光擴散燈箱片為數位彩色列印主流噴墨技術中所用到層次最高,生產製作最困難的產品,其構造為在透明聚酯膜上塗佈,包括光擴散層、吸墨顯色層及黏著層的數層塗層。其功能為捷運站、百貨公司、機場等地點所用到的背面打光的廣告招牌。
本論文的研究工作,主要為進行包括光擴散燈箱片之吸墨層配方的研發,由專利及公開文獻中選擇合適的配方組成,研究其物性及功能性,以手塗方式研究其效果,必須確定其物性合於大量生產的要求;其次將以塗佈與乾燥製程實驗,首先分數次分別塗上各功能層,以確定其量產與穩定性,再進行同時雙層塗佈的研究,以提高生產良率為主要目標。
另一方面,由於光擴散燈箱片所使用到的基材多半屬於PET基材,然而PET膜屬於低表面能量之塑膠基材,若要在其上塗佈多層功能層,黏著性將是面臨到的重大問題之一。本研究著重在於探討PET塑膠基材與其塗層之間的黏著關係,並設法提升塗層與基材間的黏著力。若PET膜未經由前處理,直接塗佈上所需功能層,則塗層與基材之間的黏著性極差,因此PET膜必須先經過前處理的步驟後,方可應用。然而,PET基材之前處理方式眾多,本研究主要著重在以primer作為PET基材的前處理步驟。
吸墨層配方方面,我們以PVA及 PVP為主要成分,藉以提高其吸墨能力。PVA與PVP混合時黏度會遽增,因此有一適當的添加比例。PVA最佳的添加比例介於3~5%之間,PVP則介於1%~3%之間。塗佈製程方面,同時雙層塗佈所得到的光擴散燈箱片,不僅光擴散能力良好,下墨性亦佳,更改善了使用兩次單層塗佈所可能發生的塗佈缺陷、能源浪費及生產成本提高等缺點。
在以光擴散燈箱片列印效果不受影響的研究前提下,我們發現PET膜經由primer前處理後,所得到之光擴散燈箱片整體黏著性獲得大幅度改善。本研究共使用四種不同黏著劑作為PET膜之primer,包含acrylic-styrene copolymer, modified acrylic copolymer及pure acrylic polymer,其中以acrylic-styrene copolymer之改善效果最佳,並且主要決定關鍵在於吸墨層與PET基材黏著性的改善。實驗結果並透過IR, NMR及SEM等儀器進行分析、討論。
Comyn. J., “Adhesion Science”, Royal Society of Chemistry, UK(1997)
Fourche, G., “An Overview of the Basic Aspects of Polymer Adhesion. Part I: Fundamentals”, Polym. Eng. Sci., 35, 957(1995)
Fourche, G., “An Overview of the Basic Aspects of Polymer Adhesion. Part II: Application to Surface Treatments”, Polym. Eng. Sci., 35, 968(1995)
Goetzen, K., A. Niemoeller, “Recording Material for the Inkjet Process”, U. S. Patent, 5,989,701(1999)
Ishiwata, M., Y. Uchida, Y. Nagai, “Process and Apparatus for Continuous Fluid Coating of A Traveling Web”, U. S. Patent, 3,502,494 (1970)
Kinloch, A.J., “Adhesion and Adhesives”, Chapman and Hall, New York( 1987)
Lubar, M. J., “Ink Jet Recording Medium”, U. S. Patent, 5,888,629(1999)
Li, H., “Inkjet Printing Medium Comprising Multiple Coatings”, U. S. Patent, 6,183,844(2001)
Lavielle, L., J. Schultz, K. Nakajima, “Acid-Base Surface Properties of Modified Poly(ethylene Terephthalate) Films and Gelatin:Relationship to Adhesion”, J. Appl. Polym Sci., 42, 2825(1991)
Myers, D., “Surface, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications”, John Willey & Sons., New York(1993)
Miller, F.D., J.J. Wheeler, “Coating High Viscosity Liquid”, U. S. Patent, 3,206,323(1965)
Okamoto, Y., P.T. lemarczyk, “Primers for Bonding Polyolefin Substrates with Alkyl Cyanoacrylate Adhesive”, J. Adhesion, 40, 81 (1993)
Ruschak, K.J., “Limiting flow in a pre-metering coating device”, Chem. Eng. Sci. 31, 1057(1976)
Van der Leeden, M.C., G. Frens, “Surface Properties of Plastic Materals in Relation to Their Adhering Performance”, Adv. Eng. Mater, 4, 280(2002)
Yang, J., A. Garton, “Primers for Adhesive Bonding to Polyolefins”, J. Appl. Polm. Sci., 48, 359(1993)
Ylitalo, C. M., J. L. Lee, R. L. Severance, O. S. Woo and E. P. Janulis, “Primed Substrates Comprising Radiation Cured Ink Jetted Images”, U. S. Patent, 6,720,042(2004)
Ylitalo, C. M., B. W. Ludwig, D. J. Kinning, E. M. Rinehart, J. L. Lee, O. S. Woo, R. L. Severance, R. F. Theissen and E. P. Janulis, “Imaged Articles Comprising A Substrate Having A Primed Surface”, U. S. Patent, 2003/0054139 A1(2003)
李國陽,1990,擠壓式塗佈工程之研究。國立清華大學化學工程研究所博士論文。
朱文彬,1997,低黏度牛頓流體之預調式塗佈分析。國立清華大學化學工程研究所碩士論文。
林庭瑜,1999,高黏度塗液塗佈視窗之測定與分析。國立清華大學化學工程研究所碩士論文。
俞文正,1994,共擠壓塗佈技術之建立與分析。國立清華大學化學工程研究所碩士論文。
林瑜平,1999,PVA水溶液雙層共擠壓式塗佈視窗之研究與分析。國立清華大學化學工程研究所碩士論文。