โอกาสใหม่สำหรับการเคลือบผงด้วยแสงยูวี

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับเทคโนโลยีการเคลือบแบบบ่มด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (Radiation Curing) สะท้อนให้เห็นถึงประโยชน์ทางเศรษฐกิจ สิ่งแวดล้อม และกระบวนการที่สำคัญของการบ่มด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (UV-curing) การเคลือบผงแบบบ่มด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (UV-curing) สะท้อนถึงประโยชน์ทั้งสามประการนี้ได้อย่างครบถ้วน ในขณะที่ต้นทุนพลังงานยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความต้องการโซลูชัน “สีเขียว” จะยังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากผู้บริโภคต้องการผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการทำงานที่ใหม่และดีขึ้น

ตลาดให้รางวัลแก่บริษัทที่มีนวัตกรรมและนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ โดยการนำข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีเหล่านี้มาประยุกต์ใช้กับผลิตภัณฑ์และ/หรือกระบวนการ การพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น เร็วขึ้น และราคาถูกกว่าจะยังคงเป็นบรรทัดฐานที่ขับเคลื่อนนวัตกรรมต่อไป วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือการระบุและประเมินประโยชน์ของการเคลือบผงด้วยแสงยูวี และแสดงให้เห็นว่าการเคลือบผงด้วยแสงยูวีสามารถตอบโจทย์ความท้าทายด้านนวัตกรรม “ดีขึ้น เร็วขึ้น และราคาถูกลง” ได้

การเคลือบผงแบบรักษาด้วยแสงยูวี

ดีกว่า = ยั่งยืน

เร็วขึ้น = ใช้พลังงานน้อยลง

ถูกกว่า = คุ้มค่ากว่าในราคาที่ถูกกว่า

ภาพรวมตลาด

ยอดขายสารเคลือบผงบ่มด้วยแสงยูวีคาดว่าจะเติบโตอย่างน้อยร้อยละสามต่อปีในอีกสามปีข้างหน้า ตามรายงาน “Update UV/EB Market Estimates Based on Market Survey” ของ Radtech ในเดือนกุมภาพันธ์ 2554 สารเคลือบผงบ่มด้วยแสงยูวีไม่มีสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมนี้เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้เกิดอัตราการเติบโตที่คาดการณ์ไว้

ผู้บริโภคมีความตระหนักมากขึ้นเรื่อยๆ ถึงสุขภาพของสิ่งแวดล้อม ต้นทุนพลังงานมีอิทธิพลต่อการตัดสินใจซื้อ ซึ่งปัจจุบันคำนวณจากความยั่งยืน พลังงาน และต้นทุนตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ การตัดสินใจซื้อเหล่านี้ส่งผลกระทบทั้งในระดับห่วงโซ่อุปทาน ช่องทางจำหน่าย และระดับอุตสาหกรรมและตลาด สถาปนิก นักออกแบบ ผู้กำหนดรายละเอียดวัสดุ ตัวแทนจัดซื้อ และผู้จัดการองค์กรต่างแสวงหาผลิตภัณฑ์และวัสดุที่ตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม ไม่ว่าจะเป็นข้อกำหนดที่บังคับใช้ เช่น CARB (คณะกรรมการทรัพยากรทางอากาศแห่งรัฐแคลิฟอร์เนีย) หรือข้อกำหนดโดยสมัครใจ เช่น SFI (โครงการริเริ่มป่าไม้ยั่งยืน) หรือ FSC (สภาการจัดการป่าไม้)

การใช้งานการเคลือบผง UV

ปัจจุบัน ความต้องการผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนและเปี่ยมด้วยนวัตกรรมมีมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา สิ่งนี้ผลักดันให้ผู้ผลิตสารเคลือบผงหลายรายพัฒนาสารเคลือบสำหรับวัสดุพิมพ์ที่ไม่เคยเคลือบด้วยผงมาก่อน ปัจจุบันมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ สำหรับการเคลือบที่อุณหภูมิต่ำและผงเคลือบที่บ่มด้วยแสงยูวี วัสดุตกแต่งเหล่านี้ถูกนำมาใช้กับวัสดุพิมพ์ที่ไวต่อความร้อน เช่น แผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) พลาสติก วัสดุผสม และชิ้นส่วนสำเร็จรูป

การเคลือบผงด้วยแสงยูวีเป็นการเคลือบที่ทนทานมาก ช่วยให้เกิดนวัตกรรมการออกแบบและการตกแต่งที่ล้ำสมัย และสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวได้หลากหลายประเภท หนึ่งในพื้นผิวที่นิยมใช้กับการเคลือบผงด้วยแสงยูวีคือแผ่น MDF ซึ่ง MDF เป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากอุตสาหกรรมไม้ที่หาได้ง่าย ใช้งานง่าย ทนทาน และนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์เฟอร์นิเจอร์หลากหลายประเภทในร้านค้าปลีก รวมถึงตู้โชว์และอุปกรณ์ติดตั้ง ณ จุดขาย พื้นผิวสำหรับทำงาน ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ และเฟอร์นิเจอร์สำนักงาน ประสิทธิภาพการเคลือบผงด้วยแสงยูวีนั้นเหนือกว่าพลาสติกและลามิเนตไวนิล น้ำยาเคลือบ และผงเคลือบทนความร้อน

พลาสติกหลายชนิดสามารถเคลือบด้วยผงเคลือบยูวีได้ อย่างไรก็ตาม การเคลือบผงยูวีสำหรับพลาสติกจำเป็นต้องมีขั้นตอนการเตรียมพื้นผิวเพื่อให้พลาสติกมีสภาพนำไฟฟ้าสถิต เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวมีการยึดเกาะที่ดี อาจจำเป็นต้องกระตุ้นการทำงานของพื้นผิวด้วย

ชิ้นส่วนที่ประกอบสำเร็จแล้วซึ่งมีวัสดุไวต่อความร้อนกำลังถูกเคลือบด้วยผงเคลือบยูวี ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ประกอบด้วยชิ้นส่วนและวัสดุหลากหลายชนิด ได้แก่ พลาสติก ซีลยาง ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ปะเก็น และน้ำมันหล่อลื่น ส่วนประกอบและวัสดุภายในเหล่านี้ไม่เสื่อมสภาพหรือเสียหายเนื่องจากผงเคลือบยูวี ซึ่งมีอุณหภูมิกระบวนการต่ำเป็นพิเศษและความเร็วในการประมวลผลที่รวดเร็ว

เทคโนโลยีการเคลือบผง UV

ระบบเคลือบผงแบบบ่มด้วยแสงยูวีทั่วไปต้องใช้พื้นที่โรงงานประมาณ 2,050 ตารางฟุต ระบบเคลือบด้วยตัวทำละลายที่มีความเร็วและความหนาแน่นของสายการผลิตเท่ากันจะมีพื้นที่มากกว่า 16,000 ตารางฟุต สมมติว่าค่าเช่าเฉลี่ยอยู่ที่ 6.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อตารางฟุตต่อปี ค่าเช่าระบบเคลือบด้วยแสงยูวีโดยประมาณจะอยู่ที่ 13,300 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี และ 104,000 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับระบบเคลือบด้วยตัวทำละลาย ซึ่งสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้ต่อปี 90,700 ดอลลาร์สหรัฐ ภาพประกอบในรูปที่ 1: ภาพประกอบพื้นที่การผลิตทั่วไปสำหรับการเคลือบผงแบบบ่มด้วยแสงยูวีเทียบกับระบบเคลือบด้วยตัวทำละลาย เป็นภาพกราฟิกที่แสดงถึงความแตกต่างของขนาดพื้นที่ระหว่างระบบเคลือบผงแบบบ่มด้วยแสงยูวีและระบบเคลือบด้วยตัวทำละลาย

พารามิเตอร์สำหรับรูปที่ 1
• ขนาดชิ้นส่วน—9 ตารางฟุต เคลือบทุกด้านด้วยวัสดุหนา 3/4 นิ้ว
• ความหนาแน่นและความเร็วของเส้นที่เปรียบเทียบได้
• การตกแต่งชิ้นส่วน 3 มิติแบบผ่านครั้งเดียว
• เสร็จสิ้นการสร้างฟิล์ม
-ผง UV – 2.0 ถึง 3.0 มิล ขึ้นอยู่กับวัสดุพิมพ์
-สีตัวทำละลาย – ความหนาฟิล์มแห้ง 1.0 มิล
• สภาวะการอบ/บ่ม
-ผง UV – ละลาย 1 นาที อบ UV ไม่กี่วินาที
-ตัวทำละลาย – 30 นาที ที่อุณหภูมิ 264 องศาฟาเรนไฮต์
• ภาพประกอบไม่รวมวัสดุพิมพ์

ฟังก์ชันการเคลือบผงไฟฟ้าสถิตของระบบเคลือบผงแบบบ่มด้วยแสงยูวีและระบบเคลือบผงแบบเทอร์โมเซ็ตนั้นเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม การแยกฟังก์ชันการหลอม/การไหลและการบ่มเป็นลักษณะเฉพาะที่แยกความแตกต่างระหว่างระบบเคลือบผงแบบบ่มด้วยแสงยูวีและระบบเคลือบผงแบบความร้อน การแยกนี้ช่วยให้ผู้แปรรูปสามารถควบคุมฟังก์ชันการหลอม/การไหลและการบ่มได้อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ปรับปรุงการใช้วัสดุ และที่สำคัญที่สุดคือเพิ่มคุณภาพการผลิต (ดูรูปที่ 2: ภาพประกอบกระบวนการเคลือบผงแบบบ่มด้วยแสงยูวี)