跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.231.230.177) 您好!臺灣時間:2021/07/28 18:16
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:龔世杰
研究生(外文):Shieh-Chieh Kung
論文名稱:光擴散燈箱片之研發與製作
指導教授:劉大佼劉大佼引用關係
指導教授(外文):Ta-Jo Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:燈箱片噴墨列印黏著PET塗佈
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:234
  • 評分評分:
  • 下載下載:39
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
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
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。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top