Ұзақ жылдар бойы еден төсеніштерін, жиһаздарды және шкафтарды өндіруде жоғары тиімді УК-мен емделетін жабындар қолданылады. Осы уақыттың көп бөлігінде 100% қатты және еріткіш негізіндегі ультракүлгін сәулемен өңделетін жабындар нарықтағы басым технология болды. Соңғы жылдары су негізіндегі ультракүлгін сәулесімен емделетін жабын технологиясы өсті. Су негізіндегі ультракүлгін сәулесімен емделетін шайырлар KCMA дақтарынан өту, химиялық төзімділік сынағы және VOC азайту сияқты әртүрлі себептерге байланысты өндірушілер үшін пайдалы құрал екенін дәлелдеді. Бұл технологияның осы нарықта өсуін жалғастыру үшін бірнеше драйверлер жақсартуларды қажет ететін негізгі салалар ретінде анықталды. Бұл су негізіндегі ультракүлгін сәулесімен емделетін шайырларды ғана емес, шайырлардың көпшілігінде болатын «болуы керек» шайырларды алады. Олар жабынға құнды қасиеттерді қоса бастайды, құн тізбегі бойынша жабын формуласынан зауыттық аппликаторға дейін орнатушыға және ең соңында иесіне құндылық әкеледі.
Өндірушілер, әсіресе бүгінгі күні, техникалық сипаттамаларды тапсырып қана қоймайтын жабынды қалайды. Өндірісте, орауда және орнатуда артықшылықтарды қамтамасыз ететін басқа да қасиеттер бар. Қажетті атрибуттардың бірі - зауыттың тиімділігін арттыру. Су негізіндегі жабын үшін бұл судың тез бөлінуін және тезірек бөгелуге төзімділігін білдіреді. Тағы бір қажетті атрибут - жабынды алу/қайта пайдалану және олардың қорын басқару үшін шайыр тұрақтылығын жақсарту. Түпкі пайдаланушы мен орнатушы үшін қажетті атрибуттар күйдіруге жақсырақ төзімділік және орнату кезінде металды таңбалаудың болмауы.
Бұл мақалада мөлдір, сондай-ақ пигментті жабындарда 50 °C бояу тұрақтылығын едәуір жақсартатын су негізіндегі ультракүлгін сәулемен өңделетін полиуретандардағы жаңа әзірлемелер талқыланады. Сондай-ақ, бұл шайырлар суды жылдам босату, жақсартылған блокқа төзімділік және желіден тыс еріткіштерге төзімділік арқылы желі жылдамдығын арттыруда жабын аппликаторының қажетті атрибуттарын қалай шешетінін талқылайды, бұл жинақтау және орау операцияларының жылдамдығын жақсартады. Бұл сонымен қатар кейде орын алатын желіден тыс зақымдануды жақсартады. Бұл мақалада сонымен қатар орнатушылар мен иелері үшін маңызды дақ пен химиялық төзімділікте көрсетілген жақсартулар талқыланады.
Фон
Жабындар өнеркәсібінің ландшафты үнемі дамып келеді. Қолданылатын миль үшін қолайлы баға бойынша спецификациядан өтудің «болуы керек» жай ғана жеткіліксіз. Шкафтарға, ағаш бұйымдарына, еденге және жиһазға зауытта қолданылатын жабындарға арналған ландшафт тез өзгереді. Зауыттарды жабындармен қамтамасыз ететін формуляторлардан қызметкерлерге жабындарды қолдану үшін қауіпсіз етуді, жоғары алаңдаушылық тудыратын заттарды кетіруді, VOC-терді сумен ауыстыруды және тіпті қазба көміртегін азырақ және көбірек биокөміртекті пайдалануды сұрайды. Шындық мынада, құн тізбегі бойында әрбір тұтынушы жабыннан тек спецификацияға сай емес, көп нәрсе істеуді сұрайды.
Зауыт үшін көбірек құндылық жасау мүмкіндігін көріп, біздің команда осы аппликаторлар кездескен қиындықтарды зауыт деңгейінде зерттей бастады. Көптеген сұхбаттардан кейін біз кейбір ортақ тақырыптарды ести бастадық:
- Рұқсат етуші кедергілер менің кеңею мақсаттарыма кедергі жасайды;
- Шығындар көбейіп, капиталдық бюджеттеріміз азаюда;
- Энергияға да, персоналға да шығындар өсуде;
- Тәжірибелі қызметкерлерді жоғалту;
- Біздің корпоративтік SG&A мақсаттары, сондай-ақ менің тұтынушымның мақсаттары орындалуы керек; және
- Шетелдік бәсеке.
Бұл тақырыптар су негізіндегі ультракүлгін сәулемен өңделетін полиуретанды қолданушылармен, әсіресе ағаш бұйымдары мен шкафтар нарығында резонанс тудыратын құнды ұсыныстарға әкелді, мысалы: «ағаш және шкаф өндірушілері зауыт тиімділігін жақсартуға ұмтылуда» және «өндірушілер баяу суды шығаратын қасиеттері бар жабындарға байланысты қайта өңдеудің аз зақымдалуымен қысқа өндірістік желілерде өндірісті кеңейту мүмкіндігін қалайды ».
1-кестеде жабын шикізатын өндіруші үшін жабынның белгілі бір атрибуттары мен физикалық қасиеттерін жақсарту соңғы пайдаланушы жүзеге асыра алатын тиімділікке қалай әкелетінін көрсетеді.
1-КЕСТЕ | Атрибуттар мен артықшылықтар.
1-кестеде көрсетілгендей белгілі бір атрибуттары бар ультракүлгін сәулесінен емделетін PUD құрастыру арқылы түпкілікті қолдану өндірушілері зауыттың тиімділігін арттырудағы қажеттіліктерін қанағаттандыра алады. Бұл олардың бәсекеге қабілетті болуына және ағымдағы өндірісті кеңейтуге мүмкіндік береді.
Эксперимент нәтижелері және талқылау
Ультракүлгін сәулелермен емделетін полиуретанды дисперсиялардың тарихы
1990 жылдары полимерге қосылған акрилат топтары бар анионды полиуретанды дисперсияларды коммерциялық қолдану өнеркәсіптік қолданбаларда қолданыла бастады.1 Бұл қолданбалардың көпшілігі қаптамада, бояуларда және ағаш жабындарында болды. 1-суретте ультракүлгін сәулесімен емделетін PUD-ның жалпы құрылымы көрсетілген, бұл жабын шикізаты қалай жасалғанын көрсетеді.
1-СУРЕТ | Жалпы акрилатты функционалды полиуретанды дисперсия.3
1-суретте көрсетілгендей, ультракүлгін сәулемен өңделетін полиуретанды дисперсиялар (УК-тазаланатын PUD) полиуретанды дисперсияларды жасау үшін пайдаланылатын типтік компоненттерден тұрады. Алифаттық диизоцианаттар полиуретанды дисперсияларды жасау үшін қолданылатын типтік күрделі эфирлермен, диолдармен, гидрофилизациялық топтармен және тізбек ұзартқыштармен әрекеттеседі.2 Айырмашылық дисперсияны жасау кезінде полимер алдындағы сатыға енгізілген акрилат функционалды эфирін, эпоксидті немесе эфирлерді қосу болып табылады. . Құрылыс блоктары ретінде пайдаланылатын материалдарды таңдау, сондай-ақ полимер архитектурасы мен өңдеу PUD өнімділігі мен кептіру сипаттамаларын белгілейді. Шикізат пен өңдеудегі бұл таңдаулар қабық түзбейтін, сондай-ақ қабық түзетіндер болуы мүмкін ультракүлгін сәулесінен емделетін PUD-ларға әкеледі.3 Қабық түзу немесе кептіру түрлері осы мақаланың тақырыбы болып табылады.
Қабықшаны қалыптастыру немесе оны жиі атайтын кептіру ультракүлгін сәулеленуден бұрын ұстағанда құрғақ болатын біріктірілген қабыршақтарды береді. Аппликаторлар бөлшектердің әсерінен жабынның ауамен ластануын, сондай-ақ оларды өндіру процесінде жылдамдық қажеттілігін шектегісі келетіндіктен, олар көбінесе ультракүлгін сәулеленуге дейін үздіксіз процестің бөлігі ретінде пештерде кептіріледі. 2-суретте ультракүлгін сәулесімен емделетін PUD типтік кептіру және емдеу процесі көрсетілген.
2-СУРЕТ | Ультракүлгін сәулесімен емделетін PUD емдеу процесі.
Қолданылатын қолдану әдісі әдетте спрей болып табылады. Дегенмен, пышақ үстінен орама, тіпті су тасқыны да қолданылған. Бір рет қолданғаннан кейін, жабын қайта өңделмес бұрын әдетте төрт қадамдық процестен өтеді.
1.Жарқыл: Мұны бөлмеде немесе жоғары температурада бірнеше секундтан бірнеше минутқа дейін жасауға болады.
2.Пеште кептірілген: Бұл жерде су мен еріткіштер жабыннан шығарылады. Бұл қадам өте маңызды және әдетте процесте ең көп уақытты алады. Бұл қадам әдетте >140 °F температурада және 8 минутқа дейін созылады. Көп аймақты кептіру пештерін де пайдалануға болады.
- IR шамы және ауа қозғалысы: IR шамдары мен ауа қозғалысы желдеткіштерін орнату судың жарқылын одан да тездетеді.
3.Ультракүлгін сәулемен емдеу.
4.Салқындату: Кептірілгеннен кейін, жабуға төзімділікке жету үшін жабын біраз уақыт бойы қатаюы керек. Бұл қадам блоктауға қарсы тұруға дейін 10 минутқа созылуы мүмкін
Эксперименттік
Бұл зерттеу қазіргі уақытта шкафтар мен ағаш бұйымдары нарығында қолданылатын екі ультракүлгін сәулесімен емделетін PUD (WB UV) біздің жаңа PUD № 65215A әзірлемемізбен салыстырылды. Бұл зерттеуде біз кептіру, блоктау және химиялық төзімділік бойынша №1 стандарт пен №2 стандартты PUD №65215A стандартымен салыстырамыз. Біз сондай-ақ рН тұрақтылығын және тұтқырлық тұрақтылығын бағалаймыз, бұл артық бүркуді және сақтау мерзімін қайта пайдалануды қарастырғанда маңызды болуы мүмкін. Төменде 2-кестеде осы зерттеуде пайдаланылған шайырлардың әрқайсысының физикалық қасиеттері көрсетілген. Барлық үш жүйе бірдей фотобастаушы деңгейіне, VOC және қатты заттар деңгейіне тұжырымдалған. Барлық үш шайыр 3% қос еріткішпен тұжырымдалған.
2-КЕСТЕ | PUD шайырының қасиеттері.
Бізге сұхбатымызда ағаш бұйымдары мен шкафтар нарығындағы WB-UV жабындарының көпшілігі өндіріс желісінде кебетінін айтты, бұл ультракүлгін сәулеленуге дейін 5-8 минутты алады. Керісінше, еріткіш негізіндегі УК (SB-UV) сызығы 3-5 минутта кебеді. Бұған қоса, бұл нарық үшін жабындар әдетте 4-5 миль дымқыл қолданылады. Ультракүлгін сәулемен өңделетін еріткіш негізіндегі баламалармен салыстырғанда, сумен өңделетін ультракүлгін сәулемен өңделетін жабындардың негізгі кемшілігі - өндіріс желісіндегі суды жыпылықтату үшін кететін уақыт.4 Егер суды судан дұрыс шығармаған болса, ақ дақ сияқты пленка ақаулары пайда болады. ультракүлгін сәулеленуден бұрын жабу. Бұл ылғалды пленка қалыңдығы тым жоғары болса да орын алуы мүмкін. Бұл ақ дақтар ультракүлгін сәулелену кезінде қабықшаның ішінде су тұрып қалғанда пайда болады.5
Бұл зерттеу үшін біз ультракүлгін сәулесімен емделетін еріткіш негізіндегі желіде қолданылатынға ұқсас емдеу кестесін таңдадық. 3-суретте біздің зерттеуіміз үшін қолданылған қолдану, кептіру, емдеу және орау кестесі көрсетілген. Бұл кептіру кестесі ағаш бұйымдары мен шкафтардағы қолданыстағы нарықтық стандартқа қарағанда желі жылдамдығының 50%-дан 60%-ға дейін жақсаруын білдіреді.
3-СУРЕТ | Қолдану, кептіру, қатаю және орау кестесі.
Төменде біз зерттеу үшін қолданған қолдану және емдеу шарттары берілген:
●Қара негізді лакпен үйеңкі шпонының үстіне шашыратып жағыңыз.
●30 секундтық бөлме температурасының жыпылықтауы.
●140 °F кептіру пеші 2,5 минутқа (конвекциялық пеш).
●Ультракүлгін сәулемен емдеу – қарқындылығы шамамен 800 мДж/см2.
- Мөлдір жабындар Hg шамының көмегімен өңделді.
- Пигментті жабындар Hg/Ga комбинациясы шамының көмегімен өңделді.
●Үстеу алдында 1 минут суытыңыз.
Зерттеуіміз үшін біз сонымен қатар қабаттардың азаюы сияқты басқа артықшылықтардың жүзеге асатынын білу үшін үш түрлі дымқыл пленка қалыңдығын шашыраттық. ДБ ультракүлгін сәулесіне 4 миль ылғалдылық тән. Бұл зерттеуге біз сондай-ақ 6 және 8 миль ылғалды жабу қолданбаларын қостық.
Емдеу нәтижелері
Стандартты №1, жылтырлығы жоғары мөлдір жабын, нәтижелер 4-суретте көрсетілген. WB УК мөлдір жабыны бұрын қара жабынмен қапталған және 3-суретте көрсетілген кестеге сәйкес өңделген орташа тығыздықтағы талшықты тақтаға (MDF) қолданылған. 4 миль дымқылда жабын өтеді. Дегенмен, 6 және 8 миль ылғалды қолданғанда жабын жарылып, ультракүлгін сәулеленуге дейін судың нашар бөлінуіне байланысты 8 миль оңай алынып тасталды.
4-СУРЕТ | Стандарт №1.
Ұқсас нәтиже 5-суретте көрсетілген №2 стандартта да көрінеді.
5-СУРЕТ | Стандарт №2.
6-суретте көрсетілген, 3-суреттегідей емдеу кестесін пайдалана отырып, PUD №65215A суды шығару/кептіруде айтарлықтай жақсарғанын көрсетті. 8 миль ылғалды пленка қалыңдығында үлгінің төменгі жиегінде шамалы крекинг байқалды.
6-СУРЕТ | PUD №65215A.
PUD № 65215A жылтырлығы төмен мөлдір жабында және қара негізгі жабыны бар бірдей MDF үстінен пигментті жабындыда қосымша сынау басқа типтік жабын формулаларындағы судың бөліну сипаттамаларын бағалау үшін бағаланды. 7-суретте көрсетілгендей, 5 және 7 миль дымқыл қолдану кезінде жылтырлығы төмен құрам суды босатып, жақсы қабықша түзді. Дегенмен, 10 миль ылғалдылық кезінде ол 3-суреттегі кептіру және емдеу кестесі бойынша суды босату үшін тым қалың болды.
7-СУРЕТ | Төмен жылтыр PUD №65215A.
Ақ пигментті формулада PUD №65215A 3-суретте сипатталған бірдей кептіру және емдеу кестесінде жақсы орындалды, тек 8 дымқыл мильде қолданғаннан басқа. 8-суретте көрсетілгендей, судың нашар бөлінуінен пленка 8 мильде жарылады. Жалпы алғанда, мөлдір, жылтырлығы төмен және пигментті құрамдарда, PUD № 65215A 7 мильге дейін дымқыл жаққанда және 3-суретте сипатталған жылдам кептіру және қатаю кестесінде қатқан кезде қабықша түзілімдері мен кептіруде жақсы жұмыс істеді.
8-СУРЕТ | Пигментті PUD №65215A.
Бұғаттау нәтижелері
Блоктау кедергісі - қабаттасу кезінде жабынның басқа қапталған бұйымға жабыспау қабілеті. Өндірісте бұл жиі кедергі болып табылады, егер өңделген жабын блокқа төзімділікке жету үшін уақыт қажет болса. Бұл зерттеу үшін №1 стандарт пен PUD №65215A пигментті құрамдары шыныға 5 дымқыл мильде түсіру жолағын пайдаланып жағылды. Олардың әрқайсысы 3-суреттегі емдеу кестесіне сәйкес өңделді. Екі қапталған шыны панельдер бір уақытта өңделді – 9-суретте көрсетілгендей қатайтылғаннан кейін 4 минуттан кейін панельдер бір-біріне бекітілді. Олар бөлме температурасында 24 сағат бойы бір-біріне қыстырылды. . Егер панельдер із қалдырмай немесе қапталған панельдерге зақым келтірместен оңай бөлінген болса, сынақ өту деп саналды.
10-сурет PUD# 65215A жақсартылған блоктауға төзімділігін көрсетеді. Алдыңғы сынақта стандарт №1 және PUD №65215A екеуі де толық емделуге қол жеткізгенімен, тек PUD №65215A ғана судың жеткілікті түрде бөлінуі мен бөгелуге төзімділікке қол жеткізу үшін емдеуді көрсетті.
9-СУРЕТ | Блоктау кедергісі сынағы суреті.
10-СУРЕТ | №1 стандарттың бұғаттау кедергісі, одан кейін PUD №65215A.
Акрилді араластыру нәтижелері
Қаптау өндірушілері құнын төмендету үшін жиі WB ультракүлгін сәулесімен емделетін шайырларды акрилмен араластырады. Зерттеуіміз үшін біз сонымен қатар PUD №65215A-ны NeoCryl® XK-12, су негізіндегі акрилмен араластыруды қарастырдық, көбінесе ағаш бұйымдары мен шкафтар нарығында ультракүлгін сәулесімен емделетін су негізіндегі PUD үшін араластырғыш серіктес ретінде пайдаланылады. Бұл нарық үшін KCMA дақ сынағы стандарт болып саналады. Соңғы қолдану түріне байланысты кейбір химиялық заттар қапталған бұйымды өндіруші үшін басқаларға қарағанда маңыздырақ болады. 5 деген баға ең жақсы, ал 1 баға ең нашар.
3-кестеде көрсетілгендей, PUD №65215A жоғары жылтыр мөлдір, төмен жылтыр мөлдір және пигментті жабын ретінде KCMA дақ сынауында өте жақсы жұмыс істейді. Акрилмен 1:1 араласқанның өзінде KCMA дақ сынағы қатты әсер етпейді. Тіпті қыша сияқты агенттермен бояу кезінде жабын 24 сағаттан кейін қолайлы деңгейге дейін қалпына келді.
3-КЕСТЕ | Химиялық және дақтарға төзімділік (5 рейтингі ең жақсы).
KCMA дақ сынағымен қатар, өндірушілер ультракүлгін сәулелерден тазартылғаннан кейін бірден емдеуді тексереді. Көбінесе акрилді араластырудың әсерлері осы сынақта емдеу сызығынан бірден байқалады. 20 изопропил спиртін екі рет сүртуден кейін (20 IPA dr) жабынның серпілісі болмайды деп күтілуде. Үлгілер ультракүлгін сәулеленуден кейін 1 минуттан кейін сыналады. Біздің тестілеуде біз PUD № 65215A акрилмен 1:1 қоспасы бұл сынақтан өтпегенін көрдік. Дегенмен, біз PUD №65215A 25% NeoCryl XK-12 акрилімен араласып, әлі де 20 IPA dr сынағынан өтуге болатынын көрдік (NeoCryl - Covestro тобының тіркелген сауда белгісі).
11-СУРЕТ | 20 IPA екі рет сүрту, ультракүлгін сәулеленуден кейін 1 минуттан кейін.
Шайырдың тұрақтылығы
PUD №65215A тұрақтылығы да тексерілді. Егер 40 °C температурада 4 аптадан кейін рН 7-ден төмен түспесе және бастапқымен салыстырғанда тұтқырлық тұрақты болып қалатын болса, дәрі-дәрмек тұрақты болып саналады. Тестілеу үшін біз үлгілерді 50 °C температурада 6 аптаға дейін қатаңырақ шарттарға қоюды шештік. Бұл жағдайларда №1 және №2 стандарт тұрақты болмады.
Тестілеу үшін біз осы зерттеуде пайдаланылған жылтырлығы жоғары мөлдір, төмен жылтыр мөлдір, сондай-ақ жылтырлығы төмен пигментті құрамдарды қарастырдық. 12-суретте көрсетілгендей, барлық үш құрамның рН тұрақтылығы тұрақты және 7,0 рН шегінен жоғары болды. 13-сурет 50 °C температурада 6 аптадан кейін тұтқырлықтың минималды өзгеруін көрсетеді.
12-СУРЕТ | №65215A тұжырымдалған PUD рН тұрақтылығы.
13-СУРЕТ | №65215A тұжырымдалған PUD тұтқырлық тұрақтылығы.
PUD №65215A тұрақтылық өнімділігін көрсететін тағы бір сынақ 50 °C температурада 6 апта бойы ескірген жабын құрамының KCMA дақтарына төзімділігін қайтадан сынау және оны бастапқы KCMA дақтарына төзімділігімен салыстыру болды. Жақсы тұрақтылық көрсетпейтін жабындар бояу өнімділігінде төмендейді. 14-суретте көрсетілгендей, PUD № 65215A 3-кестеде көрсетілген пигментті жабынның бастапқы химиялық/даққа төзімділігін сынаудағыдай өнімділік деңгейін сақтады.
14-СУРЕТ | Пигментті PUD №65215A үшін химиялық сынақ панельдері.
Қорытындылар
Ультракүлгін сәулесімен емделетін су негізіндегі жабындарды қолданушылар үшін PUD №65215A оларға ағаш бұйымдары, ағаш және шкафтар нарығындағы қолданыстағы өнімділік стандарттарына сәйкес келуге мүмкіндік береді, сонымен қатар жабын процесінде желі жылдамдығының 50-ден жоғары жақсаруын көруге мүмкіндік береді. Қазіргі стандартты ультракүлгін сәулесімен емделетін су негізіндегі жабындардан -60%. Аппликатор үшін бұл мынаны білдіруі мүмкін:
●Жылдам өндіріс;
●Пленка қалыңдығының ұлғаюы қосымша қабаттардың қажеттілігін азайтады;
●Кептіру желілерін қысқарту;
●Кептіру қажеттілігінің төмендеуіне байланысты энергияны үнемдеу;
●Жылдам бұғаттауға төзімді болғандықтан сынықтар аз;
●Шайырдың тұрақтылығына байланысты жабын қалдықтары азаяды.
100 г/л-ден аз VOC бар болса, өндірушілер де VOC мақсаттарын орындауға қабілетті. Рұқсат мәселелеріне байланысты кеңейту мәселесіне тап болуы мүмкін өндірушілер үшін суды жылдам шығаратын PUD №65215A өнімділік құрбандықтарынсыз өздерінің нормативтік міндеттемелерін оңай орындауға мүмкіндік береді.
Осы мақаланың басында біз еріткіш негізіндегі ультракүлгін сәулесімен өңделетін материалдарды аппликаторлар әдетте 3-5 минутқа созылатын процесте жабындарды кептіретін және өңдейтінін сұхбатымыздан келтірдік. Біз осы зерттеуде 3-суретте көрсетілген процеске сәйкес PUD №65215A 140 °C пеш температурасымен 4 минут ішінде 7 мильге дейінгі ылғалды пленка қалыңдығын түзететінін көрсеттік. Бұл еріткіш негізіндегі ультракүлгін сәулемен өңделетін жабындардың көпшілігінің терезесінде жақсы. PUD №65215A еріткіш негізіндегі ультракүлгін сәулемен өңделетін материалдардың ағымдағы аппликаторларына олардың жабын сызығын аздап өзгерте отырып, су негізіндегі ультракүлгін сәулемен өңделетін материалға ауысу мүмкіндігін бере алады.
Өндірістің кеңеюін қарастыратын өндірушілер үшін PUD №65215A негізіндегі жабындар оларға:
●Қысқа су негізіндегі жабын сызығын пайдалану арқылы ақшаны үнемдеңіз;
● Нысандағы жабын сызығының ізінің аз болуы;
●Ағымдағы VOC рұқсатына әсерді азайту;
●Кептіру қажеттілігінің төмендеуіне байланысты қуат үнемдеуді жүзеге асырыңыз.
Қорытындылай келе, PUD №65215A 140 °C температурада кептіру кезінде шайырдың жоғары физикалық қасиеттері мен суды жылдам бөлетін сипаттамалары арқылы ультракүлгін сәулемен өңделетін жабын желілерінің өндіріс тиімділігін арттыруға көмектеседі.
Жіберу уақыты: 14 тамыз 2024 ж
