„Anysil High“ blizgaus silikono logotipo pavyzdys
Labai{0}}blizgus tiesioginis šilkografinis silikono spausdinimas yra didelio-tikslaus apdorojimo technologija, plačiai naudojama tokiose pramonės šakose kaip buitinė elektronika, automobilių dalys, medicinos prietaisai ir tekstilės spausdinimas. Juo siekiama, kad ant silikono pagrindo būtų lygus, veidrodinis{3}}blizgus paviršius naudojant tiesioginį šilkografinį spausdinimą, tuo pačiu užtikrinant puikų spausdinamo sluoksnio sukibimą, atsparumą dilimui ir atsparumą oro sąlygoms. Tačiau dėl unikalių fizinių ir cheminių silikoninių medžiagų savybių, aukštų reikalavimų blizgumui ir šilkografijos proceso sudėtingumo ši technologija susiduria su daugybe techninių sunkumų, ribojančių jos populiarumą ir kokybės stabilumą. Šiame straipsnyje sistemingai nagrinėjami pagrindiniai sunkumai, susiję su didelio -blizgančio tiesioginio silikono šilkografijos spausdinimu, ir analizuojamos pagrindinės priežastys, pateikiant nuorodą, kaip optimizuoti procesą ir pagerinti gaminio kokybę.
1. Silikonui būdingi medžiagų apribojimai: pagrindinė kliūtis
Silikoniniams substratams būdingos savybės yra pagrindinė sunkumų, susijusių su didelio -blizgančio tiesioginio šilkografijos spausdinimu, daugiausia dėl mažos paviršiaus energijos, didelio elastingumo ir paviršiaus teršalų, kurie tiesiogiai veikia spausdinimo rašalo drėkinimą, sukibimą ir išsilyginimą, priežastis.
1.1 Maža paviršiaus energija ir prastas rašalo drėkinimas
Silikonas yra ne{0}}polinė medžiaga, kurios paviršiaus energija yra labai maža (dažniausiai 20-25 mN/m), kuri yra daug mažesnė už įprastų šilkografijos dažų paviršiaus įtempimą (30-40 mN/m). Pagal paviršiaus chemijos principą, kai rašalo paviršiaus įtempis yra didesnis už pagrindo paviršiaus energiją, rašalas negali visiškai sudrėkinti pagrindo, todėl spausdinamame paviršiuje atsiranda tokių reiškinių kaip rašalo susitraukimas, drėkinimas ir skylutės. Blizgančiam spausdinimui, rašalas turi sudaryti vienodą, lygią plėvelę ant silikono paviršiaus, kad būtų užtikrintas nuoseklus šviesos atspindys. Tačiau dėl prasto silikono drėkinimo sunku tolygiai pasiskirstyti rašalui, o net maži drėgnumo plotai sukels netolygų blizgesį, blankumą arba vietines matines dėmes, todėl nepavyks pasiekti norimo blizgaus efekto.
1.2 Didelis elastingumas, sukeliantis spausdinimo deformaciją
Silikoninės medžiagos pasižymi puikiu elastingumu ir lankstumu, o jų forma lengvai deformuojasi veikiant išoriniam slėgiui. Šilkografinio spausdinimo proceso metu 刮刀 (valytuvas) daro tam tikrą spaudimą silikoniniam pagrindui, kad perduotų rašalą. Dėl elastingos pagrindo deformacijos atsiras netolygus ekrano ir pagrindo kontaktas, todėl rašalo perdavimas bus nevienodas,-kai kuriose srityse rašalas susikaupia per daug, o kitose – nepakankamai rašalo, todėl spausdinamo sluoksnio storis bus netolygus. Netolygus storis tiesiogiai veikia plėvelės glotnumą po sukietėjimo: ant storų vietų gali susidaryti apelsino žievelė, o plonos vietos lengvai atrodo permatomos ir nuobodžios, o tai rimtai pažeidžia didelio -blizgesio efektą. Be to, dėl elastingo silikono atsigavimo po slėgio atleidimo spausdintas raštas gali ištempti arba deformuotis, o tai gali turėti įtakos rašto tikslumui ir blizgesio nuoseklumui.
1.3 Paviršiaus teršalai, turintys įtakos sukibimui ir blizgesiui
Silikoninių substratų formavimo proceso metu ant paviršiaus dažniausiai lieka atpalaiduojančių medžiagų, silikoninės alyvos ar kitų teršalų. Šie teršalai sudaro hidrofobinį ir oleofobinį apsauginį sluoksnį ant paviršiaus, kuris ne tik dar labiau sumažina pagrindo paviršiaus energiją, bet ir trukdo cheminiam rašalo ir silikoninės matricos sukibimui, todėl blogai sukimba spausdintas sluoksnis. Naudojant, gali kilti tokių problemų kaip lupimasis, įbrėžimas ir išblukimas. Tuo pačiu metu dėl šių teršalų rašalas nesudarys vienodos plėvelės ant paviršiaus, todėl atsiras defektų, pvz., skylučių, susitraukimo ertmių ir netolygaus blizgesio. Net jei paviršius tiesiog nuvalomas alkoholiu, sunku visiškai pašalinti silikoninės alyvos likučius, o tai tampa paslėptu pavojumi, turinčiu įtakos spausdinimo kokybei.
2. Didelio{1}}blizgaus silikoninio rašalo ir proceso suderinimo sunkumai
Labai{0}}blizgus tiesioginis šilkografinis silikono spausdinimas reikalauja, kad rašalas būtų puikiai sklandus, išsilygintų, kietėtų ir išlaikytų blizgesį. Tačiau suderinti rašalo formulę ir šilkografijos procesą yra labai sunku, o bet koks nedidelis nukrypimas žymiai sumažins blizgesio efektą.
2.1 Rašalo sklandumo ir niveliavimo našumo balansavimas
Kad būtų pasiektas didelio -blizgesio efektas, silikoninis rašalas turi būti gerai sklandus, kad jis visiškai pasiskirstytų ant pagrindo ir užpildytų mažyčius ekrano tarpus; tuo pačiu metu reikalingas tinkamas išlyginimas, kad po spausdinimo būtų išvengta rašalo tekėjimo ar nuslinkimo, dėl kurio gali atsirasti netolygus storis ir paveikti blizgesį. Tačiau yra prieštaringas ryšys tarp sklandumo ir niveliavimo: dėl per didelio sklandumo rašalas išsilieja ir rašalas susilieja, o dėl per mažo sklandumo rašalas sunkiai pasklis, dėl to prastas išlyginimas ir netolygus blizgesys. Be to, silikoninio rašalo klampumas yra jautrus temperatūrai-aplinkos temperatūros pokyčiai sukels didelius rašalo klampumo svyravimus, todėl bus sunku išlaikyti stabilią spausdinimo kokybę ir dėl to bus nevienodo blizgesio tarp produktų partijų.
2.2 Kietėjimo proceso valdymo sunkumai
Silikoninio rašalo kietėjimo efektas tiesiogiai lemia atspausdinto sluoksnio blizgesį, sukibimą ir atsparumą dilimui. Blizgus silikoninis rašalas paprastai kietinamas termiškai arba UV spinduliais, tačiau abu kietėjimo būdai susiduria su griežtais kontrolės sunkumais. Termiškai kietinant, kietėjimo temperatūra turi būti 80-150 laipsnių, o kietėjimo laikas turi būti tiksliai suderintas pagal rašalo storį ir formulę. Jei temperatūra per žema arba laikas per trumpas, rašalas nebus visiškai susietas, todėl paviršius bus glotnus, blizgus ir sukibimas bus prastas; jei temperatūra per aukšta arba laikas per ilgas, silikoninis substratas gali pasenti, pageltonuoti arba įtrūkti rašalo paviršius, o tai taip pat turi įtakos didelio -blizgesio efektui. Norint kietinti UV spindulius, reikia tiksliai suderinti šviesos intensyvumą, kietėjimo greitį ir rašalo storį – dėl nepakankamo kietėjimo paviršius bus nuobodus, o dėl per didelio kietėjimo rašalo paviršius gali tapti šiurkštus ir sumažėti blizgesys.
2.3 Rašalo priedai ir blizgesio stabilumas
Norint pagerinti rašalo blizgesį ir efektyvumą, į silikoninį rašalą reikia dėti priedų, tokių kaip išlyginamosios medžiagos, putą mažinančios priemonės ir kietikliai. Tačiau pridėjimo santykis ir priedų tipas yra labai svarbūs: dėl per didelio išlyginamųjų medžiagų pridėjimo rašalas gali susitraukti arba prarasti blizgesį, o dėl nepakankamo papildymo prastai išlygins; putų šalinimo priemonės gali pašalinti spausdinimo proceso metu susidarančius burbuliukus (dėl kurių susidarytų skylutės ir pablogėtų blizgesys), tačiau dėl per didelio putų šalinimo priemonių rašalo paviršius taps matinis. Be to, skirtingų priedų ir silikoninio rašalo matricos suderinamumas taip pat yra pagrindinis sunkumas-netinkamas derinimas sukels rašalo stratifikaciją, nuosėdas arba prastą kietėjimą, o tai dar labiau paveiks spausdinamo sluoksnio blizgesio stabilumą.
3. Aukšti reikalavimai šilkografijos proceso parametrams
Didelio{0}}blizgaus tiesioginio šilkografinio silikono spausdinimo reikalavimai kelia itin griežtus proceso parametrų reikalavimus, o kiekvieno parametro įtaka riboja vienas kitą, todėl sunku rasti optimalų derinį.
3.1 Ekrano pasirinkimas ir įtempimo valdymas
Ekrano tinklelio pasirinkimas ir įtempimas tiesiogiai veikia rašalo perdavimo kiekį ir rašto tikslumą. Blizgiam spausdinimui dažniausiai pasirenkamas poliesterio tinklelis, kurio akių skaičius yra 250–400: per mažas tinklinio audeklo tinklelio tinklelių skaičius per daug prasiskverbs į rašalą ir netolygų plėvelės storį, o per didelis tinklelių skaičius lengvai užsikimš ekrane, o rašalo pernešimas bus nepakankamas, todėl paviršius bus nuobodus. Tuo pačiu metu ekrano įtempimas turi būti vienodas (dažniausiai 20-30N/cm); netolygus įtempimas sukels netolygų rašalo perdavimą, dėl to netolygus blizgesys. Tačiau spausdinimo proceso metu ekrano įtempimas palaipsniui mažės, todėl reikės reguliariai tikrinti ir reguliuoti, o tai apsunkina proceso valdymo sunkumą.
3.2 Valytuvo parametrų reguliavimas
Valytuvo kietumas, slėgis, kampas ir greitis turi tiesioginės įtakos rašalo perdavimo efektui ir spausdinamo paviršiaus lygumui. Silikoniniam pagrindui tinka 70-80 Shore A kietumo valytuvas-. Per kietas valytuvas subraižys silikoninį paviršių, o dėl per minkšto valytuvo rašalo pernešimas bus nepakankamas. Valytuvo slėgį reikia reguliuoti pagal silikoninio pagrindo kietumą, paprastai tarp 5-10N/cm²: per didelis slėgis sukels pagrindo deformaciją ir rašalo nutekėjimą, o esant nepakankamam slėgiui, rašalas bus perneštas nevisiškai ir blizgesys bus netolygus. Be to, valytuvo kampas (45–60 laipsnių) ir spausdinimo greitis turi būti tiksliai suderinti – esant per dideliam greičiui, oras pateks į rašalą ir susidarys burbuliukai, o dėl per lėto rašalo kaupsis per daug ir prastas išlyginimas.
3.3 Spausdinimo aplinkos kontrolė
Aplinkos temperatūra ir drėgmė šilkografijos metu daro didelę įtaką rašalo našumui ir spausdinimo kokybei. Optimali spausdinimo aplinka paprastai yra 20–25 laipsniai ir 40–60 % santykinis drėgnis: aukšta temperatūra sumažins rašalo klampumą, todėl rašalas nutekės, o žema temperatūra padidins rašalo klampumą, paveikdama sklandumą ir išlyginimą; Esant didelei drėgmei, rašalas sugers drėgmę, todėl netolygiai kietės ir sumažės blizgesys, o esant žemai drėgmei rašalas per greitai išdžius, dėl to prastai išsilygins ir atsiras paviršiaus defektų, pvz., įtrūkimų. Norint išlaikyti stabilią aplinką, reikalinga profesionali aplinkos kontrolės įranga, o tai padidina gamybos sąnaudas ir techninius sunkumus.
4. Sunkumai, susiję su-posto apdorojimu ir kokybės kontrole
Net jei spausdinimo procesas yra gerai kontroliuojamas, tolesnis apdorojimas ir kokybės kontrolė vis tiek susiduria su daugybe sunkumų, kurie tiesiogiai lemia, ar galutinis produktas gali atitikti aukštus -blizgesio reikalavimus.
4.1 Po-gydymo sunkumų
Atspausdinus šilkografiją, spausdintą sluoksnį paprastai reikia vėliau{0}}kietinti, kad būtų pagerintas sukibimas ir blizgesys. Tačiau po-kietėjimo reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą ir laiką-bet koks nukrypimas sukels problemų, tokių kaip pageltimas, įtrūkimai arba sumažėjęs spausdinto sluoksnio blizgesys. Pavyzdžiui, atliekant antrinį terminį kietėjimą, temperatūrą reikia palaipsniui didinti, kad būtų išvengta spausdinto sluoksnio ir pagrindo terminio šoko, kurį sunku kontroliuoti masinėje gamyboje. Be to, kai kuriuos labai{6}}blizgius gaminius po sukietėjimo reikia poliruoti, kad būtų dar labiau lygus, tačiau dėl silikono minkštumo sunku poliruoti-per didelis poliravimas sugadins atspausdintą sluoksnį, o nepakankamas poliravimas negali pasiekti norimo blizgesio efekto.
4.2 Aukšti kokybės nustatymo standartai
Labai{0}}blizgaus silikono šilkografijos kokybės aptikimas yra griežtesnis nei įprasto spausdinimo. Blizgesį reikia matuoti profesionaliu blizgumo matuokliu, o blizgesio vertės paklaida paprastai turi būti ±5 %, kad būtų užtikrintas nuoseklumas. Tuo pačiu metu būtina aptikti defektus, pvz., skylutes, susitraukimo ertmes, apelsino žievelę ir netolygų storį, kuriuos sunku atpažinti plika akimi, todėl reikia naudoti didelio -didinimo mikroskopus arba profesionalią aptikimo įrangą. Masinėje gamyboje, kaip efektyviai ir tiksliai aptikti šiuos defektus ir kontroliuoti defektų dažnį, yra didelis sunkumas, kuriam reikalinga ne tik pažangi aptikimo įranga, bet ir profesionalus techninis personalas.
5. Išvada
Sunkumus, susijusius su didelio-blizgaus tiesioginio šilkografinio silikono spausdinimu, visapusiškai atspindi būdingos substrato savybės, rašalo ir proceso derinimas, proceso parametrų valdymas ir po{1}}apdorojimo kokybės kontrolė. Dėl mažos paviršiaus energijos ir didelio silikono elastingumo sunku kontroliuoti rašalo drėkinimą ir spausdinimo deformaciją; pusiausvyra tarp rašalo sklandumo ir išlyginimo bei tiksli kietėjimo proceso kontrolė kelia aukštus reikalavimus rašalo formulavimui ir proceso veikimui; griežta ekrano parametrų ir aplinkos sąlygų kontrolė, taip pat aukšti tolesnio-apdorojimo ir kokybės aptikimo standartai dar labiau apsunkina šios technologijos techninius sunkumus.
Norint išspręsti šiuos sunkumus, būtina visapusiškai optimizuoti iš kelių aspektų: pasirinkti silikoninius pagrindus, turinčius didelę paviršiaus energiją po specialaus apdorojimo (pvz., apdorojimo plazma), sukurti blizgius silikoninius dažus, pasižyminčius puikiu suderinamumu ir stabilumu, optimizuoti šilkografijos proceso parametrus, kad būtų galima rasti optimalų derinį, ir sukurti griežtą kokybės kontrolės sistemą. Nuolat tobulėjant medžiagų mokslui ir spausdinimo technologijoms, techniniai sunkumai, susiję su didelio-blizgio tiesioginio šilkografinio silikono spausdinimu, bus palaipsniui įveikiami ir ši technologija bus plačiau taikoma įvairiose srityse.