Leitfaden für die Verwendung von chemischen Zusatzstoffen: Wie lassen sich fünf häufige Probleme lösen?
Ingenieure, die mit Farben und Druckfarben arbeiten, stoßen häufig auf frustrierende Probleme wie ungleichmäßigen Farbauftrag, Blasenbildung und falsche Farben. Diese Probleme sind oft nicht auf die Hauptrohstoffe zurückzuführen, sondern auf die falsche Auswahl von kleinen Mengen an "Zusatzstoffen". Nachfolgend habe ich fünf der häufigsten Probleme und deren Lösungen aus der praktischen Erfahrung in der Produktion zusammengestellt. Ich hoffe, dass dies für alle hilfreich sein wird.
Problem 1: Was ist zu tun, wenn die Farbe beim UV-Druck auf Kunststofffolie zu langsam trocknet?
Besondere Situation:
Druck von Mustern auf sehr dünne Kunststofffolien (wie PE- und PP-Folien), die für Verpackungsbeutel verwendet werden, mittels LED-UV-Druck. Die Geschwindigkeit der Produktionslinie muss sehr hoch sein (über 150 Meter pro Minute), aber die Tinte trocknet nicht vollständig oder zu langsam, was die Effizienz beeinträchtigt.
Warum dies geschieht:
Herkömmliche UV-Farbe "Fotoinitiatoren"(die als "Trocknungskatalysatoren" verstanden werden können) sind für alte Quecksilberlampen konzipiert und nicht sehr "empfindlich" für das spezifische ultraviolette Licht (hauptsächlich 395 Nanometer), das von modernen energiesparenden LED-Lampen ausgestrahlt wird, so dass die Reaktion langsam verläuft.
Lösungen:
- Ändern Sie den "Katalysator":
Ersetzen Sie die Hauptzutat durch eine Fotoinitiator des Typs "TPO", der besonders gut Licht im Bereich von 395 Nanometer absorbiert und daher schneller trocknet.
- Einen "Helfer" hinzufügen:
Wird nur TPO verwendet, kann die Oberfläche immer noch leicht klebrig sein (aufgrund der Luftinhibition). Eine kleine Menge eines aminartigen Co-Initiators (z. B. EDB) kann hinzugefügt werden, um Luftinterferenzen zu beseitigen und eine gründliche Trocknung der Oberfläche zu gewährleisten.
- Beachten Sie die Nebenwirkungen:
Vermeiden Sie die Verwendung des altmodischen "Benzophenons" (BP). Es ist zwar wirksam, neigt aber dazu, den Film zu vergilben und hat einen starken Geruch.
- Wie man feststellt, ob es funktioniert:
Verwenden Sie professionelle Instrumente, um zu messen, ob die Umwandlungsrate der reaktiven Komponenten in der Tinte 95% übersteigt; oder verwenden Sie Klebeband, um zu prüfen, ob das gedruckte Muster durch das Klebeband entfernt wird.
Frage 2: Bei der Herstellung von Beschichtungen auf Wasserbasis entsteht beim Rühren und Abfüllen viel Schaum, der schwer zu beseitigen ist. Was kann man tun?
Besondere Situation:
Bei der Herstellung von Latexfarbe wird durch das schnelle Rühren in der Maschine, den Transport mit der Pumpe und das endgültige Abfüllen in die Eimer viel Luft eingebracht, wodurch ein stabiler Schaum entsteht. Dies führt zu einer unvollständigen Befüllung der Eimer und zu einem unansehnlichen Aussehen.
Warum dies geschieht:
Preiswerte Mineralöl-Entschäumer brechen den Schaum zunächst auf, aber ihre Wirkung lässt mit der Zeit nach, und der Schaum kommt wieder zum Vorschein. Eine zu hohe Dosierung kann auch zu "Kraterbildung" in der Lackschicht führen (kleine stecknadelkopfartige Vertiefungen).
Was ist zu tun?
- Wählen Sie den richtigen Typ:
Verwenden Sie eine Verbundentschäumeridealerweise eines, das sowohl "Polyether-modifiziertes Silikon" als auch "hydrophobe Siliziumdioxidpartikel" enthält. Erstere wirken wie ein "Speer", der schnell große Blasen durchsticht, während letztere wie "Sand" wirken, der kontinuierlich kleine Blasen adsorbiert und eliminiert, was zu einer nachhaltigeren Wirkung führt.
- Prüfen Sie die Eckdaten:
Bitten Sie den Lieferanten um einen Testbericht zur "Langzeit-Schaumunterdrückung", um festzustellen, ob der Schaum eine halbe Stunde lang auf einem sehr niedrigen Niveau bleibt.
- Achten Sie auf die Addition:
Fügen Sie es nicht auf einmal hinzu. Fügen Sie es in zwei Schritten hinzu: die Hälfte während des Zerkleinerns der Pigmente (um den Produktionsschaum zu beseitigen) und die andere Hälfte vor der Fertigstellung der Farbe (um das Schäumen beim Füllen zu verhindern). Rühren Sie nach der Zugabe eine Weile um, um eine gute Durchmischung zu gewährleisten.
- Wie man feststellt, ob sie wirksam ist:
Legen Sie die fertige Farbe zwei Wochen lang in einen 50°C warmen Ofen (um eine Langzeitlagerung zu simulieren), nehmen Sie sie dann heraus und schütteln Sie sie, um zu sehen, wie viel Schaum vorhanden ist; untersuchen Sie die Oberfläche des gespritzten Lackfilms unter einer Lupe, um die Glätte zu prüfen.
Frage 3: Wenn eine dicke Farbschicht auf Baumaschinen aufgetragen wird, neigt die Farbe dazu, an vertikalen Flächen abzusacken, obwohl eine glatte Oberfläche gewünscht ist. Wie lässt sich dies ausgleichen?
Besondere Situation:
Bei der Lackierung von Großgeräten wie Baggern und landwirtschaftlichen Maschinen hat die Farbe einen hohen Festkörperanteil (sie ist recht zähflüssig). Wenn sie auf große vertikale Metallplatten gesprüht wird, neigt sie dazu, vor dem Trocknen abzusacken. Aus ästhetischen Gründen ist jedoch eine sehr glatte Oberfläche nach dem Trocknen erwünscht.
Warum dies geschieht:
Um ein Absacken zu verhindern, muss die Farbe "dicker" (thixotrop) sein, was jedoch die Fließfähigkeit und den Verlauf der Farbe beeinträchtigt. Um eine glatte Oberfläche zu erreichen, neigt die Farbe dagegen eher zum Absacken. Dies ist ein Widerspruch.
Was ist zu tun?
- Verwenden Sie zwei verschiedene Komponenten für unterschiedliche Funktionen:
Anti-Sagging: Fügen Sie eine kleine Menge pyrogene Kieselsäure (z. B. R972) hinzu. Sie wirkt wie ein Netz und macht die Farbe "dicker", wenn sie steht, und verhindert, dass sie leicht fließt, ohne den Glanz wesentlich zu beeinträchtigen.
- Förderung der Nivellierung:
Geben Sie eine kleine Menge eines hochmolekularen Acryl-Spachtelmittels (z. B. BYK-361N) hinzu. Dies gleicht in erster Linie die Oberflächenspannung der Farbe aus und hilft ihr, zu fließen und zu glätten.
- Einstellen der "Verdunstungsrate":
Fügen Sie ein langsam trocknendes Lösungsmittel (z. B. S-150) hinzu, um die Lackoberfläche länger "nass" zu halten, so dass mehr Zeit für die Nivellierung zur Verfügung steht, ohne dass es zu einem starken Absacken kommt.
- Wie man feststellt, ob es richtig ist:
Testen Sie mit einem speziellen "Durchbiegungsmesser", ob ein nasser Lackfilm einer bestimmten Dicke durchbiegt; messen Sie nach dem Trocknen, ob der Glanz hoch genug und die Oberfläche glatt genug ist.
Frage 4: Wir stellen universelle Farbpasten her, aber sie verursachen Probleme (Farbablösung, Fleckenbildung), wenn sie in verschiedenen Farbsystemen verwendet werden. Was können wir tun?
Besondere Situation:
Der Farbpastenhersteller verkauft seine Farbpasten an verschiedene Lackhersteller. Einige Hersteller verwenden Alkydharze, während andere Acryl- oder Polyurethanharze einsetzen. Die Farbpaste funktioniert gut in einem System, aber wenn sie auf ein anderes System umgestellt wird, verklumpen die Pigmente (flockieren) oder die Farbe wird ungleichmäßig.
Warum dies geschieht:
Das "Dispergiermittel" in der Farbpaste wirkt wie eine Hand, die die Pigmentteilchen festhält und sie stabil dispergiert hält. Die Harze in verschiedenen Farben sind wie unterschiedliche "Umgebungen", und manche "Umgebungen" können die "Hand" des Dispergiermittels wegziehen, so dass die Pigmente unkontrolliert bleiben und verklumpen.
Was ist zu tun?
- Wählen Sie eine "Hand", die fest zupackt:
Verwenden Sie Block-Copolymer-Dispergiermittel. Sie haben mehrere "Hände", die die Pigmente fest umschließen, und es ist weniger wahrscheinlich, dass sie durch unterschiedliche Harz-"Umgebungen" auseinandergezogen werden.
- Wählen Sie eine "Hand" mit hoher Anpassungsfähigkeit:
Die Kette, die von dieser "Hand" (Solvatationskette) ausgeht, sollte von mittlerer Polarität sein (z. B. eine Polyesterkette), damit sie sowohl in polaren als auch in unpolaren Harzen stabil bleibt und eine breite Kompatibilität gewährleistet.
- Führen Sie Mischtests durch:
Mischen Sie die Farbpaste mit allen Harzen, die der Kunde verwenden könnte, und führen Sie einen "Fingerabriebtest" durch: Kratzen Sie die Mischung auf eine schwarz-weiße Testkarte, reiben Sie einen Teil mit dem Finger und vergleichen Sie die Farbe der geriebenen und der nicht geriebenen Stellen. Wenn die Farben gleich sind, gibt es kein Problem.
- Wie man feststellt, ob sie gut ist:
Nach dem Mischen der Farbpaste mit mindestens 5 gebräuchlichen Harzen sollte sich die Feinheit nicht ändern, und nach einer Woche sollte es keine Sedimentation oder Verklumpung geben.
Frage 5: Weiße UV-Tinte vergilbt leicht. Wie können wir sie lange weiß halten?
Besondere Situation:
UV-weiße Tinte, die für hochwertige Etiketten und Verpackungen verwendet wird, sieht frisch gedruckt sehr weiß aus, verfärbt sich aber nach einiger Zeit oder nach längerer Lichteinwirkung merklich gelb, was ihr Aussehen erheblich beeinträchtigt.
Warum ist das so?
Erstens neigen einige Fotoinitiatoren in der Tinte (wie ITX und BP) dazu, selbst oder nach der Reaktion zu vergilben; zweitens ist Weiß am empfindlichsten gegenüber Vergilbung, und Lichteinwirkung löst eine kontinuierliche Oxidationsreaktion aus, die zu zunehmender Vergilbung führt.
Was ist zu tun?
- Vermeiden Sie die Quelle:
Vermeiden Sie unbedingt die Verwendung von Fotoinitiatoren, die zur Vergilbung neigen, wie ITX und Benzophenon (BP), und vermeiden Sie auch Systeme, die "Amine" als Co-Initiatoren erfordern.
- Verwenden Sie eine gute Kombination:
Wir empfehlen die Kombination von Irgacure 184 und TPO. 184 ist für die Trocknung der Oberfläche und TPO für die Trocknung der tieferen Schichten zuständig. Beide arbeiten effektiv zusammen, und beide sind vergilbungsarme Sorten.
- Fügen Sie einen "Schutzschirm" hinzu:
Fügen Sie eine kleine Menge eines zusammengesetzten Lichtstabilisators hinzu, der "gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren (HALS)" und "Ultraviolettabsorber (UVA)" enthält. Ersterer wirkt wie ein "Bodyguard", der freie Radikale abfängt, die Vergilbung verursachen, und letzterer wirkt wie ein "Sonnenschutzmittel", das ultraviolettes Licht absorbiert und Vergilbung in zweierlei Hinsicht verhindert.
- Wie man feststellt, ob sie gut ist:
Verwenden Sie zur Messung ein Kolorimeter. Unmittelbar nach der Aushärtung sollte der Weißgrad L hoch (>92) und der Vergilbungsgrad b niedrig (<1,0) sein; nach einer beschleunigten Alterung unter ultraviolettem Licht.
Zusammengefasst
Die Lösung der Probleme im Zusammenhang mit diesen chemischen Zusatzstoffen ist eigentlich ganz einfach: Zunächst müssen die spezifischen Umstände, unter denen die Probleme auftreten, verstanden werden; dann muss genau ermittelt werden, welcher Prozessschritt das Problem verursacht; als Nächstes muss ein Zusatzstoff ausgewählt werden, der speziell für dieses Problem entwickelt wurde; und schließlich müssen klare Standards festgelegt werden, um zu überprüfen, ob das Problem wirklich gelöst wurde.
Auf diese Weise und durch wiederholte Versuche und Datenerhebungen können Sie sich allmählich davon lösen, sich ausschließlich auf Erfahrung und Versuch und Irrtum zu verlassen, und Ihre Arbeit wird wesentlich effizienter und effektiver.