การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตผ่านการใช้โพลียูรีเทนที่บ่มด้วยรังสียูวีในน้ำ

สารเคลือบยูวีประสิทธิภาพสูงชนิดบ่มตัวด้วยแสงยูวีถูกนำมาใช้ในการผลิตพื้น เฟอร์นิเจอร์ และตู้มาเป็นเวลาหลายปี ในช่วงเวลานี้ สารเคลือบยูวีชนิดแข็ง 100% และชนิดตัวทำละลายเป็นเทคโนโลยีหลักในตลาด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีสารเคลือบยูวีชนิดน้ำได้เติบโตขึ้น เรซินยูวีชนิดน้ำได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับผู้ผลิตด้วยเหตุผลหลายประการ รวมถึงการผ่านมาตรฐาน KCMA การทดสอบความทนทานต่อสารเคมี และการลดสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) เพื่อให้เทคโนโลยีนี้เติบโตอย่างต่อเนื่องในตลาดนี้ ปัจจัยสำคัญหลายประการถูกระบุว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่จำเป็นต้องปรับปรุง สิ่งเหล่านี้จะทำให้เรซินยูวีชนิดน้ำไม่เพียงแต่เป็น "สิ่งที่ต้องมี" เหมือนเรซินส่วนใหญ่เท่านั้น แต่ยังจะเริ่มเพิ่มคุณสมบัติที่มีคุณค่าให้กับสารเคลือบ สร้างมูลค่าเพิ่มให้กับทุกฝ่ายในห่วงโซ่คุณค่า ตั้งแต่ผู้คิดค้นสูตรสารเคลือบ ไปจนถึงผู้ลงสีในโรงงาน ผู้ติดตั้ง และสุดท้ายคือเจ้าของ

ผู้ผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบัน ต้องการสารเคลือบที่ไม่เพียงแต่ผ่านมาตรฐานเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติอื่นๆ ที่เป็นประโยชน์ทั้งในด้านการผลิต การบรรจุ และการติดตั้ง คุณสมบัติที่ต้องการอย่างหนึ่งคือการปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงงาน สำหรับสารเคลือบสูตรน้ำ หมายถึงการปล่อยน้ำออกได้เร็วขึ้นและความต้านทานการอุดตันที่เร็วขึ้น คุณสมบัติที่ต้องการอีกอย่างหนึ่งคือการปรับปรุงเสถียรภาพของเรซินสำหรับการดักจับ/นำสารเคลือบกลับมาใช้ใหม่ และการจัดการสินค้าคงคลัง สำหรับผู้ใช้ปลายทางและผู้ติดตั้ง คุณสมบัติที่ต้องการคือความต้านทานการขัดเงาที่ดีขึ้นและไม่มีการทำเครื่องหมายโลหะระหว่างการติดตั้ง

บทความนี้จะกล่าวถึงพัฒนาการใหม่ๆ ของโพลียูรีเทนสูตรน้ำที่บ่มด้วยรังสียูวี ซึ่งให้ความเสถียรของสีที่ดีขึ้นอย่างมากที่อุณหภูมิ 50°C ทั้งแบบใสและแบบมีเม็ดสี นอกจากนี้ยังกล่าวถึงวิธีที่เรซินเหล่านี้ตอบสนองคุณสมบัติที่ต้องการของเครื่องพ่นเคลือบ โดยการเพิ่มความเร็วของสายการผลิตผ่านการปล่อยน้ำที่รวดเร็ว ความต้านทานการอุดตันที่ดีขึ้น และความต้านทานตัวทำละลายที่ดีขึ้นตั้งแต่เริ่มต้นสายการผลิต ซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการจัดเรียงและการบรรจุ นอกจากนี้ยังช่วยลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ตั้งแต่เริ่มต้นสายการผลิต บทความนี้ยังกล่าวถึงการพัฒนาที่แสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อคราบและสารเคมี ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ติดตั้งและเจ้าของ

พื้นหลัง

ภูมิทัศน์ของอุตสาหกรรมสารเคลือบกำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สิ่งที่ “ต้องมี” เพียงแค่ผ่านเกณฑ์มาตรฐานในราคาที่เหมาะสมต่อหน่วยมิลลิเมตรที่ใช้นั้นไม่เพียงพอ ภูมิทัศน์ของสารเคลือบที่โรงงานนำมาใช้กับงานตู้ งานไม้ งานพื้น และเฟอร์นิเจอร์กำลังเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว ผู้ผลิตสารเคลือบที่จัดหาสารเคลือบให้กับโรงงานต่างๆ กำลังถูกขอให้ปรับปรุงสารเคลือบให้ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับพนักงาน กำจัดสารที่น่ากังวล เปลี่ยนสาร VOCs ด้วยน้ำ และแม้กระทั่งใช้คาร์บอนฟอสซิลน้อยลงและเพิ่มคาร์บอนชีวภาพ ความจริงก็คือ ตลอดห่วงโซ่คุณค่า ลูกค้าแต่ละรายต่างขอให้สารเคลือบทำมากกว่าแค่เป็นไปตามข้อกำหนด

เมื่อเห็นโอกาสในการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับโรงงาน ทีมงานของเราจึงเริ่มศึกษาความท้าทายที่ผู้ใช้งานเหล่านี้กำลังเผชิญในระดับโรงงาน หลังจากการสัมภาษณ์หลายครั้ง เราเริ่มได้ยินประเด็นที่มักพบร่วมกันดังนี้:

• อุปสรรคในการอนุญาตกำลังขัดขวางเป้าหมายการขยายตัวของฉัน
• ต้นทุนกำลังเพิ่มขึ้นและงบประมาณการลงทุนของเราก็ลดลง
• ต้นทุนทั้งพลังงานและบุคลากรเพิ่มขึ้น
• การสูญเสียพนักงานที่มีประสบการณ์;
• เป้าหมาย SG&A ขององค์กรเรา รวมถึงของลูกค้าของฉัน จะต้องบรรลุผลสำเร็จ และ
• การแข่งขันในต่างประเทศ

แนวคิดเหล่านี้ทำให้เกิดคำชี้แจงเกี่ยวกับคุณค่าที่เริ่มสะท้อนกับผู้ใช้สารโพลียูรีเทนที่รักษาด้วยแสงยูวีแบบใช้ฐานน้ำ โดยเฉพาะในตลาดงานไม้และงานตู้ เช่น "ผู้ผลิตงานไม้และงานตู้กำลังมองหาการปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงงาน" และ "ผู้ผลิตต้องการความสามารถในการขยายการผลิตในสายการผลิตที่สั้นลงพร้อมความเสียหายจากการทำงานซ้ำน้อยลงเนื่องจากสารเคลือบที่มีคุณสมบัติในการปลดปล่อยน้ำอย่างช้าๆ"

ตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงคุณลักษณะและคุณสมบัติทางกายภาพบางประการของการเคลือบจะช่วยให้ผู้ผลิตวัตถุดิบเคลือบสามารถเพิ่มประสิทธิภาพที่ผู้ใช้ปลายทางสามารถทำได้

ตารางที่ 1 | คุณสมบัติและประโยชน์

การออกแบบ PUD ที่บ่มด้วยแสงยูวีที่มีคุณสมบัติเฉพาะดังที่แสดงในตารางที่ 1 จะช่วยให้ผู้ผลิตปลายทางสามารถตอบสนองความต้องการในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงงานได้ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถแข่งขันได้มากขึ้น และอาจช่วยให้สามารถขยายกำลังการผลิตในปัจจุบันได้

ผลการทดลองและการอภิปราย

ประวัติการกระจายตัวของโพลียูรีเทนที่รักษาด้วยรังสียูวี

ในช่วงทศวรรษ 1990 การใช้งานเชิงพาณิชย์ของสารกระจายตัวของโพลียูรีเทนประจุลบที่มีหมู่อะคริเลตติดอยู่กับพอลิเมอร์เริ่มถูกนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรม1 การใช้งานเหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในบรรจุภัณฑ์ หมึกพิมพ์ และสารเคลือบไม้ รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างทั่วไปของ PUD ที่บ่มด้วยแสงยูวี ซึ่งแสดงให้เห็นถึงวิธีการออกแบบวัตถุดิบเคลือบเหล่านี้

รูปที่ 1 | การกระจายตัวของโพลียูรีเทนฟังก์ชันอะคริเลตทั่วไป 3

ดังแสดงในรูปที่ 1 โพลียูรีเทนดิสเพอร์ชันที่บ่มด้วยรังสียูวี (PUDs ที่บ่มด้วยรังสียูวี) ประกอบด้วยส่วนประกอบทั่วไปที่ใช้ในการผลิตโพลียูรีเทนดิสเพอร์ชัน อะลิฟาติกไดไอโซไซยาเนตจะทำปฏิกิริยากับเอสเทอร์ ไดออล หมู่ไฮโดรฟิไลเซชัน และสารต่อสายโซ่ที่ใช้ในการผลิตโพลียูรีเทนดิสเพอร์ชัน2 ความแตกต่างคือการเติมอะคริเลตฟังก์ชันเอสเทอร์ อีพอกซี หรืออีเทอร์ลงในขั้นตอนการเตรียมพอลิเมอร์ขณะทำการกระจายตัว การเลือกวัสดุที่ใช้เป็นส่วนประกอบหลัก รวมถึงโครงสร้างและกระบวนการผลิตพอลิเมอร์ เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพและลักษณะการอบแห้งของ PUD การเลือกวัตถุดิบและกระบวนการผลิตเหล่านี้จะนำไปสู่ ​​PUD ที่บ่มด้วยรังสียูวี ซึ่งอาจเป็น PUD ที่ไม่ก่อให้เกิดฟิล์ม และ PUD ที่สร้างฟิล์ม3 ประเภทของการสร้างฟิล์ม หรือการทำให้แห้ง เป็นหัวข้อของบทความนี้

การขึ้นรูปฟิล์ม หรือที่มักเรียกกันว่าการทำให้แห้ง จะให้ฟิล์มที่รวมตัวกันเป็นก้อนและแห้งสนิทก่อนการบ่มด้วยแสงยูวี เนื่องจากผู้ลงสีต้องการลดการปนเปื้อนในอากาศของสารเคลือบเนื่องจากอนุภาคขนาดเล็ก รวมถึงต้องการความรวดเร็วในกระบวนการผลิต จึงมักนำฟิล์มเหล่านี้ไปอบแห้งในเตาอบ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการต่อเนื่องก่อนการบ่มด้วยแสงยูวี รูปที่ 2 แสดงกระบวนการทำให้แห้งและการบ่มโดยทั่วไปของ PUD ที่บ่มด้วยแสงยูวี

รูปที่ 2 | กระบวนการรักษา PUD ที่รักษาด้วยแสงยูวี

วิธีการพ่นที่ใช้โดยทั่วไปคือแบบพ่น อย่างไรก็ตาม มีการใช้มีดกลิ้งและแบบเคลือบกันน้ำ เมื่อทาแล้ว โดยทั่วไปแล้วการเคลือบจะผ่านกระบวนการสี่ขั้นตอนก่อนที่จะดำเนินการอีกครั้ง

1.แฟลช: สามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิสูงเป็นเวลาหลายวินาทีถึงสองสามนาที
2. อบแห้งด้วยเตาอบ: ในขั้นตอนนี้ น้ำและตัวทำละลายร่วมจะถูกขับออกจากสารเคลือบ ขั้นตอนนี้สำคัญมากและมักใช้เวลามากที่สุดในกระบวนการ ขั้นตอนนี้มักจะอยู่ที่อุณหภูมิมากกว่า 140 องศาฟาเรนไฮต์ (°F) และใช้เวลานานถึง 8 นาที นอกจากนี้ยังสามารถใช้เตาอบแบบหลายโซนได้อีกด้วย

• หลอดไฟ IR และการเคลื่อนที่ของอากาศ: การติดตั้งหลอดไฟ IR และพัดลมเคลื่อนที่ของอากาศจะช่วยเร่งการพ่นน้ำให้เร็วขึ้น

3.การรักษาด้วยแสงยูวี
4. เย็น: เมื่อแข็งตัวแล้ว สารเคลือบจะต้องแข็งตัวเป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้เกิดความต้านทานการปิดกั้น ขั้นตอนนี้อาจใช้เวลานานถึง 10 นาทีจึงจะเกิดความต้านทานการปิดกั้น

การทดลอง

การศึกษานี้เปรียบเทียบเรซิน PUD ชนิดบ่มด้วยรังสี UV สองชนิด (WB UV) ซึ่งปัจจุบันใช้ในตลาดตู้และงานไม้ กับผลิตภัณฑ์ใหม่ของเรา PUD # 65215A ในการศึกษานี้ เราเปรียบเทียบมาตรฐาน #1 และมาตรฐาน #2 กับ PUD #65215A ในด้านการอบแห้ง การบล็อก และความทนทานต่อสารเคมี นอกจากนี้ เรายังประเมินเสถียรภาพของค่า pH และเสถียรภาพของความหนืด ซึ่งอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาการนำวัสดุที่พ่นซ้ำกลับมาใช้ใหม่และอายุการใช้งาน ตารางที่ 2 แสดงคุณสมบัติทางกายภาพของเรซินแต่ละชนิดที่ใช้ในการศึกษานี้ เรซินทั้งสามชนิดได้รับการผสมสูตรให้มีระดับโฟโตอินินิเอเตอร์ ปริมาณสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) และปริมาณของแข็งใกล้เคียงกัน เรซินทั้งสามชนิดได้รับการผสมสูตรด้วยตัวทำละลายร่วม 3%

ตารางที่ 2 | คุณสมบัติของเรซิน PUD

จากการสัมภาษณ์ เราทราบว่าสารเคลือบ WB-UV ส่วนใหญ่ในตลาดงานไม้และงานตู้จะแห้งในสายการผลิต ซึ่งใช้เวลาประมาณ 5-8 นาทีก่อนการอบด้วยแสงยูวี ในทางตรงกันข้าม สายการผลิตแบบใช้ตัวทำละลาย (SB-UV) จะแห้งภายใน 3-5 นาที นอกจากนี้ ในตลาดนี้ โดยทั่วไปแล้วสารเคลือบจะถูกเคลือบด้วยอุณหภูมิ 4-5 มิล ข้อเสียเปรียบหลักของสารเคลือบยูวีแบบน้ำบ่มเมื่อเปรียบเทียบกับสารเคลือบยูวีแบบตัวทำละลายบ่ม คือ เวลาที่ต้องใช้น้ำในสายการผลิต4 ข้อบกพร่องของฟิล์ม เช่น จุดขาว จะเกิดขึ้นหากน้ำถูกพ่นออกจากสารเคลือบอย่างไม่ถูกต้องก่อนการอบด้วยแสงยูวี สิ่งนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้หากความหนาของฟิล์มเปียกสูงเกินไป จุดขาวเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อน้ำถูกกักอยู่ภายในฟิล์มระหว่างการอบด้วยแสงยูวี5

สำหรับการศึกษานี้ เราเลือกตารางการบ่มที่คล้ายกับตารางที่จะใช้กับสายการผลิตที่ใช้ตัวทำละลายแบบบ่มด้วยแสงยูวี รูปที่ 3 แสดงตารางการใช้งาน การอบแห้ง การบ่ม และการบรรจุที่ใช้ในการศึกษาของเรา ตารางการอบแห้งนี้แสดงถึงการปรับปรุงความเร็วสายการผลิตโดยรวมระหว่าง 50% ถึง 60% เมื่อเทียบกับมาตรฐานตลาดปัจจุบันในงานไม้และงานตู้

รูปที่ 3 | ตารางการใช้งาน การทำให้แห้ง การบ่ม และการบรรจุ

ด้านล่างนี้เป็นเงื่อนไขการใช้งานและการบ่มที่เราใช้สำหรับการศึกษาของเรา:

● พ่นสีรองพื้นสีดำทับบนไม้เมเปิ้ลวีเนียร์
●แฟลชที่อุณหภูมิห้อง 30 วินาที
● เตาอบแห้ง 140 °F เป็นเวลา 2.5 นาที (เตาอบแบบพัดลม)
●การรักษาด้วยรังสี UV – ความเข้มข้นประมาณ 800 mJ/cm2

• สารเคลือบใสได้รับการทำให้แข็งตัวโดยใช้หลอดไฟ Hg
• สารเคลือบสีได้รับการทำให้แข็งตัวโดยใช้หลอด Hg/Ga ร่วมกัน

● พักเครื่อง 1 นาทีก่อนวางซ้อน

สำหรับการศึกษาของเรา เราได้พ่นฟิล์มเคลือบแบบเปียกที่มีความหนาต่างกันสามระดับ เพื่อดูว่าจะมีข้อดีอื่นๆ เช่น จำนวนชั้นเคลือบที่น้อยลงหรือไม่ โดยทั่วไปแล้ว WB UV จะมีความหนา 4 มิลแบบเปียก สำหรับการศึกษานี้ เราได้รวมการเคลือบแบบเปียกที่ 6 และ 8 มิลไว้ด้วย

ผลการบ่ม

มาตรฐาน #1 ซึ่งเป็นการเคลือบใสแบบเงาสูง แสดงผลในรูปที่ 4 การเคลือบใส WB UV ถูกนำไปใช้กับแผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) ที่เคลือบด้วยสีรองพื้นสีดำก่อนหน้านี้ และบ่มตามตารางที่แสดงในรูปที่ 3 เมื่อเปียกน้ำ 4 มิล การเคลือบจะผ่าน อย่างไรก็ตาม เมื่อเปียกน้ำ 6 และ 8 มิล การเคลือบจะแตกร้าว และ 8 มิลสามารถลอกออกได้ง่ายเนื่องจากน้ำออกน้อยก่อนการบ่มด้วยแสงยูวี

รูปที่ 4 | มาตรฐาน #1

ผลลัพธ์ที่คล้ายกันนี้ยังเห็นได้ในมาตรฐาน #2 เช่นกัน แสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5 | มาตรฐาน #2

แสดงในรูปที่ 6 โดยใช้ตารางการบ่มแบบเดียวกับในรูปที่ 3 พบว่า PUD #65215A แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่ดีขึ้นอย่างมากในการปล่อยน้ำ/การทำให้แห้ง ที่ความหนาฟิล์มเปียก 8 มิล พบรอยแตกร้าวเล็กน้อยที่ขอบด้านล่างของตัวอย่าง

รูปที่ 6 | PUD #65215A

การทดสอบเพิ่มเติมของ PUD# 65215A ในสารเคลือบใสแบบเงาต่ำและสารเคลือบสีบนแผ่น MDF เดียวกันที่มีสีรองพื้นสีดำ ได้รับการประเมินเพื่อประเมินคุณสมบัติการปลดปล่อยน้ำในสูตรสารเคลือบทั่วไปอื่นๆ ดังแสดงในรูปที่ 7 สูตรความเงาต่ำที่ระดับ 5 และ 7 มิลแบบเปียกจะปลดปล่อยน้ำและสร้างฟิล์มที่ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อระดับ 10 มิลแบบเปียก พบว่ามีความหนาเกินกว่าที่จะปลดปล่อยน้ำได้ตามตารางการอบแห้งและการบ่มในรูปที่ 3

รูปที่ 7 | PUD แบบเงาต่ำ #65215A

ในสูตรที่มีเม็ดสีขาว PUD #65215A มีประสิทธิภาพดีในตารางการแห้งและการบ่มแบบเดียวกับที่อธิบายไว้ในรูปที่ 3 ยกเว้นเมื่อใช้ที่ความหนา 8 มิลเปียก ดังแสดงในรูปที่ 8 ฟิล์มจะแตกร้าวที่ความหนา 8 มิลเนื่องจากการปล่อยน้ำออกน้อย โดยรวมแล้วในสูตรใส ความเงาต่ำ และมีเม็ดสี PUD# 65215A มีประสิทธิภาพดีในการสร้างฟิล์มและการแห้งเมื่อใช้ที่ความหนา 7 มิลเปียกและบ่มตามตารางการแห้งและการบ่มแบบเร่งที่อธิบายไว้ในรูปที่ 3

รูปที่ 8 | PUD สี #65215A

การบล็อคผลลัพธ์

ความต้านทานการบล็อกคือความสามารถของสารเคลือบในการไม่ยึดติดกับวัสดุเคลือบอื่นเมื่อวางซ้อนกัน ในการผลิต ปัญหานี้มักเป็นปัญหาคอขวดหากต้องใช้เวลานานกว่าที่สารเคลือบที่แข็งตัวแล้วจะเกิดความต้านทานการบล็อก ในการศึกษานี้ ได้นำสารเคลือบสีมาตรฐาน #1 และ PUD #65215A มาใช้กับกระจกที่ 5 wet mils โดยใช้แท่งดึงกระจก แต่ละแผ่นได้รับการบ่มตามตารางการบ่มในรูปที่ 3 แผ่นกระจกเคลือบสองแผ่นได้รับการบ่มพร้อมกัน โดยหลังจากบ่ม 4 นาที แผ่นกระจกจะถูกยึดเข้าด้วยกัน ดังแสดงในรูปที่ 9 โดยยังคงยึดติดกันที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 24 ชั่วโมง หากแผ่นกระจกสามารถแยกออกจากกันได้ง่ายโดยไม่มีรอยประทับหรือความเสียหายใดๆ ต่อแผ่นกระจกเคลือบ ถือว่าผ่านการทดสอบ
รูปที่ 10 แสดงให้เห็นถึงความต้านทานการบล็อกที่ดีขึ้นของ PUD# 65215A แม้ว่าทั้งมาตรฐาน #1 และ PUD #65215A จะบรรลุการบ่มตัวเต็มที่ในการทดสอบก่อนหน้านี้ แต่มีเพียง PUD #65215A เท่านั้นที่แสดงการปล่อยน้ำและการบ่มตัวที่เพียงพอจนบรรลุความต้านทานการบล็อก

รูปที่ 9 | ภาพประกอบการทดสอบความต้านทานการบล็อค

รูปที่ 10 | ความต้านทานการบล็อคของมาตรฐาน #1 ตามด้วย PUD #65215A

ผลลัพธ์การผสมอะคริลิก

ผู้ผลิตสารเคลือบมักผสมเรซิน WB UV-curable เข้ากับอะคริลิกเพื่อลดต้นทุน ในการศึกษานี้ เราได้พิจารณาการผสม PUD#65215A กับ NeoCryl® XK-12 ซึ่งเป็นอะคริลิกสูตรน้ำ ซึ่งมักใช้เป็นส่วนผสมในส่วนผสมสำหรับ PUD สูตรน้ำ UV-curable ในตลาดงานไม้และงานตู้ สำหรับตลาดนี้ การทดสอบคราบ KCMA ถือเป็นมาตรฐาน สารเคมีบางชนิดจะมีความสำคัญมากกว่าสารเคมีชนิดอื่นสำหรับผู้ผลิตสารเคลือบ ขึ้นอยู่กับการใช้งานจริง การจัดอันดับ 5 คือดีที่สุด และ 1 คือแย่ที่สุด

ดังที่แสดงในตารางที่ 3 PUD #65215A มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการทดสอบคราบ KCMA ทั้งแบบใสเงาสูง ใสเงาต่ำ และแบบเคลือบสี แม้จะผสมกับอะคริลิกในอัตราส่วน 1:1 การทดสอบคราบ KCMA ก็ไม่ได้รับผลกระทบมากนัก แม้เมื่อผสมสีกับสารเช่นมัสตาร์ด สารเคลือบก็ยังคงคืนตัวอยู่ในระดับที่ยอมรับได้หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง

ตาราง 3 | ความทนทานต่อสารเคมีและคราบสกปรก (ระดับ 5 คือดีที่สุด)

นอกจากการทดสอบคราบ KCMA แล้ว ผู้ผลิตยังทดสอบการบ่มทันทีหลังจากอบด้วยแสงยูวีจากสายการผลิตอีกด้วย บ่อยครั้งที่จะสังเกตเห็นผลของการผสมอะคริลิกได้ทันทีหลังจากอบในการทดสอบนี้ ความคาดหวังคือจะไม่เกิดการทะลุผ่านของสารเคลือบหลังจากถูด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์สองครั้ง 20 ครั้ง (20 IPA dr) ตัวอย่างจะถูกทดสอบ 1 นาทีหลังจากอบด้วยแสงยูวี จากการทดสอบของเรา เราพบว่าการผสม PUD# 65215A กับอะคริลิกในอัตราส่วน 1:1 ไม่ผ่านการทดสอบนี้ อย่างไรก็ตาม เราพบว่า PUD #65215A สามารถผสมกับอะคริลิก NeoCryl XK-12 25% และยังคงผ่านการทดสอบ 20 IPA dr ได้ (NeoCryl เป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียนของกลุ่ม Covestro)

รูปที่ 11 | 20 การถู IPA สองครั้ง 1 นาทีหลังจากอบด้วยแสง UV

เสถียรภาพของเรซิน

นอกจากนี้ ยังได้ทดสอบความคงตัวของ PUD #65215A ด้วย สูตรผสมจะถือว่าคงตัวเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส หลังจาก 4 สัปดาห์ ค่า pH ไม่ลดลงต่ำกว่า 7 และความหนืดยังคงเสถียรเมื่อเทียบกับสูตรผสมเริ่มต้น สำหรับการทดสอบของเรา เราตัดสินใจนำตัวอย่างไปทดสอบในสภาวะที่รุนแรงขึ้น นานถึง 6 สัปดาห์ ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส ซึ่งในสภาวะเหล่านี้ มาตรฐาน #1 และ #2 ยังไม่เสถียร

สำหรับการทดสอบของเรา เราได้พิจารณาสูตรใสเงาสูง สูตรใสเงาต่ำ และสูตรผสมเม็ดสีเงาต่ำที่ใช้ในการศึกษานี้ ดังแสดงในรูปที่ 12 เสถียรภาพค่า pH ของสูตรทั้งสามยังคงเสถียรและสูงกว่าเกณฑ์ pH 7.0 รูปที่ 13 แสดงการเปลี่ยนแปลงความหนืดขั้นต่ำหลังจาก 6 สัปดาห์ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส

รูปที่ 12 | เสถียรภาพของค่า pH ของ PUD #65215A ที่กำหนดสูตร

รูปที่ 13 | เสถียรภาพความหนืดของ PUD สูตร #65215A

การทดสอบอีกประการหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพความเสถียรของ PUD #65215A คือการทดสอบความต้านทานคราบ KCMA ของสูตรเคลือบที่บ่มไว้ 6 สัปดาห์ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส อีกครั้ง และเปรียบเทียบกับความต้านทานคราบ KCMA เบื้องต้น สารเคลือบที่ไม่มีความเสถียรที่ดีจะมีประสิทธิภาพการย้อมสีลดลง ดังแสดงในรูปที่ 14 PUD# 65215A ยังคงรักษาประสิทธิภาพในระดับเดียวกับการทดสอบความต้านทานสารเคมี/คราบเบื้องต้นของสารเคลือบสีที่แสดงในตารางที่ 3

รูปที่ 14 | แผงทดสอบทางเคมีสำหรับ PUD ที่มีเม็ดสี #65215A

บทสรุป

สำหรับผู้ลงสีเคลือบสูตรน้ำบ่มด้วยรังสียูวี PUD #65215A จะช่วยให้เป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพปัจจุบันในตลาดงานไม้ งานไม้ และงานตู้ และยิ่งไปกว่านั้น ยังช่วยให้กระบวนการเคลือบมีความเร็วเพิ่มขึ้นมากกว่า 50-60% เมื่อเทียบกับสารเคลือบสูตรน้ำบ่มด้วยรังสียูวีมาตรฐานปัจจุบัน สำหรับผู้ลงสี อาจหมายถึง:

●การผลิตที่รวดเร็วยิ่งขึ้น;
● ความหนาของฟิล์มที่เพิ่มขึ้นช่วยลดความจำเป็นในการเคลือบเพิ่มเติม
● สายการอบแห้งสั้นลง
● ประหยัดพลังงานเนื่องจากความต้องการในการอบแห้งลดลง
● เศษวัสดุเหลือใช้น้อยลงเนื่องจากความต้านทานการบล็อคที่รวดเร็ว
● ลดการสูญเสียการเคลือบเนื่องจากความเสถียรของเรซิน

ด้วยปริมาณสาร VOC ที่ต่ำกว่า 100 กรัม/ลิตร ผู้ผลิตจึงสามารถบรรลุเป้าหมาย VOC ได้มากขึ้น สำหรับผู้ผลิตที่อาจกำลังกังวลเรื่องการขยายตัวเนื่องจากปัญหาเรื่องใบอนุญาต ผลิตภัณฑ์ PUD #65215A แบบปลดปล่อยน้ำอย่างรวดเร็วจะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปฏิบัติตามข้อผูกพันด้านกฎระเบียบได้ง่ายขึ้น โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน

ในตอนต้นของบทความนี้ เราได้อ้างอิงข้อมูลจากการสัมภาษณ์ของเราว่าผู้ลงวัสดุเคลือบที่บ่มด้วยรังสียูวีด้วยตัวทำละลายมักจะทำให้สารเคลือบแห้งและแข็งตัวภายในกระบวนการที่ใช้เวลา 3-5 นาที ในการศึกษานี้ เราได้สาธิตให้เห็นว่าตามกระบวนการที่แสดงในรูปที่ 3 PUD #65215A สามารถบ่มฟิล์มเปียกที่มีความหนาสูงสุด 7 มิลได้ภายใน 4 นาทีด้วยอุณหภูมิเตาอบที่ 140 องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าอยู่ในขอบเขตที่ใกล้เคียงกับสารเคลือบที่บ่มด้วยรังสียูวีด้วยตัวทำละลายส่วนใหญ่ PUD #65215A อาจช่วยให้ผู้ลงวัสดุเคลือบที่บ่มด้วยรังสียูวีด้วยตัวทำละลายในปัจจุบันสามารถเปลี่ยนไปใช้วัสดุที่บ่มด้วยรังสียูวีด้วยตัวทำละลายที่มีน้ำได้โดยแทบไม่ต้องเปลี่ยนแปลงสายการผลิตสารเคลือบเลย

สำหรับผู้ผลิตที่กำลังพิจารณาขยายการผลิต การเคลือบตาม PUD #65215A จะช่วยให้พวกเขาสามารถ:

● ประหยัดเงินด้วยการใช้สายเคลือบน้ำที่สั้นลง
● มีพื้นที่สายการเคลือบในโรงงานที่เล็กกว่า
● มีผลกระทบต่อใบอนุญาต VOC ปัจจุบันลดลง
● ประหยัดพลังงานเนื่องจากความต้องการในการอบแห้งลดลง

สรุปได้ว่า PUD #65215A จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตสายการเคลือบด้วยแสงยูวีผ่านประสิทธิภาพคุณสมบัติทางกายภาพที่สูงและคุณสมบัติการปล่อยน้ำอย่างรวดเร็วของเรซินเมื่อแห้งที่ 140 °C