पैकेजिंग प्रौद्योगिकी | प्लास्टिक उत्पादों की सतह पूर्व-उपचार प्रौद्योगिकी

परिचय: विनिर्माण प्रक्रियाप्लास्टिक उत्पादइसमें मुख्य रूप से चार प्रमुख प्रक्रियाएं शामिल हैं: सांचा निर्माण, सतह उपचार, मुद्रण और संयोजन। सतह उपचार एक अनिवार्य हिस्सा है। कोटिंग की बंधन क्षमता को बेहतर बनाने और प्लेटिंग के लिए एक अच्छा चालक आधार प्रदान करने के लिए, पूर्व-उपचार प्रक्रिया अनिवार्य है।

प्लास्टिक उत्पादों का सतही पूर्व-उपचार
इसमें मुख्य रूप से कोटिंग उपचार और प्लेटिंग उपचार शामिल हैं। सामान्यतः, प्लास्टिक में क्रिस्टलीयता अधिक होती है, ध्रुवीयता कम या नगण्य होती है, और सतह ऊर्जा कम होती है, जिससे कोटिंग के आसंजन पर प्रभाव पड़ता है। चूंकि प्लास्टिक एक गैर-चालक कुचालक है, इसलिए सामान्य इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया के विनिर्देशों के अनुसार इसे सीधे प्लास्टिक की सतह पर प्लेट नहीं किया जा सकता है। इसलिए, सतह उपचार से पहले, कोटिंग की बंधन शक्ति को बढ़ाने और प्लेटिंग के लिए अच्छी बंधन शक्ति वाली चालक निचली परत प्रदान करने के लिए आवश्यक पूर्व-उपचार किया जाना चाहिए।

कोटिंग का पूर्व उपचार

पूर्व-उपचार में प्लास्टिक की सतह की चिकनाई हटाना, यानी सतह पर मौजूद तेल और रिलीज एजेंट को साफ करना और प्लास्टिक की सतह को सक्रिय करना शामिल है, ताकि कोटिंग के आसंजन में सुधार हो सके।

1. चिकनाई हटाना
ग्रीस हटानेप्लास्टिक उत्पादधातु उत्पादों की चिकनाई हटाने की तरह ही, प्लास्टिक उत्पादों की चिकनाई हटाने के लिए कार्बनिक विलायकों का उपयोग किया जा सकता है या सर्फेक्टेंट युक्त क्षारीय जलीय विलयनों का उपयोग किया जा सकता है। प्लास्टिक की सतह से पैराफिन, मोम, वसा और अन्य कार्बनिक गंदगी को साफ करने के लिए कार्बनिक विलायकों का उपयोग उपयुक्त है। उपयोग किया जाने वाला कार्बनिक विलायक प्लास्टिक को घोलना, फुलाना या उसमें दरार डालना नहीं चाहिए, और इसका क्वथनांक कम होना चाहिए, यह वाष्पशील, गैर-विषाक्त और गैर-ज्वलनशील होना चाहिए। क्षार-प्रतिरोधी प्लास्टिक की चिकनाई हटाने के लिए क्षारीय जलीय विलयन उपयुक्त हैं। इस विलयन में कास्टिक सोडा, क्षारीय लवण और विभिन्न सर्फेक्टेंट होते हैं। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सर्फेक्टेंट ओपी श्रृंखला, यानी एल्काइलफेनोल पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर है, जो झाग नहीं बनाता और प्लास्टिक की सतह पर नहीं रहता।

2. सतह सक्रियण
इस सक्रियण का उद्देश्य प्लास्टिक की सतह के गुणों में सुधार करना है, यानी प्लास्टिक की सतह पर कुछ ध्रुवीय समूह उत्पन्न करना या उसे खुरदरा बनाना ताकि कोटिंग वर्कपीस की सतह पर आसानी से गीली और अवशोषित हो सके। सतह सक्रियण उपचार के कई तरीके हैं, जैसे रासायनिक ऑक्सीकरण, ज्वाला ऑक्सीकरण, विलायक वाष्प नक़्क़ाशी और कोरोना डिस्चार्ज ऑक्सीकरण। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला तरीका रासायनिक क्रिस्टल ऑक्सीकरण उपचार है, जिसमें अक्सर क्रोमिक एसिड उपचार तरल का उपयोग किया जाता है, और इसका विशिष्ट सूत्र 4.5% पोटेशियम डाइक्रोमेट, 8.0% पानी और 87.5% सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (96% से अधिक) होता है।

कुछ प्लास्टिक उत्पाद, जैसे पॉलीस्टाइरीन और एबीएस प्लास्टिक, को रासायनिक ऑक्सीकरण उपचार के बिना सीधे लेपित किया जा सकता है। उच्च गुणवत्ता वाली कोटिंग प्राप्त करने के लिए, रासायनिक ऑक्सीकरण उपचार का भी उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, चिकनाई हटाने के बाद, एबीएस प्लास्टिक को तनु क्रोमिक अम्ल उपचार द्रव से लेपित किया जा सकता है। इसका सामान्य उपचार सूत्र 420 ग्राम/लीटर क्रोमिक अम्ल और 200 मिलीलीटर/लीटर सल्फ्यूरिक अम्ल (विशिष्ट गुरुत्व 1.83) है। सामान्य उपचार प्रक्रिया 65°C से 70°C तापमान पर 5 मिनट से 10 मिनट तक उपचारित करना, पानी से धोना और सुखाना है। क्रोमिक अम्ल उपचार द्रव से लेपित करने का लाभ यह है कि प्लास्टिक उत्पाद का आकार कितना भी जटिल क्यों न हो, उस पर एक समान कोटिंग की जा सकती है। हानि यह है कि यह प्रक्रिया खतरनाक है और इससे प्रदूषण की समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।
कोटिंग का पूर्व उपचार

कोटिंग के पूर्व-उपचार का उद्देश्य प्लास्टिक की सतह पर कोटिंग के आसंजन को बेहतर बनाना और प्लास्टिक की सतह पर एक सुचालक धातु की निचली परत बनाना है। पूर्व-उपचार प्रक्रिया में मुख्य रूप से शामिल हैं: यांत्रिक खुरदरापन, रासायनिक अपघर्षण, रासायनिक खुरदरापन, संवेदन उपचार, सक्रियण उपचार, अपचयन उपचार और रासायनिक चढ़ाना। पहले तीन चरण कोटिंग के आसंजन को बेहतर बनाने के लिए हैं, और अंतिम चार चरण एक सुचालक धातु की निचली परत बनाने के लिए हैं।

1. यांत्रिक खुरदरापन और रासायनिक खुरदरापन
प्लास्टिक की सतह को यांत्रिक और रासायनिक तरीकों से खुरदरा बनाया जाता है ताकि कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच संपर्क क्षेत्र बढ़ सके। आमतौर पर यह माना जाता है कि यांत्रिक खुरदरापन से प्राप्त होने वाला बंधन बल रासायनिक खुरदरापन की तुलना में लगभग 10% ही होता है।

2. रासायनिक डीग्रीसिंग
प्लास्टिक की सतह पर कोटिंग के पूर्व-उपचार के लिए ग्रीस हटाने की विधि, कोटिंग के पूर्व-उपचार के लिए ग्रीस हटाने की विधि के समान ही है।

3. संवेदनशीलता
संवेदीकरण की प्रक्रिया में, टिन डाइक्लोराइड, टाइटेनियम ट्राइक्लोराइड आदि जैसे कुछ आसानी से ऑक्सीकृत होने वाले पदार्थों को निश्चित अधिशोषण क्षमता वाले प्लास्टिक की सतह पर अधिशोषित किया जाता है। सक्रियण प्रक्रिया के दौरान ये अधिशोषित पदार्थ ऑक्सीकृत हो जाते हैं, और सक्रियक उत्प्रेरक क्रिस्टल नाभिक में परिवर्तित होकर उत्पाद की सतह पर बना रहता है। संवेदीकरण का उद्देश्य बाद में होने वाली रासायनिक धातु चढ़ाने की परत के लिए आधार तैयार करना है।

4. सक्रियण
सक्रियण की प्रक्रिया में उत्प्रेरक रूप से सक्रिय धातु यौगिकों के विलयन की सहायता से संवेदनशील सतह का उपचार किया जाता है। इसका सार यह है कि अपचायक से अधिशोषित उत्पाद को किसी बहुमूल्य धातु लवण के ऑक्सीकारक युक्त जलीय विलयन में डुबोया जाता है, जिससे S2+n ऑक्सीकारक द्वारा बहुमूल्य धातु आयनों का अपचयन होता है और अपचयित बहुमूल्य धातु उत्पाद की सतह पर कोलाइडल कणों के रूप में जमा हो जाती है, जिनमें प्रबल उत्प्रेरक सक्रियता होती है। जब इस सतह को रासायनिक चढ़ावा विलयन में डुबोया जाता है, तो ये कण उत्प्रेरक केंद्र बन जाते हैं, जिससे रासायनिक चढ़ावा की अभिक्रिया गति तेज हो जाती है।

5. कमी उपचार
रासायनिक चढ़ाने से पहले, सक्रिय किए गए और साफ पानी से धोए गए उत्पादों को रासायनिक चढ़ाने में प्रयुक्त अपचायक विलयन की एक निश्चित सांद्रता में डुबोया जाता है ताकि बिना धुला हुआ सक्रियक अपचयित हो जाए। इसे अपचयन उपचार कहते हैं। तांबे की रासायनिक चढ़ाने के लिए फॉर्मेल्डिहाइड विलयन का उपयोग अपचयन उपचार के लिए किया जाता है, और निकल की रासायनिक चढ़ाने के लिए सोडियम हाइपोफॉस्फाइट विलयन का उपयोग अपचयन उपचार के लिए किया जाता है।

6. रासायनिक चढ़ाना
रासायनिक चढ़ावा का उद्देश्य प्लास्टिक उत्पादों की सतह पर एक सुचालक धातु फिल्म बनाना है, ताकि प्लास्टिक उत्पादों पर धातु की परत चढ़ाने के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ बन सकें। इसलिए, रासायनिक चढ़ावा प्लास्टिक इलेक्ट्रोप्लेटिंग का एक महत्वपूर्ण चरण है।