制造商的表面活化指南改善附着力

附着力与产品质量

表面附着力是影响产品质量的一个基本因素,任何产品是粘合,涂漆,密封,印刷或涂层以任何方式。可靠、高质量的粘合力是将两种或多种不同材料结合在一起的动态界面,有助于创造独特的价值产品。粘连性差会导致高质量保证(QA)拒收率,产品通常在视觉上不吸引人,效率低下,而且有缺陷,需要昂贵的生产延迟,昂贵的返工,甚至召回。如果附着力低,产品质量就低,由此产生的产品价值也相应低。没有一家公司能长期销售低质量的产品。

那么,到底什么是粘连?

它是不同粒子或表面在分子水平上相互粘附的趋势。附着力直接受到表面能的影响,也就是基材与另一种材料之间的吸引力程度。表面能影响粘合剂在基材上扩散的能力——低的表面能使粘接困难,因为表面接触不良。高表面能意味着材料可以更容易地在基底上流动,以获得更大的表面接触和更强的结合。

粘附是什么?

有许多材料可以具有低表面能,包括塑料、橡胶、金属、玻璃和聚二甲基硅氧烷(PDMS)。当基材和相邻材料之间的粘结较弱时,这种粘结失效会导致性能差和产品失效。即使所选择的材料和粘结剂非常适合一起使用,这种粘结也常常可以通过一些表面改性来改善。

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表面能量分析

当粘着力差成为产品质量问题时,通过对材料和粘接剂进行根本原因分析,了解粘着力问题背后的根本原因是至关重要的。基底材料的表面能分析对于了解材料粘结不好的原因是至关重要的。

确定表面能有两种基本测试方法:

1)达因油墨应用

达因测试油墨和流体(有时称为电晕测试流体)用于快速和容易地测量表面能或润湿张力。当达因油墨被应用到材料表面时,液体会在材料表面形成连续的薄膜或缩回成液滴。如果达因测试油墨在薄膜上停留三秒或更长时间,则该材料将具有最小的表面能。如果达因油墨在一秒内吸回液滴,则基材的表面能或达因能级低于液体值。精确的表面能可以通过应用达因测试流体的增减值范围来确定。

2)接触角测量

这种分析使用了一种表面能量测量系统,称为角度计,测量液体和它所应用的表面之间的接触角度。例如,一个涂层滴被应用到它将被粘合的基底上,并捕捉到该接触的图像,测量该滴与基底材料相互作用的角度,以指定一个表面能级。角度越低,表面能越高。当两种材料结合时,表面能越高,所能达到的结合强度越高。

除了上面描述的两个测试外,还可以执行其他几个测试来确定有关材料的粘结强度或附着力:拉力测试,使用扫描电子显微镜(SEM)进行详细的表面分析,或网格切割测试(也称为横切测试)。其中一些是在粘接之前进行的,以确定初始表面能,一些是在粘接之后进行的,以分析粘接或涂料应用的质量。当然,多次测试可以提供更多的数据,有助于确认最初的测试结果,作为确定下一步措施的更可靠的基础。

级联的风险

对于制造商来说,通常使用的基板材料和粘合剂可能是兼容的,但与投入时间、精力和金钱来确定最佳产品材料相比,这是最低限度可接受的。提高产量并接受这些最低限度可接受的解决方案是错误的,因为这些方案看起来在经济上更有吸引力,但从长远来看,在产品故障、报废和产品召回方面要花费更多。

虽然最初消费者的接受度和销量可能不错,但市场迟早会对糟糕的产品质量做出反应,销量会下降,回报会增加,如果糟糕的产品质量实际上会导致潜在的消费者风险,那么成本高昂且具有破坏性的召回将会发生。

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情况可能会变得更糟。

当一种产品粘连性差,成为质量低劣的明显标志时,它可能会损害企业的整体盈利能力。结果呢?额外材料研究方面的意外投资,增加的测试成本,以及更高的生产/质量保证成本。

粘性差的另一个影响是收入的损失。不佳的消费者评论可以像野火一样在社交媒体上传播,对销售产生重大影响,并可能波及到其他受到负面关注的产品线。太多的负面评论会不可挽回地损害你的品牌声誉。每一家公司都必须对发布或继续销售劣质产品保持警惕,即使这只是他们整体业务的一小部分。

解决粘连问题

幸运的是,我们可以做一些事情来解决粘着力差的问题,而不必求助于额外的外部帮助。例如,答案可以很简单,只要更换基板或粘合剂即可,前提是有其他选择,可以对产品的全部或大部分关键特性(如光洁度、颜色、耐久性、功能性和一致性)产生类似的结果。

plasma_treatment-1如果仅限于原始材料,可以对基材进行一些物理改性,比如将表面抛光粗糙化,以创建一个不均匀的表面,以支持更好的结合。粗糙的纹理增加了表面面积,所以粘合剂或胶水有更多的区域可以“粘”。这可以增加你对表面的整体附着力,但如果材料对胶水或油漆的附着力较差,这将不会有什么不同。

与您的供应商更广泛的参与可能会产生一些令人惊讶的结果。如果您与适当的供应商有良好的关系,他们可能愿意将一些时间和精力投入研究方法来修改其产品 - 例如涂层,涂料或粘合剂 - 用优选的基材更好地反应。如果他们成功,独特的修改可能会花费更多并提高生产成本,但如果它产生优越的产品,可以通过增加价格和/或销售增加额外费用。

如果有问题的供应商是您的基板供应商,他们可能会提出具有类似特性的另一种材料,或者愿意对原始材料进行修改,例如添加硅氧剂以提高附着力。然而,在提高粘接能力的同时,这些剂通常具有较短的保质期,这可能会增加生产成本。

等离子体表面改性

bob多特蒙德体育竞猜等离子技术是当今制造商的选择,因为它可以显著提高各种材料(如玻璃、金属和塑料)的表面能、润湿性和附着力。等离子体表面活化是指等离子体中离子中的原子取代表面聚合物官能团中的原子的过程。

等离子体表面处理是改善非反应性或非可湿性表面的理想方法,以获得更好的粘结性能和附着力。这使得表面能够形成稳定的共价键,使粘合剂、油漆和油墨的涂层更加一致和可靠。

除了增加表面能以改善结合,等离子体处理可以消除制造过程中的某些步骤(及其相关成本),如底漆应用,这也提供了环境效益,因为它消除了挥发性有机化合物的生成。这就是为什么等离子体处理经常被用来激活塑料,如TPU, TPO和玻璃填充聚丙烯的几个原因。

等离子体处理可以通过改善足以使得能够使用更便宜的胶水来进一步降低生产成本,这是现在能够更有效地执行的更便宜的胶水。这种方法不仅限于生产塑料。电子制造商经常使用等离子体来改善通过在涂覆涂层之前通过印刷电路板(PCB)的等离子体激活来改善保形涂层的性能。

甚至当等离子体被用于超细表面清洁时,附着力也可以得到改善——几乎任何使用等离子体活化都可以增加表面能量和粘结性。等离子体处理还消除了前面提到的硅氧化过程的需要,以改善低表面能。这不仅降低了成本,消除了有毒的促进剂,还减少了整体生产时间(因此也减少了成本),因为不再需要等待硅氧固化和蒸发。

可以使用各种表面活化方法来改善粘附以及超薄表面:

火焰处理常用于制造过程中修改表面,特别是低能量表面,如塑料和复合材料,以获得更好的附着力。火焰处理过程使用天然气和空气的混合物,产生一种热的富氧等离子体,去除表面污染物,然后通过部分氧化激活表面。然而,火焰处理可能是不一致的,过度处理会产生斑点,脆弱的结合和损伤表面材料。

电晕处理来自高电荷电晕的能量打破了非极性衬底表面的分子键。断裂的化学键重新结合,在表面形成额外的极性基团;这些可以提供增加的表面能和改善润湿性。

等离子体处理与电晕放电类似,但在电晕放电中注入气体,有助于降低工作电压,改善对极难处理的表面的处理。等离子体表面活化具有快速、高效、经济、环保等优点。等离子体处理的另一个主要优点是能够多次重复等离子体处理,从而进一步提高基材的附着力,而不会在处理过程中损伤材料。

等离子体是理想的表面改性溶液,因为经过处理的材料的分解极小,等离子体对环境的影响极低,因为在处理过程中没有使用化学品,也没有形成有毒气体。当一层必须依附于另一层时,等离子体激活简化了生产程序并改善了结果。

等离子体处理在制造业中的好处

答案很简单。当粘着性挑战威胁到产品质量时,等离子体技术系统可以显著提高粘着性质量、一致性和可靠性,而无需更换基材或bob多特蒙德体育竞猜粘接/涂漆剂。BOB体育登陆网页等离子系统可以添加到您的生产过程中,而不会造成瓶颈,使您可以提高产品质量和一致性,而不影响您的生产速度。

bob多特蒙德体育竞猜等离子体技术和系统提供了许多好处,包括:

较低的操作成本在初始启动制造成本之后,我们的等离子体系统的操作和维护成本极低。BOB体育登陆网页您甚至可以通过消除额外的生产步骤和诸如引物或硅氧化剂等材料来降低整体生产成本。

环保等离子体处理不会使用或产生有毒物质或产生危险的烟雾,也不会像化学浴和火焰处理等其他工艺那样对环境造成危险,这些工艺不仅对环境有害,而且对工人也有害。利用环保技术和等离子体处理等工艺甚至可以提高消费者的接受度和品牌忠诚度,从而获得竞争营销优势。

改进分析许多生产线还需要所有工序的数据分析和备份记录。Plasma提供pc控制系统,记录每个过程中的所有数据,并能够轻松导出数据,以便更好地进行过程监控和管理。

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作为贵公司产品工程团队的虚拟延伸,我们甚至在我们的设施中维护一个表面应用实验室,以帮助像贵公司这样的公司,在他们决定购买系统之前,确定等离子处理能在多大程度上解决他们的粘附问题。所以给我们带来您最棘手的粘接和粘接问题-我们将向您展示最具成本效益和有效的解决方案。

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