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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王又慶
研究生(外文):Yu-Ching Wang
論文名稱:背噴燈箱片之光擴散層的研發與製作,以及懸浮液之塗佈行為研究
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:132
中文關鍵詞:燈箱片懸浮液塗佈二氧化鈦二氧化矽流場觀測系統
外文關鍵詞:light diffusing filmsuspensioncoatingTiO2SiO2flow visualization
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背噴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,產品單價最高,生產製作最困難的產品,其構造為在透明聚酯(PET)膜上進行塗佈,包括光擴散層,吸墨顯色層及黏著層的數層塗層。其應用為捷運站、百貨公司、機場等地點所常用到的背面打光廣告招牌。
在一基材上進行多層塗佈且達到多種功能並非易事。燈箱片市場上國際知名廠牌,如AZon、Rexam、HP、Sihl等,品質佳,價格極高,世界市場目前需求量為三千萬平方米/年,且成長迅速,但國內僅有極少數廠商致力於此項產品的研發製造,且限於對燈箱片基本知識與經驗及塗佈乾燥技術的掌握不足,目前無法生產出高品質、高良率的產品,如能經由學界研發的協助,對國內廠商在國際間的噴墨產品行銷競爭上會有極大的幫助。
在背噴燈箱片之光擴散層的研發與製作方面,我們利用SEM與EDS元素分析等方法分析市售燈箱片,並配合手塗實驗而得知各種光擴散用顆粒的表現;並透過相關文獻的搜尋,得到處理光擴散用顆粒之方法與配方等資訊,在實驗過程中遭遇的問題也得到解決的辦法;最後以手塗實驗,配合繪圖機的列印測試,成功研發出具有良好下墨性與光擴散效果的光擴散層配方;且發現下墨性與溶劑比例及乾燥速率有很大相關性,並以SEM證實了此觀點。
在雙層同時共擠壓塗佈的部分,配合了吸墨層與本研究的光擴散層配方,在工研院材料所的小型塗佈生產線精密控制光擴散層厚度之下,我們成功以雙層同時共擠壓塗佈與乾燥技術,製造出膜面均勻完整無缺陷之背噴光擴散燈箱片,並經由繪圖機列印測試與背光源的照射之後,發現本實驗室自製的燈箱片擁有良好的下墨性與光擴散效果。
在顯微攝影觀測技術方面,設計了一套方便架設,可即時觀測塗佈液珠(coating bead)的系統,並發現塗佈間隙(coating gap)及模唇(die lip)厚度對塗佈液珠的進光量有明顯影響;此觀念可提供模具設計者在設計模具上的參考。
在懸浮液之塗佈行為研究的部分,發現分散性良好的微粒具有增大PVA水溶液之塗佈視窗的優異性,配合文獻搜尋以及實驗設計,我們認為造成以上實驗結果的主要原因,是由於高分子與微粒之間的強吸附(strong interaction)所致。
因為吸附於微粒表面的高分子鏈較穩定,擺動幅度較小,因此可承受更高的剪切應力(shear stress);換言之,必須施加更大的剪切應力,才能讓這些吸附於微粒之上的高分子鏈『擺動的像原來一樣劇烈』,導致塗佈液珠不穩定而產生上限缺陷,因此可增大塗佈視窗的範圍。隨著實驗情境的改變,吸附於微粒表面之高分子鏈的數目與吸附強度會跟著不同,換言之,受影響的PVA數目不同,因而導致不同的塗佈視窗大小。
此外,我們以顯微觀測技術,拍攝到完全相同情境之下的兩種實驗流體,含微粒者之塗佈液珠較穩定的情形,證實了微粒的添加有助於增大PVA水溶液之塗佈視窗此論點。
摘要………………………………………………………………………I
目錄……………………………………………………………………III
圖目錄 …………………………………………………………………VI
表目錄……………………………………………………………………X
壹、緒論…………………………………………………………………1
1-1 背噴燈箱片簡介 …………………………………………………1
1-2 燈箱片原理 ………………………………………………………2
1-3 塗佈技術應用簡介 ………………………………………………4
1-4 工業上常用之塗佈方式 …………………………………………5
1-5 塗佈視窗與塗佈缺陷 ……………………………………………8
1-6 本研究的目的 ……………………………………………………12
貳、文獻回顧……………………………………………………………14
2-1 光擴散層配方 ……………………………………………………14
2-2 多層共擠壓塗佈工程 ……………………………………………16
2-3 懸浮液之塗佈行為研究 …………………………………………18
參、分析儀器及藥品……………………………………………………21
3-1 分析儀器 …………………………………………………………21
3-2 藥品 ………………………………………………………………26
肆、研究1:背噴光擴散燈箱片……………………………………… 31
4-1 電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy)觀察 …………31
4-2 EDS元素分析(Energy Dispersive Spectrometer)……………37
4-3 防水性測試……………………………………………………… 44
4-4 黏著性測試……………………………………………………… 46
4-5 蒐集各種光擴散用微粒………………………………………… 46
4-6 各種微粒手塗結果比較………………………………………… 48
4-7 SiO2的龜裂現象………………………………………………… 51
4-8 光擴散層內之微粒種類的挑選………………………………… 52
4-9 改善TiO2不易分散的缺點……………………………………… 53
4-10 高速攪拌的影響 ……………………………………………… 54
4-11 氣泡問題的改善 ……………………………………………… 55
4-12 下墨性的改善1:配方組成…………………………………… 58
4-13 下墨性的改善2:溶劑比例與乾燥速率……………………… 61
4-14 下墨性的改善3:厚度控制…………………………………… 64
4-15 光擴散配方之塗佈視窗的建立 ……………………………… 65
4-16 雙層共擠壓塗佈工程1:本實驗室的小型塗佈生產線……… 67
4-17 雙層共擠壓塗佈工程2:工研院的小型塗佈生產線………… 69
伍、研究2:懸浮液之塗佈行為研究………………………………… 71
5-1 緒論……………………………………………………………… 71
5-2 塗佈實驗的理想狀態…………………………………………… 72
5-3 影響塗佈實驗的四種常見情形………………………………… 75
5-4 實驗流體配置…………………………………………………… 76
5-5 塗佈間隙之架設………………………………………………… 79
5-6 刮刀架設………………………………………………………… 82
5-7 缺陷判斷………………………………………………………… 83
5-8 即時顯微攝影觀測技術………………………………………… 87
5-9 研究方法1:尋找合適實驗流體 ………………………………93
5-10 研究方法2:尋找分散良好不結塊的微粒 ……………………95
5-11 研究方法3:添加微粒對塗佈視窗的影響1……………………96
5-12 研究方法4:添加微粒對塗佈視窗的影響2……………………97
5-13 研究方法5:微粒添加量之效應 ………………………………98
5-14 研究方法6:黏度效應 ……………………………………… 100
5-15 研究方法7:粒徑大小之效應 ……………………………… 101
5-16 研究方法8:pH的效應 ……………………………………… 102
5-17 研究方法9:失敗經驗 ……………………………………… 104
a. 高濃度懸浮液之塗佈 …………………………………………… 104
b. 流線觀察實驗 …………………………………………………… 106
c. 含微粒之甘油水溶液的塗佈 ………………………………… 108
5-18 歸納與討論…………………………………………………… 110
a. 不含微粒的PVA水溶液 ………………………………………112
b. 含分散性良好之微粒的PVA水溶液 …………………………112
c. C803型SiO2增大塗佈視窗之效果較R700型TiO2更好 …… 116
d. 塗佈視窗的變大效果隨著微粒添加量的增加而增加 …… 118
e. 在相同的黏度與表面張力之下,含微粒之PVA水溶液的塗佈視窗較不含微粒者大…………………………………………………… 118
f. 分散性差之微粒的塗佈視窗變大效果不明顯 …………… 119
g. C803型、C809型SiO2的塗佈視窗變大效果相同……………120
h. 含微粒之PVA水溶液的pH值由微酸性提高至微鹼性後,塗佈視窗變大的效果明顯減小……………………………………………… 120
陸、研究結果及展望 …………………………………………………126
柒、參考文獻 …………………………………………………………128
附錄:名詞解釋 ………………………………………………………132
1. Beck, R. H. and F. N. J. Haven, 1959, Extrusion Apparatus and Processes of Extruding, U.S.Patent 2,901,770
2. Blake, T. D., A. Clarke and K. J. Ruschak, 1994, Hydrodynamic Assist of Dynamic Wetting, AIChE J. 40, 229-242
3. Boisvert, J. P., J. Persello and A. Guyard, 2003, Influence of the Surface Chemistry on the Structural and Mechanical Properties of Silica-Polymer Composites, J. of Polymer Science 41, 3127-3138
4. Buonoplane, R. A., E. B. Gutoff and M. M. Rimore, 1986, Effect of Plunging Tape Surface Properties on Air Entrainment Velocity, AIChE J. 32, 682
5. Burley, R. and B. S. Kennedy, 1976, An Experimental Study of Air Entrainment at a Solid-Liquid-Gas Interface, Chem. Eng. Sci. 31, 901
6. Chibowski, 2001, Studies of the Influence of Acetate Groups from Polyvinyl Alcohol on Adsorption and Electrochemical Properties of the TiO2-Polymer Solution Interface, J. of Dispersion Science and Technology 22, 281-289
7. Chino, N., N. Shibata, Y. Hiraki, and T. Sato, 1991, Extrusion Type Coating Head for Coating a Magnetic Recording Medium, U.S.Patent 5,072,688
8. Cohen, E. D. and E. B. Gutoff, 1992, Modern Coating and Drying Technology, VCH Publishers, New York
9. Cohen, E. D. and E. B. Gutoff, 1995, Coating and Drying Defects, Wiley Interscience, New York
10. Deryagin, B. V. and S. M. Levi, 1964, Film Coating Theory, The Focal Press, New York.
11. Gibson, F. W., R. M. Davis and J. S. Riffle, 1997, Adsorption of water-soluble polymers on submicron metal oxide particles, Polymer Preprints (American Chemical Society, Division of Polymer Chemistry) 38, 642-643
12. Gilbert, N. and A. Eckel, 1992, Analysis of Extrusion Coating in the Presence of External Forces, AIChE Spring National Meeting
13. Guo, J., C. Tiu, P. H. T. Uhlherr and T. N. Fang, 2003, Yielding behavior of organically treated anatase TiO2 suspension, Korea-Australia Rheology J. 15, 9-17
14. Gutoff, E. B. and C. E. Kendrick, 1987, Low Flow Limits of Coating on A Slide Coater, AIChE J. 33, 141.
15. Heijman, S. G. and H. N. Stein, 1993, Preparation of oxide dispersions which are stabilized both sterically and electrostatically, Chem. Eng. Sci. 48, 313-322
16. Hens, J. and L. Boiy, 1986, Operation of the Bead of a pre-metered Coating Device, Chem. Eng. Sci. 41, 1827-1832
17. Kistler, S. F. and P. M. Schweizer, eds., 1997, Liquid Film Coating, Chapman & Hall, London
18. Lee, K.Y., L. D. Liu and T. J. Liu, 1992, Minimum Wet Thickness in Extrusion Slot Coating, Chem. Eng. Sci. 47, 1703
19. Macosko, Ch. W., 1994, Rheology Principles Measurements and Applications, WILEY-VCH Publishers, New York
20. Mainstone, K. A., 1978, Internal and External Combining System for Slot Die Co-extrusion, Paper, Film & Foil Convecter, 65
21. Ning, C. Y., C. C. Tsai and T. J. Liu, 1996, The Effect of Polymer Additives on Extrusion Slot Coating, Chem. Eng. Sci., 51, 3289-3297
22. Ruschak, K. J., 1976, Limiting Flow in a Pre-metered Coating Device, Chem. Eng. Sci., 31, 1057-1060
23. Scanlan, D. J., 1990, Two-Slot Coater Analysis: Inner Layer Separation Issues in Two Layer Coating, MS Thesis.
24. Strauss, H., H. Heegn and I. Strienitz, 1993, Effect of PAA Adsorption on Stability and Rheology of TiO2 Dispersions, Chem. Eng. Sci. 48, 323-332
25. Toivakka, M., D. Eklund, D. W. Bousfield, 1992, Pigment motion during drying, Proc.–AIChE For. Prod. Symp., TAPPI Publisher, Atlata
26. Yang, H. G., C. Z. Li, H. C. Gu and T. N. Fang, 2001, Rheological Behavior of Titanium Dioxide Suspensions, J. of Colloid and Interface Science 236, 96-103
27. 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。
28. 高明清, 1997, 高分子添加劑對雙層共擠壓式塗佈的影響。國立清華大學化學工程研究所碩士論文。
29. 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。
30. 張永漢, 1995, 黏彈性流體在擠壓型模具內入口流動之分析與觀察。國立清華大學化學工程研究所碩士論文。
31. 化工技術雜誌,塗料與塗裝技術,1998年,12月號,第69期
32. 李傳宏, 陳利君, 葉昱昕, zeta電位測定儀在奈米粉體的應用, 工業材料雜誌190期, 105-114
33. http://www.colloidal-dynamics.com/applications.htm
34. http://www.colloidal-dynamics.com/techniques.htm
35. http://www.colloidal-dynamics.com/science.htm
36. http://www.capital-hplc.co.uk/
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