plastik-ambalaj.com

Plazma yüzey uygulama teknolojisi ile üretim aşamalarında kolaylıklar

Üreticiler, parçaların üretiminde uygulanması gereken Boyama, Kaplama , Yapıştırma, Yüzey Baskısı aşamalarında zorluklarla karşılaşmaktadır. Bu sorunların büyük bir kısmı uygulama yapılan parça malzemesinin uygulamayı kabul etmemesinden kaynaklanmaktadır ve sorunu çözebilmek için ilave bir işlem veya malzeme gerektirmektedir.

Örneğin, plastik bir parçanın veya alüminyum bir parçanın boyama öncesinde astarlama veya yüzeyi mekanik işlemden geçirme gerektirmektedir. Parça üzerine bastığınız firma logonuz kısa sürede yüzeyden çıkabilir, parça yüzeyine farklı bir malzemeden eklediğiniz kaplama malzemesi kolaylıkla yüzeyden ayrılabilir, yapıştırma öncesinde yüzeyi mekanik aşındırmadan geçirmeniz gerekmektedir. 

Eğer siz de ürünlerinizi üretirken:

• Yüzey boyamasında veya boyanın tutunmasında sorunlar yaşıyorsanız,

• Malzemeleri birbirine mekanik aşındırma ile veya zorluklar ile yapıştırıyorsanız,

• Yüzey kaplama malzemeniz birleşme noktalarında ayrılmalar yapıyorsa, 

• Yüzeye yaptığınız baskı kolaylıkla ayrılıyorsa 

Gelişen yeni teknoloji ile AcXys firması bu sorunlarınızı kolaylıkla ve ekonomik olarak çözmenizi sağlayan ürünleri üretmektedir. AcXys firması bu çözümü sunarken, yüzeye herhangi bir kimyasal madde uygulamıyor, yüzeye zarar vermiyor, yüzeye temas etmiyor. Malzemenizin plastik, kâğıt, cam, metal, non-woven olması fark etmiyor.

AcXys firması nasıl mı yapıyor? 

AcXys firmasının üretimini yaptığı yeni teknolojinin adı  “ ATMOSFERIK PLAZMA YÜZEY UYGULAMA İŞLEMİ “ olarak adlandırılıyor ama belirtmekte yarar var üreticiler endişelenmesin bu teknolojinin yatırım maliyeti olarak erişilemeyecek yüksek uzay teknolojisi değil. Bu nedenle yatırımı makul seviyede, devreye alması ve kullanımı kolay, işletme masrafları düşük ve çevreci olduğunu özellikle belirtiyorlar.

Bu olumlu yanlarını düşünerek, atmosferik plazma nasıl çalışıyor diye düşünebilirsiniz! 

Atmosferik plazma bir çeşit yüzey işlem uygulamasıdır ve genellikle basınçlı kuru hava kullanmak yeterli olabiliyor. Fabrikanızda bulunan basınçlı kuru hava yeterli oluyor. Plazma ucuna ait bir örneği Şekil 1 de görebilirsiniz. Plazma ucu yüzeyden belli bir mesafede çalışmaktadır. 

AcXys atmosferik plazma yüzey uygulamasını açıklayabilmek için öncelikle PLAZMA nın ne olduğunuz açıklayalım. Plazma, yüklü zerrecikler ( iyonlar, elektronlar ), yüksüz zerrecikler ( atomlar, kök atomlar, moleküller ) ve fotonlardan oluşan bir demettir.

Atmosferik Plazma, elektromanyetik deşarj ünitesinde hava vasıtası ile oluşturulur.  Hava önce plazma deşarj ünitesine sürekli olarak püskürtülür, deşarj ünitesinde iyonize olmuş hava işlenerek yüzeye gönderilir. Plazma ortamında enerji kazanan serbest elektronlar ortamdaki diğer atomlar ve moleküllere çarparak enerjilerini transfer ederler. Bunların da birbirleri ile reaksiyona girmeleri sonucu ortamda çok değişik tür ve sayıda yeni moleküller, atomlar radikaller, iyonlar oluşur. 

Bu enerji uygulanan yüzeye aktarılır. Bu bilimsel kelimeleri okuduğunuzda neler hayal ettiğinizi tahmin edebiliyoruz.

Güncel bir konuşma dili ile anlatmak istersek, karnınızın çok aç olduğunu düşünün, hoşlanmadığımız yemek bile olsa reddetmeyiz, yemeyi kabul ederiz. AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi ile yüzey enerjisi arttırılarak yüzey aç bir insan düşünce yapısına getirilir.  Bu sayede yüzey uygulanacak malzemeyi derhal kabul eder aynı aç bir insanın her yemeği kabul etmesi gibi. Uygulama örneği, astar uygulaması olmadan plastik parçanın boyanması gibi. 

Bu noktada farklı bir detayı da paylaşarak atmosferik plazma ile yapabileceklerinizi geliştirebilirsiniz; malzemeniz sıvı tutan bir malzeme ise atmosferik plazma ile malzemenin sıvı tutma kapasitesi daha da artar. Veya tersi durumu düşünün yani nasıl aşırı tok bir insana en sevdiği yemeği sunsanız bile yemeği kabul etmeyecektir. AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi ile yüzey enerjisi düşürülerek yüzey tok hale getiriliyor ve yüzey uygulanan malzemeyi kabul etmiyor. Örneğin, yüzeyin su tutmaması gibi. Parça yüzeyine gelen sıvı hiç tutunmadan akar. 

Şekil 4’te cam parçanın yüzeyine AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi uygulaması iki farklı proses yöntemi ile uygulandı.

Şekil 4’te parçanın alt kısmı, AcXys plazma ile yüzey aç hale getirildi. Yüzeye uygulanan sıvı yüzeyden ayrılmıyor. Sıvı yüzeyde tutunuyor.

Örneğin, kaydırıcı sıvı uyguladığınız noktada sıvının yerçekimi etkisi ile uzaklaşarak kaydırıcı etkisini yitirmek istemiyorsanız plazma ile gerçekleştirebilirsiniz. 

Parçanın diğer yarısına uygulama farklı yapılarak ACXYS plazma ile yüzey doygun hale getirildi. 

Yüzeye dökülen sıvı tutunamayarak, sıvı yüzeyden kayarak ayrılıyor. (şeklin üst kısmı)

Şekil 5’te ise AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi ile non-woven iki parçaya yapılan uygulamada ise; solda ki non-woven da yüzey doygun hale geldiği için sıvı emilmiyor, sağda ki non-woven da ise yüzey aç hale getirilerek daha fazla sıvı emmesi sağlandı. Örnek uygulamalar; sıvı tutma kapasitesi artan kan tamponları, yüzeyden ayrılmayan logolar, astar uygulanmadan boyanan plastik parçalar, daha kolay yapıştırılan parçalar, daha kolay kaplama yapılan parçalar. 

Kompozit parçaların birbiri ile birleştirme öncesinde iyi yapışma yüzeyi elde edebilmek için elle yapılan kumlama işlemi uygulama sonrasında yapıştırıcı uygulanıyordu.

Şekil 6 da, AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisini kompozit malzemeden yapılan araba parçasına plazma işlemi yaparken gösterilmektedir. AcXys atmosferik plazma yüzey işlemi sonrasında istenen yapışma yüzeyi ve kuvveti elde edilmiştir.

AcXys atmosferik plazma yüzey uygulama işlemi ile elle yapılan kumlama işlemine olan gereksinimini ortadan kaldırmıştır. 

Şekil 7 de labaratuvar ortamında yapılan test sonuçlarında plazma ile sağlanan avantajları görebilirsiniz.

PE malzemeye AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi uygulama sonrasında yüzeyin ıslanma değerinde (sıvıyı alma kapasitesi) dikkate değer bir artış olmuştur (1.5 kat artmıştır)

Bu sayede uygulanan yapıştırıcı (Cyanoacrylate bazlı)  daha iyi tutunarak parçaların daha kuvvetli yapışması sağlanmıştır. Parçaların yapışma sonrasında ayrılma değerlerinde çok büyük artış sağlanmıştır. AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi ile film üzerine de çok ince bir kaplama yapabilirsiniz. Bu uygulama ile film yüzeyine bariyer katman özelliği, çizilmeye karşı koruma  katmanı , optik katman, metalizasyon katmanı, sıvı tutmayan katman özelliği kazandırılarak film yüzey özelliklerini geliştirebilirsiniz.

Şekil 9, film uygulamasının yapıldığı makine gösterilmektedir.

AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisi kullanılarak ne yapabilirsiniz: 

Temizleme: Yüzeyde ki moleküler kirlenmenin uzaklaştırılması ve yüzeyde ki malzemenin kaldırılması (birkaç nm den 1 µm ye ). Yağ, oksit ve silikon sökme gerçekleştirilebilir.

Aktivasyon: Yüzeyin kimyasal değişikliği

Kaplama: Yüzeyden istenilen son özelliklere göre ( hidrofilik, hidrofobik, bariyer ile kaplama veya iletkenlik özelliği gibi ) kimyasalların plazma ortamında istenilen yüzeylere çok ince bir film tabakası şeklinde kaplanabilir. 

Plazma kaplama uygulanan parçalar biyomedikal, nanoteknoloji, biyoteknoloji ve malzeme mühendisliği alanlarında kullanılmaktadır. Örneğin anti-mantar, anti-bakteri kaplamalar, biyolojik dokularla uyumun kazandırılması, oksijen geçirgenliğinin değiştirilmesi, yüzey sertliğinin arttırılması gibi.

Uygulama örnekleri:

Tekstil: 

• Koruyucu Medikal Kaplamalar, Maskeler, Yara Örtü Materyalleri, boyar maddelerin woven ya da non-woven tekstil materyallerine penetrasyonunun arttırılması 

Otomotiv Endüstrisi:

• Silecek ile gövdenin yapıştırılması

• Araç iç ve dış parçaların boyanmasında

• Boyama, vernikleme, metalizasyon öncesi hazırlığında

• EPDM profillerde

Bina:

• Cam

• Cam profilleri

• Fibres 

Biyoloji:

• Tıbbi uygulamalar için parçaların sterilizasyonunda

Kimya:

• Boyama, vernikleme, metalizasyon öncesi hazırlığında

Tıbbi Uygulamalar:

• Sterilizasyon

• Analiz cihazları için yüzey değişikliği

• Yapıştırma hazırlığı için ( sonda, tampon )                    

Metalürji:

• Alüminyum temizleme

• Metal küçültme / antioksidan atmosferler 

Ambalaj Uygulamaları:

• Parçaların baskı, vernikleme, metalize ve yapıştırma uygulamalarında.

AcXys firması 2001 yılından itibaren Fransa da ürettiği atmosferik plazma yüzey işlem makineleri, Avrupa, ABD, Japonya, Çin, Tayvan pazarlarında çok sayıda firmada ürünleri kullanılmaktadır. AcXys firması sunduğu bilimsel düzeyde AR-GE desteği ile sorunlarınızı çözmeye, AcXys atmosferik plazma yüzey işlem teknolojisini tanıştırmaya ve ürünlerinizde kanıtlamaya hazır.

Metin Y. Özgün

Endüstri Mühendisi

ANT Makine