Palapis UV-curable kinerja tinggi parantos dianggo dina manufaktur lanté, parabot, sareng kabinet salami mangtaun-taun. Salila kalolobaan waktos ieu, palapis UV-curable 100% padet sareng basis pangleyur parantos janten téknologi anu dominan di pasar. Dina sababaraha taun ka pengker, téknologi palapis UV-curable basis cai parantos ningkat. Résin UV-curable basis cai parantos kabuktosan janten alat anu mangpaat pikeun produsén pikeun rupa-rupa alesan, kalebet lulus pewarnaan KCMA, uji résistansi kimia, sareng ngirangan VOC. Supados téknologi ieu terus berkembang di pasar ieu, sababaraha pendorong parantos diidentifikasi salaku daérah konci dimana perbaikan kedah dilakukeun. Ieu bakal nyandak résin UV-curable basis cai saluareun ngan saukur gaduh "kedah dipiboga" anu dipiboga ku kalolobaan résin. Éta bakal mimiti nambihan sipat anu berharga kana palapis, mawa nilai ka unggal posisi sapanjang ranté nilai ti formulator palapis ka aplikator pabrik ka installer sareng, pamustunganana, ka nu boga.
Pabrik, khususna ayeuna, hoyong lapisan anu langkung ti ngan saukur lulus spésifikasi. Aya ogé sipat sanés anu nyayogikeun kauntungan dina manufaktur, pengepakan, sareng pamasangan. Salah sahiji atribut anu dipikahoyong nyaéta paningkatan efisiensi pabrik. Pikeun lapisan basis cai ieu hartosna pelepasan cai anu langkung gancang sareng résistansi blokir anu langkung gancang. Atribut anu dipikahoyong anu sanés nyaéta ningkatkeun stabilitas résin pikeun nangkep/nganggo deui lapisan, sareng ngatur inventarisna. Pikeun pangguna akhir sareng installer, atribut anu dipikahoyong nyaéta résistansi ngagurilap anu langkung saé sareng henteu aya tanda logam nalika pamasangan.
Artikel ieu bakal ngabahas perkembangan anyar dina poliuretan anu tiasa diubaran ku UV berbasis cai anu nawiskeun stabilitas cet 50 °C anu langkung saé dina lapisan anu jelas, ogé lapisan anu berpigmen. Éta ogé ngabahas kumaha résin ieu ngatasi atribut anu dipikahoyong tina aplikator lapisan dina ningkatkeun kecepatan jalur ngalangkungan pelepasan cai anu gancang, résistansi blok anu ningkat, sareng résistansi pangleyur di luar jalur, anu ningkatkeun kecepatan pikeun operasi susun sareng pengepakan. Ieu ogé bakal ningkatkeun karusakan di luar jalur anu kadang-kadang kajantenan. Artikel ieu ogé ngabahas perbaikan anu dipidangkeun dina résistansi noda sareng kimia anu penting pikeun installer sareng pamilik.
Latar
Bentang alam industri palapis terus mekar. "Syarat anu kedah dipiboga" nyaéta ngan saukur lulus spésifikasi kalayan harga anu wajar per mil anu diterapkeun teu cekap. Bentang alam pikeun palapis anu diterapkeun di pabrik pikeun kabinet, sambungan kayu, lanté, sareng perabot gancang robih. Formulator anu nyayogikeun palapis ka pabrik dipenta pikeun ngajantenkeun palapis langkung aman pikeun dianggo ku karyawan, miceun zat anu penting pisan, ngagentos VOC ku cai, sareng bahkan nganggo karbon fosil anu langkung sakedik sareng langkung seueur biokarbon. Kanyataanana nyaéta sapanjang ranté nilai, unggal palanggan nyuhunkeun palapis pikeun ngalakukeun langkung ti ngan ukur nyumponan spésifikasi.
Ningali kasempetan pikeun nyiptakeun langkung seueur nilai pikeun pabrik, tim kami mimiti nalungtik di tingkat pabrik tantangan anu disanghareupan ku para aplikator ieu. Saatos seueur wawancara, kami mimiti ngadangu sababaraha téma umum:
- Ngawenangkeun halangan ngahalangan tujuan ékspansi kuring;
- Biaya nuju ningkat sareng anggaran modal urang nuju ngirang;
- Biaya énergi sareng tanaga kerja nuju ningkat;
- Kaleungitan karyawan anu berpengalaman;
- Tujuan SG&A perusahaan urang, kitu ogé tujuan konsumén kuring, kedah kahontal; sareng
- Kompetisi di luar negeri.
Téma-téma ieu ngarah kana pernyataan proposisi nilai anu mimiti nyentuh aplikator poliuretan anu tiasa diubaran ku UV berbasis cai, khususna di pasar sambungan kayu sareng kabinet sapertos: "pabrikan sambungan kayu sareng kabinet milarian perbaikan dina efisiensi pabrik" sareng "pabrikan hoyong kamampuan pikeun ngalegaan produksi dina jalur produksi anu langkung pondok kalayan karusakan pengerjaan ulang anu langkung sakedik kusabab palapis kalayan sipat ngaleupaskeun cai anu laun."
Tabel 1 ngagambarkeun kumaha, pikeun produsén bahan baku palapis, paningkatan dina atribut palapis sareng sipat fisik anu tangtu ngarah kana efisiensi anu tiasa diwujudkeun ku pangguna akhir.
TABEL 1 | Atribut sareng kauntungan.
Ku cara ngarancang PUD anu tiasa diubaran ku UV kalayan atribut-atribut anu tangtu sapertos anu didaptarkeun dina Tabel 1, produsén panggunaan ahir bakal tiasa nyumponan kabutuhan anu dipiboga dina ningkatkeun efisiensi pabrik. Ieu bakal ngamungkinkeun aranjeunna janten langkung kompetitif, sareng berpotensi ngamungkinkeun aranjeunna pikeun ngalegaan produksi ayeuna.
Hasil Ékspérimén sareng Diskusi
Sajarah Dispersi Poliuretan anu Tiasa Diubaran ku UV
Dina taun 1990-an, panggunaan komérsial dispersi poliuretan anionik anu ngandung gugus akrilat anu napel kana polimér mimiti dianggo dina aplikasi industri.1 Seueur aplikasi ieu aya dina kemasan, tinta, sareng palapis kai. Gambar 1 nunjukkeun struktur umum PUD anu tiasa diubaran UV, anu nunjukkeun kumaha bahan baku palapis ieu dirancang.
GAMBAR 1 | Dispersi poliuretan fungsional akrilat generik.3
Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 1, dispersi poliuretan anu tiasa diubaran ku UV (PUD anu tiasa diubaran ku UV), diwangun ku komponén has anu dianggo pikeun ngadamel dispersi poliuretan. Diisosianat alifatik diréaksikeun sareng éster, diol, gugus hidrofilisasi, sareng panyambung ranté has anu dianggo pikeun ngadamel dispersi poliuretan.2 Bédana nyaéta panambahan éster fungsional akrilat, époksi, atanapi éter anu dilebetkeun kana léngkah pra-polimer nalika ngadamel dispersi. Pilihan bahan anu dianggo salaku blok wangunan, ogé arsitéktur sareng pamrosésan polimér, nangtukeun kinerja sareng karakteristik pangeringan PUD. Pilihan dina bahan baku sareng pamrosésan ieu bakal ngarah kana PUD anu tiasa diubaran ku UV anu tiasa ngabentuk non-pilem, ogé anu ngabentuk pilem.3 Pembentuk pilem, atanapi jinis pangeringan, mangrupikeun poko bahasan tulisan ieu.
Ngabentuk pilem, atanapi sering disebut pangeringan, bakal ngahasilkeun pilem anu ngahiji anu garing ka toél sateuacan dikeringkeun ku UV. Kusabab aplikator hoyong ngawatesan kontaminasi hawa tina palapis kusabab partikulat, ogé kabutuhan pikeun kecepatan dina prosés produksina, ieu sering dikeringkeun dina oven salaku bagian tina prosés kontinyu sateuacan dikeringkeun ku UV. Gambar 2 nunjukkeun prosés pangeringan sareng pangeringan has tina PUD anu tiasa dikeringkeun ku UV.
GAMBAR 2 | Prosés pikeun ngarawat PUD anu tiasa diubaran ku UV.
Métode aplikasi anu dianggo biasana semprot. Nanging, aya ogé anu nganggo knife over roll sareng bahkan flood coat. Sakali diterapkeun, palapis biasana bakal ngalangkungan prosés opat léngkah sateuacan diolah deui.
1. Kilat: Ieu tiasa dilakukeun dina suhu kamar atanapi suhu anu luhur salami sababaraha detik dugi ka sababaraha menit.
2. Pangeringan nganggo oven: Di dieu cai sareng ko-pangleyur dikaluarkeun tina palapis. Léngkah ieu penting pisan sareng biasana nyéépkeun waktos paling lami dina hiji prosés. Léngkah ieu biasana dina suhu >140 °F sareng lumangsung dugi ka 8 menit. Oven pangeringan multi-zona ogé tiasa dianggo.
- Lampu IR sareng gerakan hawa: Pamasangan lampu IR sareng kipas gerakan hawa bakal ngagancangkeun kilatan cai langkung gancang.
3. Pangobatan UV.
4. Tiis: Sakali garing, lapisanna kedah garing salami sababaraha waktos pikeun ngahontal résistansi pamblokiran. Léngkah ieu tiasa nyandak salami 10 menit sateuacan résistansi pamblokiran kahontal.
Ékspériméntal
Panilitian ieu ngabandingkeun dua PUD anu tiasa diubaran ku UV (WB UV), anu ayeuna dianggo di pasar kabinet sareng bengkel tukang kayu, sareng pamekaran énggal kami, PUD # 65215A. Dina panilitian ieu kami ngabandingkeun Standar #1 sareng Standar #2 sareng PUD #65215A dina hal pangeringan, pamblokiran, sareng résistansi kimia. Kami ogé meunteun stabilitas pH sareng stabilitas viskositas, anu tiasa janten kritis nalika ngémutan panggunaan deui overspray sareng umur simpan. Di handap ieu dipidangkeun dina Tabel 2 nyaéta sipat fisik unggal résin anu dianggo dina panilitian ieu. Katiluna sistem diformulasikeun kana tingkat photoinitiator, VOC, sareng tingkat padet anu sami. Katiluna résin diformulasikeun nganggo 3% ko-pelarut.
TABEL 2 | Sipat résin PUD.
Dina wawancara kami, kami dibéjaan yén kalolobaan palapis WB-UV di pasar sambungan sareng kabinet garing dina jalur produksi, anu peryogi antara 5-8 menit sateuacan dikeringkeun ku UV. Sabalikna, jalur UV berbasis pelarut (SB-UV) garing dina 3-5 menit. Salaku tambahan, pikeun pasar ieu, palapis biasana diterapkeun 4-5 mil baseuh. Kakurangan utama pikeun palapis anu tiasa dikeringkeun ku UV anu ditularkan ku cai dibandingkeun sareng alternatif berbasis pelarut anu tiasa dikeringkeun ku UV nyaéta waktos anu diperyogikeun pikeun ngocorkeun cai dina jalur produksi.4 Cacad pilem sapertos bercak bodas bakal kajantenan upami cai henteu acan dikeringkeun kalayan leres tina palapis sateuacan dikeringkeun ku UV. Ieu ogé tiasa kajantenan upami ketebalan pilem baseuh teuing luhur. Bintik bodas ieu didamel nalika cai kajebak di jero pilem nalika dikeringkeun ku UV.5
Pikeun panilitian ieu, kami milih jadwal pangeringan anu sami sareng anu bakal dianggo dina jalur dumasar pangleyur anu tiasa diubaran UV. Gambar 3 nunjukkeun jadwal aplikasi, pangeringan, pangeringan, sareng pengemasan anu dianggo pikeun panilitian kami. Jadwal pangeringan ieu ngagambarkeun antara 50% dugi ka 60% paningkatan dina kecepatan jalur sacara umum tibatan standar pasar ayeuna dina aplikasi sambungan kayu sareng kabinet.
GAMBAR 3 | Jadwal aplikasi, pangeringan, pangubaran, sareng pengemasan.
Di handap ieu mangrupikeun kaayaan aplikasi sareng pangeringan anu kami anggo pikeun panilitian kami:
●Semprotkeun kana lapisan dasar hideung dina veneer maple.
●Lampu kilat suhu ruangan 30 detik.
●Pangeringkeun dina oven 140 °F salami 2,5 menit (oven konveksi).
●Pangobatan UV – inténsitasna sakitar 800 mJ/cm2.
- Lapisan bening dikeringkeun nganggo lampu Hg.
- Lapisan pigmén diawetkeun nganggo lampu kombinasi Hg/Ga.
●Niiskeun heula salila 1 menit sateuacan ditumpuk.
Pikeun panilitian kami, kami ogé nyemprot tilu ketebalan pilem baseuh anu béda pikeun ningali naha kaunggulan sanés sapertos lapisan anu langkung sakedik ogé bakal kahontal. 4 mil baseuh mangrupikeun has pikeun WB UV. Pikeun panilitian ieu kami ogé ngalebetkeun aplikasi palapis baseuh 6 sareng 8 mil.
Hasil Pangubaran
Standar #1, palapis bening high-gloss, hasilna dipidangkeun dina Gambar 4. Palapis bening WB UV diterapkeun kana papan serat sedeng-padet (MDF) anu sateuacanna dilapis ku lapisan dasar hideung sareng dikeringkeun numutkeun jadwal anu dipidangkeun dina Gambar 3. Dina 4 mil baseuh palapis éta lulus. Nanging, dina aplikasi baseuh 6 sareng 8 mil palapis éta retak, sareng 8 mil gampang dicabut kusabab pelepasan cai anu goréng sateuacan dikeringkeun ku UV.
GAMBAR 4 | Standar #1.
Hasil anu sami ogé katingali dina Standar #2, anu dipidangkeun dina Gambar 5.
GAMBAR 5 | Standar #2.
Ditémbongkeun dina Gambar 6, nganggo jadwal pangubaran anu sami sareng dina Gambar 3, PUD #65215A nunjukkeun paningkatan anu luar biasa dina pelepasan/pangeringan cai. Dina ketebalan pilem baseuh 8 mil, retakan sakedik katingali dina sisi handap sampel.
GAMBAR 6 | PUD #65215A.
Uji coba tambahan PUD# 65215A dina palapis bening low-gloss sareng palapis pigmén dina MDF anu sami kalayan basecoat hideung dievaluasi pikeun meunteun karakteristik pelepasan cai dina formulasi palapis has anu sanés. Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 7, formulasi low-gloss dina aplikasi baseuh 5 sareng 7 mil ngaleupaskeun cai sareng ngabentuk pilem anu saé. Nanging, dina 10 mil baseuh, éta kandel teuing pikeun ngaleupaskeun cai dina jadwal pangeringan sareng pangubaran dina Gambar 3.
GAMBAR 7 | PUD low-gloss #65215A.
Dina formula pigmén bodas, PUD #65215A hasil kalawan saé dina jadwal pangeringan sareng pangubaran anu sami anu dijelaskeun dina Gambar 3, kecuali nalika diterapkeun dina 8 mil baseuh. Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 8, pilem retak dina 8 mil kusabab pelepasan cai anu goréng. Sacara umum dina formulasi anu jelas, low-gloss, sareng pigmén, PUD# 65215A hasil kalawan saé dina formasi pilem sareng pangeringan nalika diterapkeun dugi ka 7 mil baseuh sareng diubaran dina jadwal pangeringan sareng pangubaran anu dipercepat anu dijelaskeun dina Gambar 3.
GAMBAR 8 | PUD Pigmén #65215A.
Hasil Blokir
Résistansi meungpeuk nyaéta kamampuan lapisan pikeun henteu nempel kana barang anu dilapis sanés nalika ditumpuk. Dina manufaktur ieu sering janten halangan upami peryogi waktos pikeun lapisan anu parantos dikeringkeun pikeun ngahontal résistansi blok. Pikeun panilitian ieu, formulasi pigmén Standar #1 sareng PUD #65215A diterapkeun kana kaca dina 5 mil baseuh nganggo batang tarik. Ieu masing-masing dikeringkeun numutkeun jadwal pengeringan dina Gambar 3. Dua panel kaca anu dilapis dikeringkeun dina waktos anu sami - 4 menit saatos dikeringkeun, panel dijepit babarengan, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 9. Éta tetep dijepit babarengan dina suhu kamar salami 24 jam. Upami panel gampang dipisahkeun tanpa aya tapak atanapi karusakan kana panel anu dilapis maka tés dianggap lulus.
Gambar 10 ngagambarkeun résistansi pamblokiran anu ningkat tina PUD# 65215A. Sanaos Standar #1 sareng PUD #65215A duanana ngahontal pangubaran pinuh dina tés sateuacana, ngan ukur PUD #65215A anu nunjukkeun pelepasan cai sareng pangubaran anu cekap pikeun ngahontal résistansi pamblokiran.
GAMBAR 9 | Ilustrasi uji résistansi blokir.
GAMBAR 10 | Résistansi meungpeuk Standar #1, dituturkeun ku PUD #65215A.
Hasil Campuran Akrilik
Pabrik palapis sering nyampur résin WB UV-curable sareng akrilik pikeun nurunkeun biaya. Pikeun panilitian kami, kami ogé ningali nyampur PUD#65215A sareng NeoCryl® XK-12, akrilik basis cai, anu sering dianggo salaku mitra palapis pikeun PUD basis cai anu tiasa diubaran UV di pasar sambungan sareng kabinet. Pikeun pasar ieu, uji noda KCMA dianggap standar. Gumantung kana aplikasi panggunaan ahir, sababaraha bahan kimia bakal janten langkung penting tibatan anu sanés pikeun produsén barang anu dilapis. Rating 5 nyaéta anu pangsaéna sareng rating 1 nyaéta anu paling awon.
Sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 3, PUD #65215A ngagaduhan kinerja anu saé pisan dina uji pewarnaan KCMA salaku lapisan bening high-gloss, low-gloss, sareng salaku lapisan pigmén. Sanaos dicampur 1:1 sareng akrilik, uji pewarnaan KCMA henteu kapangaruhan sacara drastis. Sanaos dina pewarnaan nganggo agén sapertos mustard, lapisan éta pulih deui kana tingkat anu tiasa ditampi saatos 24 jam.
TABÉL 3 | Résistansi kimiawi sareng noda (rating 5 pangsaéna).
Salian ti uji noda KCMA, pabrik ogé bakal nguji pikeun garing langsung saatos garing UV di luar garis. Seringna pangaruh tina campuran akrilik bakal langsung katingali di luar garis garing dina tés ieu. Dipiharep nyaéta henteu aya terobosan palapis saatos 20 gosokan ganda alkohol isopropil (20 IPA dr). Sampel diuji 1 menit saatos garing UV. Dina tés kami, kami ningali yén campuran 1:1 PUD# 65215A sareng akrilik henteu lulus tés ieu. Nanging, kami ningali yén PUD #65215A tiasa dicampur sareng akrilik NeoCryl XK-12 25% sareng masih lulus tés dr 20 IPA (NeoCryl mangrupikeun mérek dagang kadaptar ti grup Covestro).
GAMBAR 11 | 20 IPA gosokan ganda, 1 menit saatos dikeringkeun ku UV.
Stabilitas Résin
Stabilitas PUD #65215A ogé diuji. Formulasi dianggap stabil dina rak upami saatos 4 minggu dina suhu 40 °C, pH henteu turun di handap 7 sareng viskositas tetep stabil dibandingkeun sareng awalna. Pikeun uji coba kami, kami mutuskeun pikeun nempatkeun sampel dina kaayaan anu langkung keras dugi ka 6 minggu dina suhu 50 °C. Dina kaayaan ieu Standar #1 sareng #2 henteu stabil.
Pikeun uji coba kami, kami ningali formulasi high-gloss clear, low-gloss clear, ogé formulasi pigmén low-gloss anu dianggo dina panilitian ieu. Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 12, stabilitas pH tina sadaya tilu formulasi tetep stabil sareng di luhur ambang pH 7,0. Gambar 13 ngagambarkeun parobahan viskositas minimal saatos 6 minggu dina suhu 50 °C.
GAMBAR 12 | stabilitas pH tina PUD #65215A anu diformulasikeun.
GAMBAR 13 | Stabilitas viskositas PUD #65215A anu dirumuskeun.
Tés séjén anu nunjukkeun kinerja stabilitas PUD #65215A nyaéta nguji deui résistansi noda KCMA tina formulasi palapis anu parantos diawetkeun salami 6 minggu dina suhu 50 °C, sareng ngabandingkeun éta sareng résistansi noda KCMA awalna. Lapisan anu henteu nunjukkeun stabilitas anu saé bakal ningali panurunan dina kinerja pewarnaan. Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 14, PUD# 65215A ngajaga tingkat kinerja anu sami sapertos dina uji résistansi kimia/noda awal tina palapis pigmén anu dipidangkeun dina Tabel 3.
GAMBAR 14 | Panel uji kimia pikeun PUD #65215A anu dipigmén.
Kacindekan
Pikeun aplikator palapis dumasar cai anu tiasa dikeringkeun ku UV, PUD #65215A bakal ngamungkinkeun aranjeunna pikeun minuhan standar kinerja ayeuna di pasar sambungan kayu, kai sareng kabinet, sareng salian ti éta, bakal ngamungkinkeun prosés palapis ningali paningkatan kecepatan garis langkung ti 50-60% tibatan palapis dumasar cai anu tiasa dikeringkeun ku UV standar ayeuna. Pikeun aplikator ieu tiasa hartosna:
● Produksi anu langkung gancang;
●Kandel pilem anu ningkat ngirangan kabutuhan lapisan tambahan;
●Garis pangeringan anu langkung pondok;
●Hemat énergi kusabab kabutuhan pangeringan anu dikirangan;
●Kirang runtah kusabab résistansi meungpeuk anu gancang;
●Ngurangan runtah palapis kusabab stabilitas résin.
Kalayan VOC kirang ti 100 g/L, pabrik ogé langkung tiasa minuhan target VOC na. Pikeun pabrik anu panginten ngagaduhan kahariwang ékspansi kusabab masalah ijin, PUD #65215A anu ngaleupaskeun cai gancang bakal ngamungkinkeun aranjeunna pikeun langkung gampang minuhan kawajiban pangaturanna tanpa ngorbankeun kinerja.
Dina awal tulisan ieu, kami nyutat tina wawancara kami yén aplikator bahan anu tiasa dikeringkeun ku UV dumasar pangleyur biasana bakal ngagaringkeun sareng ngagaringkeun lapisan dina prosés anu nyéépkeun waktos antara 3-5 menit. Kami parantos nunjukkeun dina panilitian ieu yén numutkeun prosés anu dipidangkeun dina Gambar 3, PUD #65215A bakal ngagaringkeun dugi ka 7 mil ketebalan pilem baseuh dina 4 menit kalayan suhu oven 140 °C. Ieu aya dina jandela kalolobaan lapisan anu tiasa dikeringkeun ku UV dumasar pangleyur. PUD #65215A sacara poténsial tiasa ngamungkinkeun aplikator ayeuna tina bahan anu tiasa dikeringkeun ku UV dumasar pangleyur pikeun ngalih ka bahan anu tiasa dikeringkeun ku UV dumasar cai kalayan sakedik parobihan kana garis palapisna.
Pikeun pabrik anu ngémutan ékspansi produksi, palapis dumasar kana PUD #65215A bakal ngamungkinkeun aranjeunna pikeun:
●Hemat artos ku cara nganggo garis palapis basis cai anu langkung pondok;
●Gaduh tapak suku garis palapis anu langkung alit di fasilitas éta;
●Ngagaduhan dampak anu langkung handap kana idin VOC anu ayeuna;
●Ngawujudkeun panghematan énergi kusabab kabutuhan pangeringan anu dikirangan.
Kasimpulanana, PUD #65215A bakal ngabantosan ningkatkeun efisiensi manufaktur lini palapis anu tiasa dikeringkeun UV ngalangkungan kinerja sipat fisik anu luhur sareng karakteristik résin anu gancang ngaleupaskeun cai nalika dikeringkeun dina suhu 140 °C.
Waktos posting: 14-Agu-2024
