Hágæða UV-læknandi húðun hefur verið notuð við framleiðslu á gólfefnum, húsgögnum og skápum í mörg ár. Mestan hluta þessa tíma hefur 100% fast og leysiefni sem byggir á UV-læknandi húðun verið ríkjandi tækni á markaðnum. Á undanförnum árum hefur vatnsbundin UV-læknandi húðunartækni vaxið. Vatnsbundið UV-læknanlegt plastefni hefur reynst gagnlegt tæki fyrir framleiðendur af ýmsum ástæðum, þar á meðal að standast KCMA blett, efnaþolsprófanir og draga úr VOC. Til þess að þessi tækni haldi áfram að vaxa á þessum markaði hafa nokkrir drifkraftar verið skilgreindir sem lykilsvið þar sem gera þarf umbætur. Þetta mun taka vatnsbundið UV-læknanlegt kvoða umfram það að hafa einfaldlega „must haves“ sem flest kvoða búa yfir. Þeir munu byrja að bæta við verðmætum eiginleikum við húðunina, færa verðmæti í hverja stöðu meðfram virðiskeðjunni frá húðunarframleiðanda til verksmiðjuástríðu til uppsetningaraðila og að lokum til eigandans.
Framleiðendur, sérstaklega í dag, þrá húðun sem gerir meira en að standast forskriftir. Það eru líka aðrar eignir sem veita ávinning í framleiðslu, pökkun og uppsetningu. Einn æskilegur eiginleiki er endurbætur á skilvirkni plöntunnar. Fyrir vatnsbundna húðina þýðir þetta hraðari vatnslosun og hraðari blokkunarþol. Annar æskilegur eiginleiki er að bæta plastefnisstöðugleika til að fanga/endurnýta húðun og stjórna birgðum þeirra. Fyrir endanotandann og uppsetningaraðilann eru æskilegir eiginleikar betri gljáandi viðnám og engin málmmerki við uppsetningu.
Þessi grein mun fjalla um nýja þróun í vatnsbundnu UV-hertanlegu pólýúretani sem býður upp á mikið bættan 50°C málningarstöðugleika í glærri, sem og litarefnum húðun. Það fjallar einnig um hvernig þessi kvoða takast á við æskilega eiginleika húðunarbúnaðarins til að auka línuhraða með hraðri vatnslosun, bættri blokkaviðnám og leysiefnaþol utan línunnar, sem bætir hraða fyrir stöflun og pökkunaraðgerðir. Þetta mun einnig bæta utanaðkomandi skaða sem stundum verður. Þessi grein fjallar einnig um endurbætur sem sýndar eru á bletta- og efnaþol sem eru mikilvægar fyrir uppsetningaraðila og eigendur.
Bakgrunnur
Landslagið í húðunariðnaðinum er sífellt að þróast. „Það sem þarf“ að standast forskriftina á sanngjörnu verði á hverja notaða milljón er einfaldlega ekki nóg. Landslagið fyrir verksmiðjubeitt húðun á skápa, smíðar, gólfefni og húsgögn er fljótt að breytast. Þeir sem útvega húðun til verksmiðjanna eru beðnir um að gera húðun öruggari fyrir starfsmenn að bera á sig, fjarlægja efni sem hafa miklar áhyggjur, skipta út VOC með vatni og jafnvel nota minna jarðefnakolefni og meira lífrænt kolefni. Raunveruleikinn er sá að alla virðiskeðjuna biður hver viðskiptavinur húðunina um að gera meira en bara að uppfylla forskriftina.
Þar sem teymið okkar sá tækifæri til að skapa meira verðmæti fyrir verksmiðjuna, byrjaði teymið okkar að rannsaka á verksmiðjustigi hvaða áskoranir þessir búnaður stóðu frammi fyrir. Eftir mörg viðtöl fórum við að heyra nokkur algeng þemu:
- Að leyfa hindranir koma í veg fyrir stækkunarmarkmið mín;
- Kostnaður eykst og fjárveitingar okkar lækka;
- Kostnaður við bæði orku og starfsfólk eykst;
- Missir reyndra starfsmanna;
- Markmið okkar um SG&A fyrirtækja, sem og viðskiptavina minna, verða að vera uppfyllt; og
- Erlend samkeppni.
Þessi þemu leiddu til yfirlýsinga um gildistillögur sem fóru að hljóma hjá búnaði fyrir vatnsbundið UV-læknanlegt pólýúretan, sérstaklega á markaði fyrir trésmíði og skápa eins og: „framleiðendur smiða og skápa leitast við að bæta skilvirkni verksmiðjunnar“ og „framleiðendur vilja getu til að auka framleiðslu á styttri framleiðslulínum með minni endurvinnsluskemmdum vegna húðunar með hægum vatnslosandi eiginleikum.“
Tafla 1 sýnir hvernig, fyrir framleiðanda húðunarhráefna, umbætur á ákveðnum húðeiginleikum og eðliseiginleikum leiða til hagkvæmni sem notandi getur gert sér grein fyrir.
TAFLA 1 | Eiginleikar og kostir.
Með því að hanna UV-læknandi PUDs með ákveðnum eiginleikum eins og taldir eru upp í töflu 1, munu framleiðendur lokanotkunar geta sinnt þörfum sem þeir hafa til að bæta skilvirkni plöntunnar. Þetta mun gera þeim kleift að vera samkeppnishæfari og hugsanlega gera þeim kleift að auka núverandi framleiðslu.
Tilraunaniðurstöður og umræður
UV-læknandi pólýúretan dreifingar saga
Á tíunda áratugnum var farið að nota anjónískar pólýúretandreifingar í atvinnuskyni sem innihéldu akrýlathópa tengda fjölliðunni í iðnaði.1 Mörg þessara nota voru í umbúðum, bleki og viðarhúðun. Mynd 1 sýnir almenna uppbyggingu UV-læknandi PUD, sem sýnir hvernig þessi húðunarhráefni eru hönnuð.
MYND 1 | Almenn akrýlat hagnýtur pólýúretan dreifing.3
Eins og sýnt er á mynd 1 eru UV-læknanlegar pólýúretandreifingar (UV-læknanlegar PUDs), gerðar úr dæmigerðum íhlutum sem notaðir eru til að búa til pólýúretandreifingar. Alífatísk díísósýanöt eru hvarfuð við dæmigerða estera, díóla, vatnsfýlunarhópa og keðjulengingar sem notaðir eru til að búa til pólýúretan dreifingar.2 Munurinn er að bæta við akrýlat virkum ester, epoxý eða etrum sem eru felldir inn í forfjölliða skrefið á meðan dreifingin er gerð. . Val á efnum sem notuð eru sem byggingareiningar, svo og fjölliða arkitektúr og vinnslu, ráða frammistöðu PUD og þurrkunareiginleika. Þetta val í hráefni og vinnslu mun leiða til UV-herjanlegra PUDs sem geta verið ekki filmumyndandi, sem og þeirra sem eru filmumyndandi.3 Filmumyndunin, eða þurrkunargerðirnar, eru viðfangsefni þessarar greinar.
Filmumyndun, eða þurrkun eins og það er oft kallað, mun gefa af sér samrunna filmur sem eru þurrar að snerta fyrir UV-herðingu. Vegna þess að áletrar vilja takmarka loftmengun á húðinni vegna agna, sem og þörfina á hraða í framleiðsluferlinu, eru þær oft þurrkaðar í ofnum sem hluti af samfelldu ferli fyrir UV-herðingu. Mynd 2 sýnir dæmigert þurrkunar- og herðunarferli UV-læknanlegs PUD.
MYND 2 | Aðferð til að lækna UV-læknandi PUD.
Notkunaraðferðin sem notuð er er venjulega úða. Hins vegar hefur verið notaður hnífur yfir rúlla og jafnvel flóðhúð. Þegar hún er borin á fer húðunin venjulega í gegnum fjögurra þrepa ferli áður en hún er meðhöndluð aftur.
1.Flash: Þetta er hægt að gera við herbergishita eða hærra hitastig í nokkrar sekúndur til nokkrar mínútur.
2.Ofnþurrt: Þetta er þar sem vatnið og hjálparleysiefnin eru rekin út úr húðinni. Þetta skref er mikilvægt og tekur venjulega mestan tíma í ferlinu. Þetta skref er venjulega við >140 °F og varir í allt að 8 mínútur. Einnig er hægt að nota margsvæða þurrkofna.
- IR lampi og lofthreyfing: Uppsetning á IR lampum og lofthreyfingarviftum mun flýta fyrir vatnsflassinu enn hraðar.
3.UV lækning.
4.Cool: Þegar það hefur læknað þarf húðunin að lækna í nokkurn tíma til að ná lokunarþol. Þetta skref getur tekið allt að 10 mínútur áður en hindrandi viðnám næst
Tilraunakennt
Þessi rannsókn bar saman tvær UV-læknanlegar PUDs (WB UV), sem nú eru notaðar á skápa- og smíðamarkaði, við nýja þróun okkar, PUD # 65215A. Í þessari rannsókn berum við saman staðal #1 og staðal #2 við PUD #65215A hvað varðar þurrkun, stíflu og efnaþol. Við metum einnig pH-stöðugleika og seigjustöðugleika, sem getur verið mikilvægt þegar íhugað er að endurnýta ofúða og geymsluþol. Sýnt hér að neðan í töflu 2 eru eðlisfræðilegir eiginleikar hvers kvoða sem notuð eru í þessari rannsókn. Öll þrjú kerfin voru mótuð á svipaðan ljósvakastig, VOCs og fast efni. Öll þrjú plastefnin voru samsett með 3% hjálparleysi.
TAFLA 2 | PUD plastefni eiginleikar.
Okkur var sagt í viðtölum okkar að flestar WB-UV húðun á smíða- og skápamarkaði þorna á framleiðslulínu, sem tekur á bilinu 5-8 mínútur áður en UV lækna. Aftur á móti þornar UV lína sem byggir á leysiefnum (SB-UV) á 3-5 mínútum. Að auki, fyrir þennan markað, er húðun venjulega borin á 4-5 mils blaut. Stór galli fyrir vatnsborna útfjólubláa húðun þegar borið er saman við útfjólubláa útfjólubláa leysiefni sem byggir á valkostum er tíminn sem það tekur að blikka vatn á framleiðslulínu.4 Filmagallar eins og hvítir blettir munu eiga sér stað ef vatn hefur ekki verið rétt flass úr húðun fyrir UV-lækna. Þetta getur líka gerst ef blaut filmuþykktin er of mikil. Þessir hvítu blettir verða til þegar vatn festist inni í filmunni við UV-læknun.5
Fyrir þessa rannsókn völdum við ráðstöfunaráætlun svipaða þeirri sem væri notuð á UV-hertanleg leysi-undirstaða línu. Mynd 3 sýnir áætlun okkar um notkun, þurrkun, herðingu og pökkun sem notuð var við rannsóknina okkar. Þessi þurrkunaráætlun táknar á bilinu 50% til 60% aukningu á heildarlínuhraða miðað við núverandi markaðsstaðal í smíða- og innréttingum.
MYND 3 | Áætlun um notkun, þurrkun, herðingu og pökkun.
Hér að neðan eru notkunar- og ráðhússkilyrðin sem við notuðum við rannsóknina okkar:
●Sprayðu á hlynspón með svörtum grunnhúð.
●30 sekúndna flass fyrir stofuhita.
●140 °F þurrkofn í 2,5 mínútur (lofthitunarofn).
●UV lækning – styrkleiki um 800 mJ/cm2.
- Tær húðun var hert með Hg lampa.
- Litaraðar húðun var hert með því að nota samsetta Hg/Ga lampa.
●1 mínútu kólna fyrir stöflun.
Fyrir rannsóknina okkar úðuðum við einnig þremur mismunandi blautum filmuþykktum til að sjá hvort aðrir kostir eins og færri yfirhafnir myndu einnig verða að veruleika. 4 mils blaut er dæmigerð fyrir WB UV. Fyrir þessa rannsókn tókum við einnig til 6 og 8 mils blauthúðun.
Heilunarniðurstöður
Staðall #1, háglans glær húðun, niðurstöður eru sýndar á mynd 4. WB UV glær húðunin var borin á meðalþétta trefjaplötu (MDF) sem áður var húðuð með svörtum grunnhúð og hert samkvæmt áætluninni sem sýnd er á mynd 3. Við 4 mils blautu fer húðin yfir. Hins vegar, við 6 og 8 mils blauta ásetningu, sprungur húðunin og 8 mils voru auðveldlega fjarlægð vegna lélegrar vatnslosunar fyrir UV-herðingu.
MYND 4 | Staðall #1.
Svipuð niðurstaða sést einnig í staðli #2, sýndur á mynd 5.
MYND 5 | Staðall #2.
Sýnt á mynd 6, með því að nota sömu hertunaráætlun og á mynd 3, sýndi PUD #65215A gríðarlega framför í losun/þurrkun vatns. Við 8 mils blauta filmuþykkt sást lítilsháttar sprunga á neðri brún sýnisins.
MYND 6 | PUD #65215A.
Viðbótarprófun á PUD# 65215A í lágglans glærri húðun og litarefnishúð yfir sama MDF með svörtum grunnhúð var metin til að meta eiginleika vatnslosunar í öðrum dæmigerðum húðunarsamsetningum. Eins og sýnt er á mynd 7, losaði lágglanssamsetningin við 5 og 7 mils blauta notkun vatnsins og myndaði góða filmu. Hins vegar, við 10 mílur blautur, var það of þykkt til að losa vatnið samkvæmt þurrkunar- og þurrkunaráætluninni á mynd 3.
MYND 7 | Lágglans PUD #65215A.
Í hvítri litarefnisformúlu virkaði PUD #65215A vel í sömu þurrkunar- og þurrkunaráætlun og lýst er á mynd 3, nema þegar það var notað við 8 blautar mils. Eins og sýnt er á mynd 8, sprungur filman við 8 mils vegna lélegrar vatnslosunar. Á heildina litið í glærum, lággljáandi og litarefnum samsetningum, virkaði PUD# 65215A vel í filmumyndunum og þurrkun þegar það var borið á allt að 7 mils blautu og hert við hraðþurrkunar- og þurrkunaráætlunina sem lýst er á mynd 3.
MYND 8 | Litað PUD #65215A.
Lokar á niðurstöður
Lokunarviðnám er hæfileiki húðunar til að festast ekki við aðra húðaða hlut þegar hún er staflað. Í framleiðslu er þetta oft flöskuháls ef það tekur tíma fyrir herða húð að ná blokkarþoli. Fyrir þessa rannsókn voru litarefnisblöndur af staðli #1 og PUD #65215A settar á gler við 5 blautar mils með því að nota niðurdráttarstöng. Þetta var hvort um sig hert í samræmi við hertunaráætlunina á mynd 3. Tvær húðaðar glerplötur voru hertar á sama tíma - 4 mínútum eftir herðingu voru plöturnar klemmdar saman, eins og sýnt er á mynd 9. Þau héldust saman við stofuhita í 24 klst. . Ef spjöldin voru auðveldlega aðskilin án áprentunar eða skemmda á húðuðu spjöldunum þá var prófið talið standast.
Mynd 10 sýnir bætta lokunarviðnám PUD# 65215A. Þrátt fyrir að bæði staðall #1 og PUD #65215A hafi náð fullri lækningu í fyrri prófun, sýndi aðeins PUD #65215A nægjanlega vatnslosun og lækningu til að ná lokunarþol.
MYND 9 | Teikning viðnámsprófunar.
MYND 10 | Lokunarviðnám staðal #1, fylgt eftir með PUD #65215A.
Niðurstöður akrýlblöndunar
Húðunarframleiðendur blanda oft WB UV-læknandi plastefni með akrýl til að lækka kostnað. Fyrir rannsókn okkar skoðuðum við einnig blöndun PUD#65215A við NeoCryl® XK-12, vatnsbundið akrýlefni, sem oft er notað sem blöndunaraðili fyrir UV-hertanlegt vatnsbundið PUD á smíða- og skápamarkaði. Fyrir þennan markað er KCMA litaprófun talin staðallinn. Það fer eftir endanlegri notkun, sum efni verða mikilvægari en önnur fyrir framleiðanda húðuðu hlutarins. Einkunnin 5 er best og einkunnin 1 er verst.
Eins og sýnt er í töflu 3, skilar PUD #65215A sig einstaklega vel í KCMA litaprófun sem háglans glær, lágglans glær, og sem litarefnishúð. Jafnvel þegar það er blandað 1:1 með akrýl, hefur KCMA litaprófunin ekki veruleg áhrif. Jafnvel við litun með efnum eins og sinnepi, náði húðunin sig í viðunandi gildi eftir 24 klst.
TAFLA 3 | Efna- og blettaþol (einkunn 5 er best).
Til viðbótar við KCMA blettaprófun, munu framleiðendur einnig prófa lækningu strax eftir UV-læknun af línunni. Oft verður vart við áhrif akrýlblöndunar strax í þessari prófun. Búist er við því að húðun nái ekki í gegn eftir 20 ísóprópýlalkóhól tvöfalda nudda (20 IPA dr). Sýnin eru prófuð 1 mínútu eftir UV-læknun. Í prófunum okkar sáum við að 1:1 blanda af PUD# 65215A með akrýl stóðst ekki þetta próf. Hins vegar sáum við að hægt væri að blanda PUD #65215A með 25% NeoCryl XK-12 akrýl og standast samt 20 IPA dr prófið (NeoCryl er skráð vörumerki Covestro hópsins).
MYND 11 | 20 IPA tvöfaldir nudda, 1 mínútu eftir UV-læknun.
Resin Stöðugleiki
Stöðugleiki PUD #65215A var einnig prófaður. Samsetning er talin geymsluþol ef pH fer ekki niður fyrir 7 eftir 4 vikur við 40 °C og seigja helst stöðugt miðað við upphafsgildið. Fyrir prófun okkar ákváðum við að láta sýnin sæta erfiðari aðstæðum, allt að 6 vikur við 50 °C. Við þessar aðstæður voru staðall #1 og #2 ekki stöðugur.
Við prófun okkar skoðuðum við háglans glæru, lággljáandi glæru, sem og lágglans litarefnisblöndur sem notaðar voru í þessari rannsókn. Eins og sést á mynd 12 hélst pH stöðugleiki allra þriggja lyfjaformanna stöðugur og yfir 7,0 pH þröskuldinum. Mynd 13 sýnir lágmarks seigjubreytinguna eftir 6 vikur við 50 °C.
MYND 12 | pH-stöðugleiki samsetts PUD #65215A.
MYND 13 | Seigjustöðugleiki samsetts PUD #65215A.
Önnur próf sem sýndu fram á stöðugleikaframmistöðu PUD #65215A var að prófa aftur KCMA blettaþol húðunarsamsetningar sem hefur verið elst í 6 vikur við 50 °C og bera það saman við upphaflega KCMA blettaþol hennar. Húðun sem sýnir ekki góðan stöðugleika mun sjá fall í litunarafköstum. Eins og sýnt er á mynd 14, hélt PUD# 65215A sama afköstum og það gerði í fyrstu prófun á efna-/blettiþolsprófun á litarefninu sem sýnd er í töflu 3.
MYND 14 | Efnaprófunarplötur fyrir litað PUD #65215A.
Ályktanir
Fyrir ásetningar á UV-læknandi vatnsbundinni húðun, mun PUD #65215A gera þeim kleift að uppfylla núverandi frammistöðustaðla á smíða-, timbur- og skápamarkaði og mun að auki gera húðunarferlinu kleift að sjá línuhraðabætur upp í meira en 50 -60% yfir núverandi venjulegu UV-hertanlegu vatnsbundna húðun. Fyrir búnaðinn getur þetta þýtt:
●Hraðari framleiðsla;
●Aukin filmuþykkt dregur úr þörfinni fyrir fleiri yfirhafnir;
●Styttri þurrkunarlínur;
●Orkusparnaður vegna minni þurrkunarþarfa;
●Minni rusl vegna hraðvirkrar hindrunarþols;
●Minni húðunarúrgangur vegna plastefnisstöðugleika.
Með VOC undir 100 g/L geta framleiðendur einnig náð VOC markmiðum sínum. Fyrir framleiðendur sem kunna að hafa áhyggjur af stækkun vegna leyfisvandamála, mun PUD #65215A með hraða vatnslosun gera þeim kleift að standa við reglugerðarskyldur sínar á auðveldari hátt án þess að fórna frammistöðu.
Í upphafi þessarar greinar vitnuðum við í viðtölin okkar að leysiefni sem byggir á útfjólubláum efnum myndi venjulega þurrka og herða húðun í ferli sem tók á milli 3-5 mínútur. Við höfum sýnt fram á í þessari rannsókn að samkvæmt ferlinu sem sýnt er á mynd 3 mun PUD #65215A lækna allt að 7 mils blauta filmuþykkt á 4 mínútum með ofnhita upp á 140 °C. Þetta er vel innan ramma flestra leysiefnabundinna UV-læknandi húðunar. PUD #65215A gæti hugsanlega gert núverandi búnaði fyrir leysiefni sem byggir á UV-hertanlegu efni til að skipta yfir í vatnsbundið UV-hertanlegt efni með litlum breytingum á húðunarlínunni.
Fyrir framleiðendur sem íhuga framleiðslustækkun mun húðun byggð á PUD #65215A gera þeim kleift að:
●Sparaðu peninga með því að nota styttri vatnsbundinn húðunarlínu;
●Hafa minni húðunarlínu fótspor í aðstöðunni;
●Hafa minni áhrif á núverandi VOC leyfi;
● Gerðu orkusparnað vegna minni þurrkunarþarfar.
Að lokum mun PUD #65215A hjálpa til við að bæta framleiðslu skilvirkni UV-herjanlegra húðunarlína með miklum líkamlegum eiginleikum og hröðum vatnslosandi eiginleikum plastefnisins þegar það er þurrkað við 140 °C.
Pósttími: 14. ágúst 2024
