi ja lisäyssuhde edelleen.
8
Kuinka parantaa muoviosien pinnoitteiden pitkäaikaista tarttumista?
Vahvista ensin muovisubstraatin tyyppi ja todellinen pinnan tila. Valitse sitten alustan pinnan ominaisuuksiin sopiva pinnoitejärjestelmä, jolloin pinnoite kastelee alustan kokonaan. Matalapintaenergiaisille muoveille yhdistä myös sopiva tarttumista edistävä järjestelmä. Tasapainota samanaikaisesti kalvon kovuutta ja joustavuutta välttäen liian hauraita pinnoitteita, jotka aiheuttavat liiallista rajapintajännitystä kylmän lämmön vaihtelun tai mekaanisen muodonmuutoksen aikana. Varsinaisessa arvioinnissa, ei vain alustava tartuntatestaus – yhdistä myös vedenkestävyys, kostea lämpö, kylmä-lämpö-kierto ja taivutustestit pitkän aikavälin suorituskyvyn tarkkailemiseksi.
Yhteenveto
Muoviosan alusta on jo käsitelty, mutta silti kuoriutuminen ei tarkoita, että pintakäsittelyllä ei olisi arvoa. Todellinen ongelma voi johtua epävakaudesta pinnan tilasta käsittelyn jälkeen, alhaisesta muovin pintaenergiasta, irrokeaineen kulkeutumisesta, riittämättömästä pinnoitteen kostutuksesta tai kalvon ja muovin välisen muodonmuutoskyvyn epäyhtenäisyydestä. Järkevämpi lähestymistapa on antaa alustan pinnan, pinnoitteen kostuvuuden, rajapintojen kiinnittymisen ja kalvon joustavuuden kohdata toisiaan – vain kun sekä alkuperäinen tarttuvuus että pitkäaikainen käyttö pysyvät vakaina, muoviosien kuoriutumisongelma todella ratkeaa.
Usein kysytyt kysymykset
Kuinka kauan tehokas ikkuna kestää PP:n liekki- tai plasmakäsittelyn jälkeen, ennen kuin kostuvuus alkaa heikentyä?
Liekki- ja plasmakäsittelyn aiheuttama pintaaktivaatio ei ole pysyvää. PP:n kohdalla kohonnut pintaenergia pysyy tyypillisesti olennaisesti käsittelemättömän perustason yläpuolella noin 24–72 tuntia normaaleissa säilytysolosuhteissa, minkä jälkeen pienimolekyylipainoinen pintamigraatio vähentää asteittain aktivaatiohyötyä. Parhaan tartuntatuloksen saavuttamiseksi suositellaan pinnoitteen levittämistä muutaman tunnin sisällä pintakäsittelystä – erityinen ikkuna riippuu käsittelyn intensiteetistä, alustan laadusta ja varastointiolosuhteista. Veden kosketuskulman mittaaminen säännöllisin väliajoin käsittelyn jälkeen antaa kvantitatiivisen indikaation siitä, kuinka nopeasti pintaenergia laskee tietyllä alustalla ja käsittelyyhdistelmällä.
Onko kloorattu polyolefiinipohjamaali (CPO) edelleen vakiomenetelmä tarttumiseen PP- ja polyolefiinialustoille?
CPO-pohjaisia alukkeita käytetään edelleen laajalti polyolefiiniadheesioon, koska CPO-ketjut voivat fysikaalisesti takertua polyolefiinisubstraattipintoihin ja olla kemiallisesti vuorovaikutuksessa niiden kanssa, mikä aikaansaa tarttuvuuden, jota on vaikea saavuttaa tavanomaisilla adheesiota edistävillä aineilla. Kloorattuihin materiaaleihin kohdistuva ympäristön ja sääntelyn paine on kuitenkin johtanut vaihtoehtoisten lähestymistapojen kehittämiseen – mukaan lukien erityiset adheesiota edistävät lisäaineet, modifioidut hartsijärjestelmät ja alustan pintaenergian optimointi – joista osa voi vähentää tai poistaa CPO:n tarvetta. Sopiva lähestymistapa riippuu tietystä polyolefiinityypistä, pinnoitusjärjestelmästä, suorituskykyvaatimuksista ja sovellettavista määräyksistä.
