臺灣博碩士論文加值系統

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。

摘要 I
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 X
壹、緒論 1
1-1 光擴散燈箱片背景與簡介 1
1-2 黏著性探討 3
1-3 塗佈工程 4
貳、文獻回顧 9
2-1 吸墨層配方 9
2-2 黏著理論及實務探討 10
2-3 狹縫式塗佈技術與乾燥 11
2-3.1 單層狹縫式塗佈工程 11
2-3.2 雙層共擠壓塗佈工程 13
參、實驗方法 16
3-1 分析儀器 16
3-2 藥品及耗材 18
3-3 實驗流體的配製 20
3-4 實驗量測方法 20
3-5 基本配方及黏著性測試 22
3-5.1 手塗裝置 22
3-5.2 繪圖機裝置 22
3-5.3 黏著性測試裝置 23
3-5.4 手塗實驗步驟 23
3-5.5 黏著性測試實驗步驟 23
3-6 狹縫式塗佈工程 28
3-6.1 單層狹縫式塗佈裝置 28
3-6.2 雙層共擠壓塗佈裝置 29
3-6.3 單層狹縫式塗佈之實驗步驟 29
3-6.4 雙層共擠壓塗佈之實驗步驟 30
3-6.5 小型連續式塗佈機 31
3-6.6 工研院材料所連續式塗佈機 31
肆、研究方法 41
4-1 SEM分析技術 41
4-2基本配方之研究 44
4-3黏著性之研究 46
4-4 狹縫式塗佈工程 49
伍、結果與討論 52
5-1吸墨層配方之建立 52
5-2黏著性探討 53
5-3狹縫式塗佈工程 65
陸、結論 71
參考文獻 73
符號說明 75


圖目錄
圖1-1.光擴散燈箱片之廣告看板 6
圖1-2.光擴散燈箱片基本結構 6
圖1-3.預先計量式的塗佈方式 7
圖1-4.常見的塗佈缺陷 8
圖2-1.Lubar(1999)所提出的燈箱片基本結構 14
圖2-2.Kinloch(1987)書中所提之表面自由能示意圖 14
圖3-1.PVA化學結構式 19
圖3-2.PVP化學結構式 19
圖3-3.PET化學結構式 19
圖3-4.黏著劑可能之化學結構式 19
圖3-5.手塗裝置示意圖 25
圖3-6.實際手塗後結果 25
圖3-7.繪圖機主體外觀 26
圖3-8.手塗樣品列印處 26
圖3-9. (a)黏著性測試刀主體 (b)刀口局部放大 27
圖3-10. (a)黏著性測試膠帶 (b)橡皮擦 27
圖3-11.單層狹縫式塗佈實驗裝置示意圖 32
圖3-12.單層狹縫式模具示意圖 33
圖3-13.實驗各項參數定義 34
圖3-14.單層狹縫式塗佈實際裝置圖 35
圖3-15.雙層共擠壓塗佈實驗裝置示意圖 36
圖3-16.雙層共擠壓模具示意圖 37
圖3-17.小型連續式塗佈機外觀 38
圖3-18.烘箱內部情形 38
圖3-19.實際塗佈情形 39
圖3-20.工研院之連續式塗佈機 39
圖3-21.塗佈機相關設備示意圖 40
圖3-22.實際塗佈情形 40
圖4-1.六家廠商SEM比較圖(4000倍) 43
圖4-2.列印測試之標準圖檔 45
圖4-3.手塗成品結構示意圖 47
圖4-4.ASTM D3359-95A黏著性評分表 48
圖4-5.單層狹縫式塗佈視窗q-V圖 μ＝1043cps；H=0.2mm & 0.5mm；W=0.2mm；β=0° 50
圖4-6.單層狹縫式塗佈視窗t-Ca圖 μ＝1043cps；H=0.2mm & 0.5mm；W=0.2mm；β=0° 51
圖5-1.在PET基材上塗上單純PVA層(5~10μm) 58
圖5-2.在PET基材上塗上PVA加黏著劑層(5~10μm) 58
圖5-3.在PET基材上先塗上黏著劑A1092層(1~3μm)再塗上單純PVA層(5~10μm) 58
圖5-4.在PET基材上先塗上黏著劑2007層(1~3μm)再塗上單純PVA層(5~10μm) 59
圖5-5.在PET基材上先塗上黏著劑A1120層(1~3μm)再塗上單純PVA層(5~10μm) 59
圖5-6.在PET基材上先塗上黏著劑2007層(1~3μm)再塗上PVA加黏著劑2007層(5~10μm) 59
圖5-7.在PET基材上先塗上黏著劑A1092層(1~3μm)再塗上PVA加低於7%之黏著劑A1092層(5~10μm) 60
圖5-8.在PET基材上先塗上黏著劑A1092層(1~3μm)再塗上PVA加高於7%之黏著劑A1092層(5~10μm) 60
圖5-9.在PET基材上先塗上黏著劑A1120層(1~3μm)再塗上PVA加黏著劑A1120層(5~10μm) 60
圖5-10.在PET基材上先塗上PVA層(5~10μm)，再塗上光擴散層(3~8μm) 61
圖5-11.在PET基材上先塗上PVA加黏著劑層(5~10μm)，再塗上光擴散層(3~8μm) 61
圖5-12.在PET基材上先塗上A1120黏著層(1~3μm)，再依序塗上PVA層(5~10μm)及光擴散層(3~8μm) 61
圖5-13.在PET基材上先塗上A1120層(1~3μm)，再依序塗上PVA加A1120層(5~10μm)及光擴散層(3~8μm) 62
圖5-14.FT-IR光譜圖 (上方為A1092，下方為A1120) 62
圖5-15.A1092之NMR光譜圖 (氫譜) 63
圖5-16.A1120之NMR光譜圖 (氫譜) 63
圖5-17. SEM剖面圖 (未經primer處理，PVA層及光擴散層) 64
圖5-18.SEM剖面圖 (A1092為底層加上PVA+A1092及光擴散層) 64
圖5-19. SEM剖面圖 (A1120為底層加上PVA及光擴散層) 64
圖5-20.SEM剖面圖 (單層by單層) 68
圖5-21.SEM剖面圖 (雙層共擠壓塗佈 in 實驗室) 68
圖5-22. SEM剖面圖 (雙層共擠壓塗佈 in 工研院) 69
圖5-23.SEM剖面圖 (雙層共擠壓塗佈 in 工研院) 69
圖5-24.於工研院製作之光擴散燈箱片 70








表目錄
表2-1.Kinloch(1987)書中提及的鍵結能量表 15
表3-1.單層狹縫式模具之幾何參數 33
表3-2.雙層共擠壓外部接觸型模具之幾何參數 37
表4-1.各家燈片可能基本結構比較圖 43
表4-2.黏著劑基本性質 48
表5-1.黏著性測試評斷結果 57
表5-2.工研院雙層塗佈各項參數 67
表5-3.光擴散層基本配方 67
表5-4.吸墨層基本配方 67

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