Gebruik van chemische toevoegingen: Hoe los je vijf veelvoorkomende problemen op?

Ingenieurs die met verf en inkt werken, komen vaak frustrerende problemen tegen, zoals ongelijkmatig aanbrengen van verf, bubbels en verkeerde kleuren. Deze problemen zijn vaak niet te wijten aan de belangrijkste grondstoffen, maar eerder aan de verkeerde selectie van kleine hoeveelheden "additieven". Hieronder heb ik vijf van de meest voorkomende problemen en hun oplossingen verzameld, gebaseerd op praktijkervaring in de productie. Ik hoop dat iedereen hier iets aan heeft.

Probleem 1: Wat moet ik doen als de inkt te langzaam droogt bij het UV-printen op plastic folie?

Specifieke situatie:

Drukpatronen op zeer dunne plastic folies (zoals PE- en PP-folie) die worden gebruikt voor verpakkingszakken, met LED UV-bedrukking. De snelheid van de productielijn moet erg hoog zijn (meer dan 150 meter per minuut), maar de inkt droogt niet volledig of te langzaam, wat de efficiëntie beïnvloedt.

Waarom dit gebeurt:

Traditionele UV-inkt "fotoinitiatoren" (die kunnen worden opgevat als "drogende katalysatoren") zijn ontworpen voor kwiklampen in oude stijl en zijn niet erg "gevoelig" voor het specifieke ultraviolette licht (voornamelijk 395 nanometer) dat wordt uitgezonden door moderne energiebesparende LED-lampen, waardoor de reactie traag verloopt.

Oplossingen:

• Verander de "katalysator":

Vervang het hoofdingrediënt door een fotoinitiator van het type "TPO", dat bijzonder goed is in het absorberen van licht van 395 nanometer, waardoor het sneller droogt.

• Voeg een "helper" toe:

Bij gebruik van alleen TPO kan het oppervlak nog steeds licht kleverig zijn (door luchtinhibitie). Een kleine hoeveelheid co-initiator van het aminetype (zoals EDB) kan worden toegevoegd om luchtinmenging te elimineren en een grondige droging van het oppervlak te garanderen.

• Let op de bijwerkingen:

Avoid using the old-fashioned “benzofenon” (BP). Although it is effective, it tends to yellow the film and has a strong odor.

• Hoe bepaal je of het werkt?

Gebruik professionele instrumenten om te meten of de omzettingssnelheid van de reactieve componenten in de inkt hoger is dan 95%; of gebruik tape om te testen of het afgedrukte patroon door de tape wordt verwijderd.

Vraag 2: Bij het produceren van coatings op waterbasis ontstaat door roeren en vullen veel schuim dat moeilijk te verwijderen is. Wat kan hieraan worden gedaan?

Specifieke situatie:

Bij het maken van latexverf wordt door het roeren met hoge snelheid van de machine, het transport met pomp en het uiteindelijke vullen in emmers veel lucht toegevoegd, waardoor er stabiel schuim ontstaat. Dit leidt tot onvolledig vullen van de emmers en een lelijk uiterlijk.

Waarom dit gebeurt:

Goedkope ontschuimers op basis van minerale olie breken in eerste instantie het schuim af, maar na verloop van tijd neemt hun effect af en komt het schuim weer terug. Te veel toevoegen kan ook "cratering" in de verflaag veroorzaken (kleine gaatjes).

Wat te doen:

- Kies het juiste type:

Gebruik een composiet ontschuimerIn het ideale geval een die zowel "polyether-gemodificeerde siliconen" als "hydrofobe silica deeltjes" bevat. Het eerste werkt als een "speer", die snel grote bellen doorprikt, terwijl het tweede als "zand" werkt, dat continu kleine bellen absorbeert en elimineert, wat resulteert in een duurzamer effect.

- Controleer belangrijke gegevens:

Vraag de leverancier om een testrapport voor "schuimonderdrukking op lange termijn" om te zien of het schuim gedurende een half uur op een zeer laag niveau blijft.

• Let op toevoeging:

Voeg het niet in één keer toe. Voeg het in twee fasen toe: voeg de helft toe tijdens het vermalen van het pigment (om productieschuim te elimineren) en voeg de andere helft toe voordat de verf klaar is (om schuimvorming tijdens het vullen te voorkomen). Na het toevoegen even zachtjes roeren voor een grondige menging.

- Hoe bepaal je of het effectief is?

Plaats de afgewerkte verf twee weken in een oven van 50°C (om langdurige opslag te simuleren), haal hem er dan uit en schud om te zien hoeveel schuim er aanwezig is; onderzoek het oppervlak van de gespoten verflaag onder een vergrootglas om te controleren op gladheid.

Vraag 3: Bij het aanbrengen van een dikke laag verf op bouwmachines heeft de verf de neiging om door te zakken op verticale oppervlakken, maar een gladde afwerking is gewenst. Hoe kan dit in evenwicht worden gebracht?

Specifieke situatie:

Bij het schilderen van grote apparatuur zoals graafmachines en landbouwmachines heeft de verf een hoog vastestofgehalte (hij is vrij stroperig). Wanneer de verf op grote verticale metalen platen wordt gespoten, heeft hij de neiging om voor het drogen door te zakken. Om esthetische redenen is een zeer gladde afwerking na het drogen echter gewenst.

Waarom dit gebeurt:

Om uitzakken te voorkomen moet de verf "dikker" zijn (thixotroop), maar dit belemmert het vloeien en egaliseren. Om een gladde afwerking te bereiken, is de verf daarentegen meer geneigd om uit te zakken. Dit is tegenstrijdig.

Wat te doen:

• Gebruik twee verschillende onderdelen voor verschillende functies:

Anti-afzakken: Voeg een kleine hoeveelheid pyrogeen kiezelzuur toe (bijvoorbeeld R972). Het werkt als een netwerk, waardoor de verf "dikker" wordt bij stilstand en niet gemakkelijk vloeit, zonder de glans noemenswaardig aan te tasten.

• Nivellering bevorderen:

Voeg een kleine hoeveelheid acryl egaliseermiddel met een hoog moleculair gewicht toe (bijvoorbeeld BYK-361N). Dit egaliseert vooral de oppervlaktespanning van de verf, waardoor deze beter vloeit en egaliseert.

• De "verdampingssnelheid" aanpassen:

Voeg een langzaam drogend oplosmiddel toe (bijv. S-150) om het verfoppervlak langer "nat" te houden, zodat er meer tijd is om te egaliseren zonder dat het ernstig uitzakt.

• Hoe bepaal je of het goed is:

Gebruik een speciale "doorzakkingsmeter" om te testen of een natte verflaag van een bepaalde dikte doorzakt; meet na het drogen of de glans hoog genoeg is en het oppervlak glad genoeg.

Vraag 4: We produceren universele kleurpasta's, maar ze veroorzaken problemen (kleurafscheiding, vlekken) bij gebruik in verschillende verfsystemen. Wat kunnen we doen?

Specifieke situatie:

De kleurpastafabrikant verkoopt zijn kleurpasta's aan verschillende verffabrikanten. Sommige fabrikanten gebruiken alkydharsen, terwijl andere acrylharsen of polyurethaanharsen gebruiken. De kleurpasta werkt goed in het ene systeem, maar als je overschakelt naar een ander systeem, gaan de pigmenten samenklonteren (vlokken) of wordt de kleur ongelijkmatig.

Waarom dit gebeurt:

Het "dispergeermiddel" in de kleurpasta werkt als een hand die de pigmentdeeltjes vasthoudt en ze stabiel gedispergeerd houdt. De harsen in verschillende verven zijn als verschillende "omgevingen" en sommige "omgevingen" kunnen de "hand" van het dispergeermiddel wegtrekken, waardoor de pigmenten ongecontroleerd achterblijven en samenklonteren.

Wat te doen:

• Kies een "hand" die stevig vasthoudt:

Gebruik dispergeermiddelen van blokcopolymeren. Deze hebben meerdere "handen" die de pigmenten stevig vastpakken en worden minder snel uit elkaar getrokken door verschillende hars"omgevingen".

• Kies een "hand" met een groot aanpassingsvermogen:

De keten die uit deze "hand" (solvatieketen) komt, moet een gemiddelde polariteit hebben (bijv. een polyester keten), zodat deze stabiel kan blijven in zowel polaire als apolaire harsen, wat een brede compatibiliteit garandeert.

• Voer mengproeven uit:

Meng de kleurpasta met alle harsen die de klant zou kunnen gebruiken en voer een "vingerwrijftest" uit: Schraap het mengsel op een zwart-witte testkaart, wrijf met je vinger over een deel en vergelijk de kleur van de gewreven en niet gewreven delen. Als de kleuren consistent zijn, is er geen probleem.

• Hoe te bepalen of het goed is:

Na het mengen van de kleurpasta met minstens 5 gewone harsen mag de fijnheid niet veranderen en mag er na een week geen bezinking of klontering optreden.

Vraag 5: UV-witte inkt wordt gemakkelijk geel. Hoe kunnen we de inkt lang wit houden?

Specifieke situatie:

UV witte inkt die wordt gebruikt voor high-end etiketten en verpakkingen ziet er heel wit uit als het net is gedrukt, maar na een tijdje, of na lange tijd te zijn blootgesteld aan licht, wordt het merkbaar geel, wat het uiterlijk aanzienlijk beïnvloedt.

Waarom gebeurt dit?

Ten eerste zijn sommige fotoinitiatoren in de inkt (zoals ITX en BP) gevoelig voor vergeling zelf of na reactie; ten tweede is wit het meest gevoelig voor vergeling en veroorzaakt blootstelling aan licht een continue oxidatiereactie, wat leidt tot toenemende vergeling.

Wat te doen:

• Vermijd de bron:

Vermijd resoluut het gebruik van fotoinitiatoren die gevoelig zijn voor vergeling, zoals ITX en benzofenon (BP), en vermijd ook systemen die "amines" nodig hebben als co-initiatoren.

• Gebruik een goede combinatie:

We raden de combinatie van Irgacure 184 en TPO aan. 184 is verantwoordelijk voor het drogen van het oppervlak en TPO is verantwoordelijk voor het drogen van de diepere lagen. Deze twee werken effectief samen en beide zijn weinig vergelende variëteiten.

• Voeg een "beschermende paraplu" toe:

Voeg een kleine hoeveelheid samengestelde lichtstabilisator toe, die "gehinderde amine lichtstabilisatoren (HALS)" en "ultraviolet absorbers (UVA)" bevat. De eerste werkt als een "bodyguard" om vrije radicalen te vangen die vergeling veroorzaken en de tweede werkt als een "zonnescherm" om ultraviolet licht te absorberen, waardoor vergeling vanuit twee aspecten wordt voorkomen.

• Hoe te bepalen of het goed is:

Gebruik een colorimeter om te meten. De witheidswaarde L moet hoog zijn (>92) en de geelheidswaarde b moet laag zijn (<1,0) onmiddellijk na uitharding; na een periode van versnelde veroudering onder ultraviolet licht.

Samengevat

Het oplossen van de problemen met deze chemische additieven is eigenlijk heel eenvoudig: eerst de specifieke omstandigheden begrijpen waaronder de problemen zich voordoen; dan precies vaststellen welke stap in het proces het probleem veroorzaakt; vervolgens een additief selecteren dat speciaal is ontworpen om dat specifieke probleem aan te pakken; en tot slot duidelijke normen opstellen om te controleren of het probleem echt is opgelost.

Door deze aanpak te volgen en door herhaaldelijk te proberen en gegevens te verzamelen, kun je geleidelijk afstappen van het vertrouwen op ervaring en trial-and-error, en je werk zal veel efficiënter en effectiever worden.