Alt-efikecaj UV-resanigeblaj tegaĵoj estas uzataj en la fabrikado de plankokovraĵoj, mebloj kaj ŝrankoj dum multaj jaroj. Dum plejparto de ĉi tiu tempo, 100%-solidaj kaj solvent-bazitaj UV-resanigeblaj tegaĵoj estis la domina teknologio en la merkato. En la lastaj jaroj, akvobazita UV-resanigebla tegaĵteknologio kreskis. Akvobazitaj UV-resanigeblaj rezinoj pruviĝis utila ilo por fabrikantoj pro diversaj kialoj, inkluzive de pasado de KCMA-kolorigo, kemia rezistotestado kaj reduktado de VOC-oj. Por ke ĉi tiu teknologio daŭre kresku en ĉi tiu merkato, pluraj faktoroj estis identigitaj kiel ŝlosilaj areoj kie plibonigoj bezonas esti faritaj. Ĉi tiuj portos akvobazitajn UV-resanigeblajn rezinojn preter simple havi la "nepraĵojn", kiujn posedas la plej multaj rezinoj. Ili komencos aldoni valorajn ecojn al la tegaĵo, alportante valoron al ĉiu pozicio laŭlonge de la valorĉeno de tegaĵformulanto ĝis fabrikaplikanto ĝis instalisto kaj, fine, ĝis la posedanto.
Fabrikistoj, precipe hodiaŭ, deziras tegaĵon, kiu faros pli ol nur plenumi specifojn. Ekzistas ankaŭ aliaj ecoj, kiuj provizas avantaĝojn en fabrikado, pakado kaj instalado. Unu dezirata atributo estas plibonigoj en la efikeco de la fabriko. Por la akvobazita tegaĵo, tio signifas pli rapidan akvoliberigon kaj pli rapidan blokreziston. Alia dezirata atributo estas plibonigo de la stabileco de la rezino por kaptado/reuzo de tegaĵo, kaj administrado de ilia stokregistro. Por la finuzanto kaj instalisto, dezirataj atributoj estas pli bona rezisto al polurado kaj neniu metala marko dum instalado.
Ĉi tiu artikolo diskutos novajn evoluojn en akvobazitaj UV-kuraceblaj poliuretanoj, kiuj ofertas multe plibonigitan 50 °C farbostabilecon en travideblaj kaj ankaŭ pigmentitaj tegaĵoj. Ĝi ankaŭ diskutas kiel ĉi tiuj rezinoj traktas la deziratajn atributojn de la tegaĵaplikilo por pliigi la linian rapidon per rapida akvoliberigo, plibonigita blokrezisto kaj solventa rezisto ekster la linio, kio plibonigas la rapidon por stakado kaj pakado. Ĉi tio ankaŭ plibonigos la difekton ekster la linio, kiu foje okazas. Ĉi tiu artikolo ankaŭ diskutas plibonigojn montritajn en makula kaj kemia rezisto gravaj por instalistoj kaj posedantoj.
Fono
La pejzaĝo de la tegaĵindustrio konstante evoluas. La "nepraĵoj" simple plenumi la specifon je akceptebla prezo por aplikita milo simple ne sufiĉas. La pejzaĝo por fabrike aplikataj tegaĵoj al ŝrankoj, kunigaĵoj, plankoj kaj mebloj rapide ŝanĝiĝas. Formuloj, kiuj liveras tegaĵojn al la fabrikoj, estas petataj igi tegaĵojn pli sekuraj por dungitoj, forigi substancojn de alta zorgo, anstataŭigi VOC-ojn per akvo, kaj eĉ uzi malpli da fosilia karbono kaj pli da biokarbono. La realo estas, ke laŭlonge de la tuta valoroĉeno, ĉiu kliento petas, ke la tegaĵo faru pli ol nur plenumi la specifon.
Vidante ŝancon krei pli da valoro por la fabriko, nia teamo komencis esplori ĉe la fabrika nivelo la defiojn, kiujn ĉi tiuj aplikantoj alfrontis. Post multaj intervjuoj ni komencis aŭdi kelkajn komunajn temojn:
- Permesado de obstakloj malhelpas miajn vastiĝajn celojn;
- Kostoj kreskas kaj niaj kapitalbuĝetoj malpliiĝas;
- Kostoj de kaj energio kaj personaro kreskas;
- Perdo de spertaj dungitoj;
- Niaj entreprenaj celoj de ĝeneralaj kaj ĝeneralaj administradoj, same kiel tiuj de mia kliento, devas esti plenumitaj; kaj
- Transmara konkurenco.
Ĉi tiuj temoj kondukis al deklaroj pri valorproponoj, kiuj komencis resoni ĉe aplikigantoj de akvobazitaj UV-resanigeblaj poliuretanoj, precipe en la merkato de lignaĵistaj kaj ŝrankaraj konstruaĵoj, kiel ekzemple: "fabrikistoj de lignaĵistaj kaj ŝrankaraj konstruaĵoj serĉas plibonigojn en fabrika efikeco" kaj "fabrikistoj volas havi la kapablon vastigi produktadon sur pli mallongaj produktadlinioj kun malpli da ripardamaĝo pro la tegaĵoj kun malrapidaj akvo-liberigaj ecoj."
Tabelo 1 ilustras kiel, por la fabrikanto de tegaĵaj krudmaterialoj, plibonigoj en certaj tegaĵaj atributoj kaj fizikaj ecoj kondukas al efikecoj, kiujn povas realigi la finuzanto.
TABELO 1 | Atributoj kaj avantaĝoj.
Per la dizajnado de UV-kuraceblaj PUD-oj kun certaj atributoj kiel listigitaj en Tabelo 1, finuzantaj fabrikantoj povos trakti siajn bezonojn pri plibonigado de plant-efikecoj. Tio permesos al ili esti pli konkurencivaj, kaj eble permesos al ili vastigi la nunan produktadon.
Eksperimentaj Rezultoj kaj Diskuto
Historio de UV-kuraceblaj poliuretanaj dispersoj
En la 1990-aj jaroj, la komercaj uzoj de anjonaj poliuretanaj dispersoj enhavantaj akrilatajn grupojn ligitajn al la polimero komencis esti uzataj en industriaj aplikoj.1 Multaj el ĉi tiuj aplikoj estis en pakado, inkoj kaj lignotegaĵoj. Figuro 1 montras ĝeneralan strukturon de UV-resanigebla PUD, montrante kiel ĉi tiuj tegaj krudmaterialoj estas dizajnitaj.
FIGURO 1 | Ĝenerala akrilata funkcia poliuretana disperso.3
Kiel montrite en Figuro 1, UV-resanigeblaj poliuretanaj dispersoj (UV-resanigeblaj PUD-oj) konsistas el la tipaj komponantoj uzataj por fari poliuretanajn dispersojn. Alifataj diizocianatoj reagas kun la tipaj esteroj, dioloj, hidrofiligaj grupoj kaj ĉenplilongigiloj uzataj por fari poliuretanajn dispersojn.2 La diferenco estas la aldono de akrilata funkcia estero, epoksio aŭ eteroj enigitaj en la antaŭpolimeran paŝon dum la farado de la disperso. La elekto de materialoj uzataj kiel konstrubriketoj, same kiel la arkitekturo kaj prilaborado de polimeroj, diktas la rendimenton kaj sekigajn karakterizaĵojn de PUD. Ĉi tiuj elektoj en krudmaterialoj kaj prilaborado kondukos al UV-resanigeblaj PUD-oj, kiuj povas esti ne-filmformaj, same kiel tiuj, kiuj estas filmoformaj.3 La filmoformaj, aŭ sekigaj tipoj, estas la temo de ĉi tiu artikolo.
Filmformado, aŭ sekigado kiel ĝi ofte nomiĝas, produktos kunfluitajn filmojn, kiuj estas sekaj al la tuŝo antaŭ UV-hardado. Ĉar aplikigistoj deziras limigi aeran poluadon de la tegaĵo pro partikloj, same kiel la bezonon de rapideco en sia produktada procezo, ĉi tiuj ofte estas sekigitaj en fornoj kiel parto de kontinua procezo antaŭ UV-hardado. Figuro 2 montras la tipan sekigan kaj hardan procezon de UV-hardebla PUD.
FIGURO 2 | Procezo por kuraci UV-kuraceblan PUD-on.
La uzata aplikmetodo estas tipe ŝprucaĵo. Tamen, oni uzis tranĉil-super-rulaĵon kaj eĉ inundan tegaĵon. Post aplikiĝo, la tegaĵo kutime trapasas kvar-ŝtupan procezon antaŭ ol ĝi estas denove manipulita.
1. Fulmo: Ĉi tio povas esti farita je ĉambra aŭ pli altaj temperaturoj dum kelkaj sekundoj ĝis kelkaj minutoj.
2. Fornsekigo: Jen kie la akvo kaj kunsolviloj estas forpelitaj el la tegaĵo. Ĉi tiu paŝo estas kritika kaj kutime konsumas la plej multe da tempo en procezo. Ĉi tiu paŝo kutime okazas je >140 °F kaj daŭras ĝis 8 minutojn. Plurzonaj sekigfornoj ankaŭ povas esti uzataj.
- IR-lampo kaj aermovado: Instalo de IR-lampoj kaj aermovadaj ventoliloj akcelos la akvan fulmon eĉ pli rapide.
3. UV-kuracado.
4. Malvarmigu: Post kiam la tegaĵo hardis, ĝi devos hardi dum iom da tempo por atingi blokan reziston. Ĉi tiu paŝo povas daŭri ĝis 10 minutojn antaŭ ol la blokan reziston oni atingos.
Eksperimenta
Ĉi tiu studo komparis du UV-resanigeblajn PUD-ojn (WB UV), nuntempe uzatajn en la merkato de ŝrankoj kaj kunigaĵoj, kun nia nova evoluigo, PUD # 65215A. En ĉi tiu studo ni komparas Normon #1 kaj Normon #2 kun PUD #65215A rilate al sekigado, blokado kaj kemia rezisto. Ni ankaŭ taksas pH-stabilecon kaj viskozecan stabilecon, kiuj povas esti kritikaj kiam oni konsideras reuzon de troŝprucado kaj bretovivon. Sube en Tabelo 2 estas montritaj la fizikaj ecoj de ĉiu el la rezinoj uzitaj en ĉi tiu studo. Ĉiuj tri sistemoj estis formulitaj laŭ simila nivelo de fotoiniciatilo, VOC-oj kaj solida nivelo. Ĉiuj tri rezinoj estis formulitaj kun 3% kunsolvilo.
TABELO 2 | Ecoj de PUD-rezino.
En niaj intervjuoj oni diris al ni, ke plej multaj WB-UV-tegaĵoj en la merkatoj de lignaĵistaj kaj ŝrankaraj konstruaĵoj sekiĝas sur produktadlinio, kio daŭras inter 5 kaj 8 minutojn antaŭ ol UV-hardado okazas. Kontraste, solventa UV-linio (SB-UV) sekiĝas en 3-5 minutoj. Krome, por ĉi tiu merkato, tegaĵoj estas tipe aplikataj je 4-5 mil malsekaj surfacoj. Grava malavantaĝo por akvobazitaj UV-hardeblaj tegaĵoj kompare kun UV-hardeblaj solventaj alternativoj estas la tempo necesa por forigi akvon sur produktadlinio.4 Filmaj difektoj, kiel ekzemple blankaj makuloj, okazos se akvo ne estis ĝuste forigita de la tegaĵo antaŭ UV-hardado. Ĉi tio ankaŭ povas okazi se la dikeco de la malseka filmo estas tro alta. Ĉi tiuj blankaj makuloj kreiĝas kiam akvo kaptiĝas ene de la filmo dum UV-hardado.5
Por ĉi tiu studo ni elektis hardigan horaron similan al tiu, kiu estus uzata sur UV-hardebla solvent-bazita linio. Figuro 3 montras nian aplikan, sekigantan, hardigan kaj pakadan horaron uzitan por nia studo. Ĉi tiu sekiga horaro reprezentas inter 50% kaj 60% plibonigon en la ĝenerala linirapideco kompare kun la nuna merkata normo en kunigaĵaj kaj ŝrankaraj aplikoj.
FIGURO 3 | Apliko, sekigado, hardado kaj pakado-horaro.
Jen la apliko- kaj hardiĝkondiĉoj, kiujn ni uzis por nia studo:
●Ŝprucu sur acerlignon kun nigra baza tavolo.
●30-sekunda ĉambratemperatura fulmo.
●Sekigforno je 140 °F dum 2.5 minutoj (konvekcia forno).
●UV-kuracado - intenseco ĉirkaŭ 800 mJ/cm2.
- Travideblaj tegaĵoj estis hardigitaj per Hg-lampo.
- Pigmentitaj tegaĵoj estis hardigitaj uzante kombinitan Hg/Ga-lampon.
●1-minuta malvarmiĝo antaŭ stakado.
Por nia studo ni ankaŭ ŝprucis tri malsamajn malsekajn filmdikecojn por vidi ĉu aliaj avantaĝoj, kiel ekzemple malpli da tavoloj, ankaŭ estus realigitaj. 4 miloj da malseka tavolo estas la tipa por WB UV. Por ĉi tiu studo ni ankaŭ inkluzivis aplikojn de malsekaj tegaĵoj kun 6 kaj 8 miloj da dikeco.
Kuracigaj Rezultoj
Normo n-ro 1, altbrila travidebla tegaĵo, rezultoj estas montritaj en Figuro 4. La WB UV-travidebla tegaĵo estis aplikita al mezdensa fibroplato (MDF) antaŭe kovrita per nigra baztegaĵo kaj hardita laŭ la horaro montrita en Figuro 3. Je 4 miloj da malsekeco la tegaĵo trapasas. Tamen, je 6 kaj 8 miloj da malsekeco de apliko la tegaĵo fendiĝis, kaj 8 miloj estis facile forigita pro malbona akvoliberigo antaŭ UV-hardado.
FIGURO 4 | Normo n-ro 1.
Simila rezulto ankaŭ videblas en Normo n-ro 2, montrita en Figuro 5.
FIGURO 5 | Normo n-ro 2.
Montrite en Figuro 6, uzante la saman hardadan horaron kiel en Figuro 3, PUD #65215A montris grandegan plibonigon en akvoliberigo/sekigado. Ĉe 8 miloj da dikeco de malseka filmo, iometa fendeto estis observita sur la malsupra rando de la specimeno.
FIGURO 6 | PUD #65215A.
Plia testado de PUD# 65215A en malalt-brila travidebla tegaĵo kaj pigmentita tegaĵo super la sama MDF kun nigra baza tegaĵo estis taksita por taksi akvo-liberigajn karakterizaĵojn en aliaj tipaj tegaĵaj formuloj. Kiel montrite en Figuro 7, la malalt-brila formulo je malseka apliko de 5 kaj 7 miloj liberigis la akvon kaj formis bonan filmon. Tamen, je malseka apliko de 10 miloj, ĝi estis tro dika por liberigi la akvon laŭ la sekiga kaj hardita horaro en Figuro 3.
FIGURO 7 | Malbrila PUD #65215A.
En blankpigmentita formulo, PUD#65215A bone funkciis en la sama sekiga kaj harda horaro priskribita en Figuro 3, krom kiam aplikite je 8 malsekaj miloj. Kiel montrite en Figuro 8, la filmo fendiĝas je 8 miloj pro malbona akvoliberigo. Ĝenerale en klaraj, malaltbrilaj kaj pigmentitaj formuloj, PUD#65215A bone funkciis en filmformadoj kaj sekigado kiam aplikite ĝis 7 miloj malseke kaj hardita laŭ la akcelita sekiga kaj harda horaro priskribita en Figuro 3.
FIGURO 8 | Pigmentigita PUD #65215A.
Blokantaj Rezultoj
Bloka rezisto estas la kapablo de tegaĵo ne algluiĝi al alia tegitaj objektoj kiam stakigitaj. En fabrikado, ĉi tio ofte estas proplempunkto se necesas tempo por ke hardita tegaĵo atingu blokan reziston. Por ĉi tiu studo, pigmentaj formuloj de Normo #1 kaj PUD #65215A estis aplikitaj al vitro je 5 malsekaj miloj uzante mallevigan stangon. Ĉi tiuj estis ĉiu harditaj laŭ la hardiga horaro en Figuro 3. Du tegitaj vitraj paneloj estis harditaj samtempe - 4 minutojn post hardado la paneloj estis fiksitaj kune, kiel montrite en Figuro 9. Ili restis fiksitaj kune je ĉambra temperaturo dum 24 horoj. Se la paneloj estis facile apartigitaj sen premsigno aŭ difekto de la tegitaj paneloj, tiam la testo estis konsiderata sukcesa.
Figuro 10 ilustras la plibonigitan blokreziston de PUD# 65215A. Kvankam kaj Normo #1 kaj PUD #65215A atingis plenan hardadon en la antaŭa testo, nur PUD #65215A montris sufiĉan akvoliberigon kaj hardadon por atingi blokreziston.
FIGURO 9 | Ilustraĵo de testo de blokada rezisto.
FIGURO 10 | Bloka rezisto de Normo n-ro 1, sekvata de PUD n-ro 65215A.
Rezultoj de Akrila Miksado
Tegaĵproduktantoj ofte miksas WB UV-resanigeblajn rezinojn kun akriloj por malaltigi kostojn. Por nia studo ni ankaŭ rigardis la miksadon de PUD#65215A kun NeoCryl® XK-12, akvobazita akrilo, ofte uzata kiel miksa partnero por UV-resanigeblaj akvobazitaj PUD-oj en la merkato de lignaĵistaj kaj ŝrankaj konstruaĵoj. Por ĉi tiu merkato, KCMA-makulotestado estas konsiderata la normo. Depende de la fina apliko, iuj kemiaĵoj fariĝos pli gravaj ol aliaj por la fabrikanto de la tegita artikolo. Rangigo de 5 estas la plej bona kaj rangigo de 1 estas la plej malbona.
Kiel montrite en Tabelo 3, PUD #65215A funkcias escepte bone en KCMA-makultestado kiel altbrila travidebla, malaltbrila travidebla, kaj kiel pigmentigita tegaĵo. Eĉ miksita 1:1 kun akrilo, la KCMA-makultestado ne estas draste influita. Eĉ en makulado per agentoj kiel mustardo, la tegaĵo reakiris akcepteblan nivelon post 24 horoj.
TABELO 3 | Kemia kaj makula rezisto (rangigo de 5 estas plej bona).
Aldone al KCMA-makultestado, fabrikantoj ankaŭ testas pri hardado tuj post UV-hardado de la linio. Ofte la efikoj de akrila miksado estos rimarkitaj tuj de la hardadlinio en ĉi tiu testo. Oni atendas, ke la tegaĵa miksaĵo ne trarompiĝos post 20 duoblaj frotadoj kun izopropila alkoholo (20 IPA dr). Specimenoj estas testitaj 1 minuton post UV-hardado. En nia testado, ni vidis, ke miksaĵo 1:1 de PUD# 65215A kun akrilo ne pasis ĉi tiun teston. Tamen, ni vidis, ke PUD #65215A povus esti miksita kun 25% NeoCryl XK-12 akrilo kaj ankoraŭ pasi la 20 IPA dr teston (NeoCryl estas registrita varmarko de la Covestro-grupo).
FIGURO 11 | 20 IPA duoblaj frotadoj, 1 minuton post UV-hardado.
Rezina Stabileco
La stabileco de PUD #65215A ankaŭ estis testita. Formulo estas konsiderata bretostabila se post 4 semajnoj je 40 °C, la pH ne falas sub 7 kaj la viskozeco restas stabila kompare kun la komenca. Por nia testado ni decidis submeti la specimenojn al pli severaj kondiĉoj de ĝis 6 semajnoj je 50 °C. Sub ĉi tiuj kondiĉoj, la Normo #1 kaj #2 ne estis stabilaj.
Por nia testado, ni rigardis la altbrilajn travideblajn, malaltbrilajn travideblajn, kaj ankaŭ la malaltbrilajn pigmentitajn formulojn uzitajn en ĉi tiu studo. Kiel montrite en Figuro 12, la pH-stabileco de ĉiuj tri formuloj restis stabila kaj super la pH-sojlo de 7.0. Figuro 13 ilustras la minimuman viskozecŝanĝon post 6 semajnoj je 50 °C.
FIGURO 12 | pH-stabileco de formulita PUD #65215A.
FIGURO 13 | Viskozeca stabileco de formulita PUD #65215A.
Alia testo montranta stabilecan rendimenton de PUD #65215A estis denove testi la KCMA-makulreziston de tegaĵformulo, kiu estis maturigita dum 6 semajnoj je 50 °C, kaj kompari tion kun ĝia komenca KCMA-makulrezisto. Tegaĵoj, kiuj ne montras bonan stabilecon, vidos malpliiĝojn en makulrezisto. Kiel montrite en Figuro 14, PUD# 65215A konservis la saman nivelon de rendimento kiel en la komenca kemia/makulrezistotestado de la pigmentigita tegaĵo montrita en Tabelo 3.
FIGURO 14 | Kemiaj testaj paneloj por pigmentigita PUD #65215A.
Konkludoj
Por aplikigantoj de UV-resanigeblaj akvobazitaj tegaĵoj, PUD #65215A ebligos al ili plenumi la nunajn rendimentajn normojn en la merkatoj de lignaĵistaro, ligno kaj ŝrankoj, kaj krome, ebligos al la tegaĵa procezo vidi plibonigojn de la linia rapido je pli ol 50-60% kompare kun nunaj normaj UV-resanigeblaj akvobazitaj tegaĵoj. Por la aplikiganto tio povas signifi:
●Pli rapida produktado;
● Pliigita filmdikeco reduktas la bezonon de pliaj tavoloj;
● Pli mallongaj sekiglinioj;
●Energiŝparo pro reduktitaj sekigbezonoj;
●Malpli da rubaĵo pro rapida blokadrezisto;
●Reduktita tegaĵa malŝparo pro rezina stabileco.
Kun VOC-oj malpli ol 100 g/L, fabrikantoj ankaŭ pli bone kapablas atingi siajn VOC-celojn. Por fabrikantoj, kiuj eble havas zorgojn pri vastiĝo pro permesilaj problemoj, la rapide akvoliberiga PUD #65215A ebligos al ili pli facile plenumi siajn reguligajn devojn sen oferoj en rendimento.
Komence de ĉi tiu artikolo, ni citis el niaj intervjuoj, ke aplikigantoj de solvente-bazitaj UV-resanigeblaj materialoj tipe sekigas kaj resanigas tegaĵojn en procezo, kiu daŭras inter 3 kaj 5 minutojn. Ni montris en ĉi tiu studo, ke laŭ la procezo montrita en Figuro 3, PUD #65215A resanigos ĝis 7 milojn da malseka filmodikeco en 4 minutoj kun forntemperaturo de 140 °C. Ĉi tio estas bone ene de la intervalo de plej multaj solvente-bazitaj UV-resanigeblaj tegaĵoj. PUD #65215A povus eble ebligi al nunaj aplikigantoj de la solvente-bazitaj UV-resanigeblaj materialoj ŝanĝi al akvobazita UV-resanigebla materialo kun malmulta ŝanĝo al sia tega linio.
Por fabrikantoj konsiderantaj produktadvastigi, tegaĵoj bazitaj sur PUD #65215A ebligos al ili:
●Ŝparu monon per la uzo de pli mallonga akvobazita tegaĵlinio;
●Havi pli malgrandan tegaĵlinion en la instalaĵo;
●Havas reduktitan efikon sur la nuna permesilo pri VOC-oj;
●Atingu energiŝparon pro reduktitaj sekigbezonoj.
Konklude, PUD #65215A helpos plibonigi la produktadan efikecon de UV-resanigeblaj tegaĵlinioj per alta fizika propraĵo kaj rapidaj akvoliberigaj karakterizaĵoj de la rezino kiam sekigita je 140 °C.
Afiŝtempo: 14-a de aŭgusto 2024
