6. Giới hạn đề tài
1.3. Các phương pháp xử lý bề mặt vật liệu trước khi in
Hầu hết các loại nhựa như PE, PP và PET đều có bề mặt láng và trơ hóa học với sức căng bề mặt thấp khiến mực in, chất tráng phủ hay keo có thể liên kết chặt lên chúng. Năng lượng bề mặt, tương tự như sức căng bề mặt được đo bằng đơn vị mN/m. Năng lượng bề mặt vật liệu nền rắn ảnh hưởng trực tiếp đến độ bám dính. Độ bám dính của chất lỏng được thể hiện dễ dàng thông qua các thông số về góc tiếp xúc (góc thấm ướt). Góc tiếp xúc được định nghĩa là góc hợp giữa đường tiếp tuyến của chất lỏng tại điểm tiếp xúc và đường ngang của bề mặt vật liệu.
Hình 1.9 Góc tiếp xúc (góc thấm ướt) của chất lỏng
Khi góc tiếp xúc càng tiến gần về vị trí 0o, độ bám dính càng tăng và dính hoàn toàn khi đạt giá trị 0o. Ngược lại, khi góc tiếp xúc càng lớn hơn 0o (< 180o), độ bám dính càng giảm. Giá trị này sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại chất lỏng và vật liệu nền. Năng lượng bề mặt của chất rắn càng cao so với sức căng bề mặt của chất lỏng, thì độ bám dính của nó càng tốt và góc tiếp xúc càng nhỏ. Để tồn tại một liên kết thích hợp giữa chất lỏng và vật liệu nền, năng lượng bề mặt của chất nền phải lớn hơn sức căng của chất lỏng khoảng 2-10 mN/m. Dưới đây là các bảng thống kê về năng lượng bề mặt của vật liệu nền và cũng như giá trị cần thiết để các chất lỏng được liệt kê bám dính.
Bảng 1.7 Năng lượng bề mặt của một số vật liệu nền
Loại vật liệu nền Năng lượng bề mặt (mN/m) Loại chất lỏng Năng lượng bề mặt cần thiết (mN/m) ABS 34 Mực gốc nước 50-56 PP 29-30 Mực in UV 48-56 PE 31-33 Tráng phủ 46-52 PS 34 Keo gốc nước 48-56 PET 41-42 Keo UV 44-50 (Nguồn: https://tantec.com/what-is-surface-treatment.html)
Năng lượng bề mặt vật liệu thấp có thể dẫn đến chất lượng bám dính kém, điều này ảnh hưởng mạnh đến khả năng in, ép nhũ, dán keo và các gia công khác. Các phương pháp xử lý bề mặt vật liệu được phát triển để phục vụ mục đích khắc phục và cải thiện vấn đề trên. Hệ thống xử lý bề mặt có công dụng làm tăng năng lượng bề mặt để thúc đẩy độ bám dính trong quá trình in, tráng phủ, cán ghép màng và các quá trình gia công bề mặt khác. Mực in, keo và các chất tráng phủ sẽ bám dính lên hầu hết các vật liệu nền, bao gồm giấy và màng nhũ, đã được xử lý. Hiện nay có rất nhiều hệ thống xử lý bề mặt, chẳng hạn như công nghệ corona, plasma, tráng phủ primer… Điều cuối cùng là xác định lựa chọn sử dụng phương pháp nào phù hợp nhất với nhu cầu sản xuất.