1.จุดประสงค์หลักของการแข็งตัวคืออะไร?
การสร้างฟิล์มและการแข็งตัว: กระบวนการนี้เปลี่ยนการเคลือบของเหลวจาก "สถานะเคลือบ" (อาจเป็นฟิล์มเปียกหลังจากเคลือบด้วยลูกกลิ้ง) ให้เป็นฟิล์มแข็งต่อเนื่องที่ยึดเกาะอย่างแน่นหนากับพื้นผิวของพื้นผิว
การระบุคุณสมบัติ: กระบวนการนี้ใช้ปฏิกิริยาทางเคมี (เช่น การเชื่อมข้ามเรซิน-) เพื่อให้คุณสมบัติการเคลือบที่ต้องการ เช่น ความแข็ง (ความต้านทานการขีดข่วน) ความยืดหยุ่น (ความยืดหยุ่นโดยไม่แตกร้าว) และความต้านทานต่อสารเคมี (ความต้านทานกรดและด่าง)
การระเหย: โดยทั่วไปสารเคลือบจะประกอบด้วยตัวทำละลาย (เช่น ตัวทำละลายอินทรีย์และน้ำ) หรือสารเติมแต่งที่มีจุดเดือด-ต่ำ- ซึ่งจะต้องระเหยในระหว่างกระบวนการบ่มเพื่อป้องกันข้อบกพร่อง เช่น รูเข็มและฟองอากาศในสารเคลือบ
2.จะกำจัดสารระเหยในระหว่างขั้นตอนการอุ่นเครื่องเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้สารเคลือบ "เกิดฟอง" ได้อย่างไร
สารเคลือบที่เพิ่งเคลือบจะอยู่ในสถานะ "เปียก" โดยมีสารระเหย 20%-50% (ตัวทำละลายหรือน้ำ อัตราส่วนที่แน่นอนขึ้นอยู่กับประเภทของการเคลือบ ตัวอย่างเช่น สารเคลือบที่ใช้ตัวทำละลาย-จะมีตัวทำละลายอินทรีย์มากกว่า ในขณะที่สารเคลือบที่ใช้น้ำจะมีน้ำมากกว่า) หากได้รับความร้อนโดยตรงที่อุณหภูมิสูง สารระเหยเหล่านี้จะเดือดและขยายตัวอย่างรวดเร็ว และอาจทะลุผ่านสารเคลือบที่ไม่แข็งตัว ทำให้เกิดฟอง รูเข็ม และแม้แต่รอยแตกร้าว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกระบวนการ "อุ่นเครื่อง" เพื่อค่อยๆ กำจัดสารระเหยออก
• สภาวะที่ได้รับการควบคุม: โดยทั่วไปอุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง 80-150 องศา (ปรับตามจุดเดือดของสารระเหยของสารเคลือบ หากสารเคลือบที่มีน้ำ-มีน้ำอยู่ อุณหภูมิอุ่นก่อนอาจลดลงเล็กน้อย; หากสารเคลือบที่มีตัวทำละลาย-มีตัวทำละลายที่มีจุดเดือด-สูง- อุณหภูมิก็สามารถ สูงขึ้นเล็กน้อย) ระยะเวลาไม่นาน (ปกติประมาณ 1-3 นาที ขึ้นอยู่กับความหนาของพื้นผิวและความเร็วการเคลือบ) • ฟังก์ชั่นหลัก: ช่วยให้สารระเหยระเหยช้าๆ โดยคงการเคลือบแบบ "กึ่งแห้ง" (ยังคงเป็นของเหลวอยู่บ้าง แต่ไม่มีตัวทำละลายของเหลวที่เห็นได้ชัดเจน) เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับปฏิกิริยาการบ่มที่ตามมา
3.สารเคลือบที่แตกต่างกันมีสารที่ทำให้เกิดฟิล์ม-ต่างกัน กลไกปฏิกิริยาการบ่มแตกต่างกันอย่างไร?
การเชื่อมโยงข้าม- (ที่พบบ่อยที่สุด): เรซินในสารเคลือบ (เช่น โพลีเอสเตอร์ อีพอกซี และเรซินฟลูออโรคาร์บอน) มีหมู่ที่เกิดปฏิกิริยา (เช่น หมู่ไฮดรอกซิลและคาร์บอกซิล) ปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้าม-เหล่านี้เกิดขึ้นกับสารบ่ม (เช่น ไอโซไซยาเนตและเรซินอะมิโน) ที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างเชิงเส้นของโมเลกุลเรซินจะเปลี่ยนเป็นโครงข่ายสามมิติ- เช่น "โครงข่ายโมเลกุลที่แน่นหนา" ซึ่งจะทำให้สารเคลือบแข็งตัวและเสริมความแข็งแรง
ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปการเคลือบโพลีเอสเตอร์จะใช้อะมิโนเรซินเป็นสารในการบ่ม ที่อุณหภูมิ 180-220 องศา หมู่ไฮดรอกซิลของโพลีเอสเตอร์เชื่อมโยงข้ามกับพันธะอีเทอร์ของอะมิโนเรซิน ทำให้เกิดการเคลือบที่เสถียร
การเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบออกซิเดชันหรือการบ่มด้วยความร้อน: สารเคลือบบางชนิด (เช่น สารเคลือบอัลคิด) จะทำปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันโดยการทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ หรือเพียงโดยการให้โมเลกุลเรซินเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันด้วยตนเอง-ที่อุณหภูมิสูง (โดยไม่ต้องใช้สารช่วยบ่มเพิ่มเติม) อย่างไรก็ตาม การบ่มประเภทนี้พบได้น้อยในแผ่นเหล็กเคลือบสำเร็จรูป- การเชื่อมโยงข้าม-เป็นเรื่องปกติ การควบคุมอุณหภูมิ: อุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญและต้องตรงกับอุณหภูมิการบ่มของสารเคลือบ (เช่น โดยทั่วไปการเคลือบโพลีเอสเตอร์จะบ่มที่ 180-230 องศา ในขณะที่การเคลือบฟลูออโรคาร์บอน อาจต้องใช้ 250-300 องศา เนื่องจากความต้องการต้านทานอุณหภูมิที่สูงกว่า) ระยะเวลาต้องเพียงพอ (ปกติ 2-5 นาที) เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดปฏิกิริยาเชื่อมขวางโดยสมบูรณ์ ปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์สามารถนำไปสู่การเคลือบที่อ่อนตัว การยึดเกาะที่ไม่ดี และอาจเกิดความเหนียวในภายหลังได้
การควบคุมบรรยากาศ: สารเคลือบส่วนใหญ่จะแข็งตัวในอากาศ แต่สารเคลือบพิเศษบางอย่าง (เช่น สารเคลือบบางชนิดที่บ่มด้วยอุณหภูมิสูง{{0}) อาจจำเป็นต้องควบคุมปริมาณออกซิเจนภายในเตาอบเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการเปลี่ยนสี โดยทั่วไปสามารถทำได้โดยการปรับช่องอากาศเข้าและไอเสียของเตาอบ (นำอากาศบริสุทธิ์เข้ามาและกำจัดสารระเหยและก๊าซปฏิกิริยา)
4.จะรักษาประสิทธิภาพการเคลือบให้คงที่และหลีกเลี่ยงความเสียหายจากความร้อนในระหว่างขั้นตอนการทำความเย็นได้อย่างไร?
หลังจากการบ่มเบื้องต้น สารเคลือบจะแข็งตัว อย่างไรก็ตาม พื้นผิวและสารเคลือบยังคงร้อนมาก (ใกล้อุณหภูมิการบ่ม) หากสัมผัสกับอากาศหรือสัมผัสกับวัตถุเย็น ความเย็นอย่างรวดเร็วอาจทำให้:
สารเคลือบอาจแตกหรือย่นเนื่องจากการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อนไม่สม่ำเสมอ
การยึดเกาะระหว่างพื้นผิวและสารเคลือบอาจลดลงเนื่องจากความเครียดจากความร้อน
สารเคลือบอาจมีรอยขีดข่วนได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง (แม้ว่าสารเคลือบจะแห้งตัวแล้ว แต่ความเหนียวจะลดลงเล็กน้อยที่อุณหภูมิสูง)
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีขั้นตอนการทำความเย็นเพื่อทำให้ซับสเตรตและการเคลือบเย็นลงอย่างช้าๆ จนได้อุณหภูมิใกล้เคียงห้องผ่านกระบวนการ "การทำความเย็นแบบไล่ระดับ"
วิธีการทำความเย็นทั่วไป ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยอากาศ (โดยใช้พัดลมเป่าอากาศเย็น) หรือการระบายความร้อนด้วยน้ำ (โดยใช้-ลูกกลิ้งหรือสเปรย์ระบายความร้อนด้วยน้ำ เหมาะสำหรับการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว) สายการผลิตต่อเนื่องมักใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศและน้ำร่วมกัน (การระบายความร้อนด้วยอากาศเริ่มต้นตามด้วยการระบายความร้อนด้วยน้ำจนถึงอุณหภูมิห้อง)
สถานะขั้นสุดท้าย-: หลังจากเย็นลง อุณหภูมิของการเคลือบมักจะลดลงต่ำกว่า 50 องศา ณ จุดนี้ คุณสมบัติของสารเคลือบจะคงที่ (ความแข็ง การยึดเกาะ ฯลฯ ตรงตามมาตรฐาน) และสามารถดำเนินการตามกระบวนการต่อไปได้ (เช่น การม้วนและการตัด)
5.ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการบ่มมีอะไรบ้าง?
ความแม่นยำของอุณหภูมิ: อุณหภูมิภายในเตาอบบ่มจะต้องสม่ำเสมอ (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ ±5 องศา) และตรงกับความต้องการของการเคลือบอย่างเคร่งครัด หากอุณหภูมิต่ำเกินไป ปฏิกิริยาการเชื่อมขวางจะไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้มีการเคลือบ "อยู่ภายใต้-การบ่ม" (แสดงได้จากความแข็งต่ำ การขีดข่วนง่าย และแม้แต่ความสามารถในการถอดออกด้วยเล็บมือ) หากอุณหภูมิสูงเกินไป สารเคลือบอาจจะ "แข็งตัวเกิน-" (เกิดจากการเปลี่ยนสี ความเปราะบาง และการแตกร้าวเมื่อโค้งงอ) สารเคลือบสีอ่อน- (เช่น สีขาวและสีเบจ) มีแนวโน้มที่จะเกิดสีเหลืองได้ง่ายเป็นพิเศษเนื่องจากอุณหภูมิสูง
เวลาในการบ่ม: สัมพันธ์กับอุณหภูมิ จะต้องเป็นไปตาม "ผลิตภัณฑ์ของอุณหภูมิ-เวลา" (กล่าวคือ ต้องใช้เวลาเพียงพอในการทำปฏิกิริยาให้เสร็จสมบูรณ์ที่อุณหภูมิที่กำหนด) หากความเร็วของสายการผลิตสูงเกินไป (สารตั้งต้นจะอยู่ในเตาอบในช่วงเวลาสั้นๆ) แม้ว่าอุณหภูมิจะเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด ปฏิกิริยาอาจไม่สมบูรณ์ ในทางกลับกัน การบ่มที่มากเกินไปอาจส่งผลให้เกิดการบ่มที่มากเกินไป-
การปล่อยสารระเหย: สารระเหยจะต้องถูกกำจัดออกทันทีในระหว่างขั้นตอนการอุ่นเครื่อง หากเตาอบไม่ได้รับการระบายอากาศอย่างเหมาะสม การสะสมของสารระเหยอาจทำให้เกิด "รูเข็ม" (หลุมเล็กๆ) และ "ฟองสบู่" (นูนที่แตกและทิ้งรอยแผลเป็น) บนพื้นผิวเคลือบ และอาจส่งผลต่อปฏิกิริยาการเชื่อมขวางด้วย (สารระเหยอาจรบกวนปฏิกิริยาระหว่างเรซินกับสารบ่ม) สภาพพื้นผิวของพื้นผิว: หากพื้นผิวไม่ได้รับการบำบัดอย่างละเอียดก่อน- (มีน้ำมันหรือสนิมอยู่บนพื้นผิว) แม้ว่าสภาวะการบ่มจะเหมาะสม การเคลือบอาจมีการยึดเกาะที่ไม่ดีเนื่องจาก "พื้นผิวที่ไม่สะอาด" และหลุดออกได้ง่ายหลังจากการบ่ม (นี่คืออิทธิพลของการบำบัดก่อน- แต่จะสะท้อนให้เห็นในผลลัพธ์สุดท้ายหลังจากการบ่ม)