पाण्यावर आधारित UV-क्युरेबल पॉलीयुरेथेनच्या वापराद्वारे उत्पादन कार्यक्षमता सुधारणे

उच्च-कार्यक्षम UV-क्युरेबल कोटिंग्जचा वापर अनेक वर्षांपासून फ्लोअरिंग, फर्निचर आणि कॅबिनेटच्या निर्मितीमध्ये केला जात आहे. यापैकी बहुतेक काळात, १००%-सॉलिड आणि सॉल्व्हेंट-आधारित UV-क्युरेबल कोटिंग्ज हे बाजारातील प्रमुख तंत्रज्ञान राहिले आहे. अलिकडच्या वर्षांत, वॉटर-बेस्ड UV-क्युरेबल कोटिंग तंत्रज्ञानाचा विकास झाला आहे. वॉटर-बेस्ड UV-क्युरेबल रेझिन्स हे उत्पादकांसाठी विविध कारणांमुळे एक उपयुक्त साधन ठरले आहेत, ज्यात KCMA स्टेन, केमिकल रेझिस्टन्स चाचणी उत्तीर्ण करणे आणि VOCs कमी करणे यांचा समावेश आहे. या तंत्रज्ञानाची या बाजारपेठेत वाढ सुरू ठेवण्यासाठी, अनेक प्रमुख क्षेत्रे ओळखली गेली आहेत जिथे सुधारणा करणे आवश्यक आहे. यामुळे वॉटर-बेस्ड UV-क्युरेबल रेझिन्स केवळ बहुतेक रेझिन्समध्ये असलेल्या "आवश्यक गोष्टीं"पुरते मर्यादित राहणार नाहीत. ते कोटिंगमध्ये मौल्यवान गुणधर्म जोडण्यास सुरुवात करतील, ज्यामुळे कोटिंग फॉर्म्युलेटरपासून ते फॅक्टरी ॲप्लिकेटर, इन्स्टॉलर आणि शेवटी मालकापर्यंतच्या मूल्य साखळीतील प्रत्येक टप्प्यावर मूल्य वाढेल.

उत्पादकांना, विशेषतः आजकाल, असे कोटिंग हवे असते जे केवळ विनिर्देश पूर्ण करण्यापेक्षा अधिक काहीतरी करेल. त्यात असे इतर गुणधर्मही असतात जे उत्पादन, पॅकिंग आणि इन्स्टॉलेशनमध्ये फायदे देतात. एक अपेक्षित गुणधर्म म्हणजे प्लांटच्या कार्यक्षमतेत सुधारणा. वॉटर-बेस्ड कोटिंगसाठी याचा अर्थ जलद पाणी सुटणे आणि जलद ब्लॉकिंग रेझिस्टन्स (अवरोध प्रतिरोध) असा होतो. दुसरा अपेक्षित गुणधर्म म्हणजे कोटिंग कॅप्चर/पुनर्वापरासाठी आणि त्यांच्या इन्व्हेंटरीच्या व्यवस्थापनासाठी रेझिनची स्थिरता सुधारणे. अंतिम वापरकर्ता आणि इन्स्टॉलरसाठी, उत्तम बर्निश रेझिस्टन्स (चकाकी प्रतिरोध) आणि इन्स्टॉलेशन दरम्यान धातूच्या खुणा न उमटणे हे अपेक्षित गुणधर्म आहेत.

या लेखात पाण्यावर आधारित UV-क्युरेबल पॉलीयुरेथेन्समधील नवीन घडामोडींवर चर्चा केली जाईल, जे पारदर्शक तसेच रंगद्रव्ययुक्त कोटिंग्जमध्ये ५०°C तापमानावर पेंटची अधिक सुधारित स्थिरता देतात. यात यावरही चर्चा केली आहे की, हे रेझिन्स कोटिंग ॲप्लिकेटरच्या अपेक्षित वैशिष्ट्यांची पूर्तता कशी करतात. जसे की, जलद पाणी सुटणे, सुधारित ब्लॉक रेझिस्टन्स आणि सॉल्व्हेंट रेझिस्टन्स यांद्वारे लाइनचा वेग वाढवणे, ज्यामुळे स्टॅकिंग आणि पॅकिंग कार्यांचा वेग सुधारतो. यामुळे कधीकधी होणारे ऑफ-द-लाइन नुकसान देखील कमी होईल. या लेखात इन्स्टॉलर्स आणि मालकांसाठी महत्त्वाच्या असलेल्या डाग आणि रासायनिक प्रतिकारशक्तीमध्ये दिसून आलेल्या सुधारणांवरही चर्चा केली आहे.

पार्श्वभूमी

कोटिंग्स उद्योगाचे स्वरूप सतत बदलत आहे. केवळ वाजवी दरात प्रति मिल कोटिंगसाठी विनिर्देश पूर्ण करणे, ही 'अत्यावश्यक' बाब आता पुरेशी नाही. कॅबिनेट, सुतारकाम, फ्लोअरिंग आणि फर्निचरसाठी कारखान्यात लावल्या जाणाऱ्या कोटिंग्सचे स्वरूप झपाट्याने बदलत आहे. कारखान्यांना कोटिंग्स पुरवणाऱ्या फॉर्म्युलेटर्सना आता अशी कोटिंग्स बनवण्यास सांगितले जात आहे, जी कर्मचाऱ्यांसाठी लावण्यास अधिक सुरक्षित असतील, अत्यंत धोकादायक पदार्थ काढून टाकले जातील, VOCs च्या जागी पाण्याचा वापर केला जाईल आणि जीवाश्म कार्बनचा वापर कमी करून जैव कार्बनचा वापर अधिक केला जाईल. वस्तुस्थिती अशी आहे की, संपूर्ण मूल्य साखळीत प्रत्येक ग्राहक कोटिंगकडून केवळ विनिर्देश पूर्ण करण्यापेक्षा अधिक अपेक्षा करत आहे.

कारखान्यासाठी अधिक मूल्य निर्माण करण्याची संधी ओळखून, आमच्या टीमने कारखाना स्तरावर या अर्जदारांना कोणत्या आव्हानांचा सामना करावा लागत आहे, याचा शोध घेण्यास सुरुवात केली. अनेक मुलाखतींनंतर आम्हाला काही समान मुद्दे ऐकू येऊ लागले:

• परवानगी देणारे अडथळे माझ्या विस्ताराच्या ध्येयांना रोखत आहेत;
• खर्च वाढत आहेत आणि आमचे भांडवली अंदाजपत्रक कमी होत आहे;
• ऊर्जा आणि मनुष्यबळ या दोन्हींचा खर्च वाढत आहे;
• अनुभवी कर्मचाऱ्यांचे नुकसान;
• आमची कॉर्पोरेट SG&A उद्दिष्ट्ये, तसेच माझ्या ग्राहकाची उद्दिष्ट्ये पूर्ण झालीच पाहिजेत; आणि
• परदेशी स्पर्धा.

या संकल्पनांमुळे मूल्य-प्रस्ताव विधाने तयार झाली, जी पाण्यावर आधारित UV-क्युरेबल पॉलीयुरेथेनच्या वापरकर्त्यांना, विशेषतः सुतारकाम आणि कॅबिनेटरीच्या बाजारपेठेत, आकर्षित करू लागली, जसे की: “सुतारकाम आणि कॅबिनेटरीचे उत्पादक कारखान्याच्या कार्यक्षमतेत सुधारणा शोधत आहेत” आणि “हळूहळू पाणी सोडणाऱ्या कोटिंग्जमुळे कमी पुनर्कामाच्या नुकसानीसह, लहान उत्पादन लाईन्सवर उत्पादन वाढवण्याची क्षमता उत्पादकांना हवी आहे.”

तक्ता १ स्पष्ट करतो की, कोटिंग्सच्या कच्च्या मालाच्या उत्पादकासाठी, कोटिंगच्या विशिष्ट गुणधर्मांमध्ये आणि भौतिक गुणधर्मांमध्ये सुधारणा केल्याने अंतिम वापरकर्त्याला कोणत्या कार्यक्षमतेचा लाभ मिळू शकतो.

तक्ता १ | गुणधर्म आणि फायदे.

तक्ता १ मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या विशिष्ट गुणधर्मांसह UV-क्युरेबल PUDs डिझाइन केल्याने, अंतिम-वापरकर्ते उत्पादकांना त्यांच्या प्लांटची कार्यक्षमता सुधारण्याच्या गरजा पूर्ण करता येतील. यामुळे त्यांना अधिक स्पर्धात्मक बनण्यास आणि संभाव्यतः सध्याचे उत्पादन वाढवण्यास मदत होईल.

प्रायोगिक निष्कर्ष आणि चर्चा

UV-क्युरेबल पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शनचा इतिहास

१९९० च्या दशकात, पॉलिमरला ॲक्रिलेट गट जोडलेल्या ॲनिओनिक पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शनचा औद्योगिक क्षेत्रात व्यावसायिक वापर सुरू झाला.¹ यापैकी अनेक उपयोग पॅकेजिंग, शाई आणि लाकडावरील कोटिंग्जमध्ये होते. आकृती १ मध्ये UV-क्युरेबल PUD ची एक सामान्य रचना दर्शविली आहे, ज्यामुळे हे कोटिंगचे कच्चे साहित्य कसे डिझाइन केले जाते हे दिसून येते.

आकृती १ | जेनेरिक ॲक्रिलेट फंक्शनल पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शन.३

आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, यूव्ही-क्युरेबल पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शन्स (यूव्ही-क्युरेबल पीयूडी) हे पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शन्स बनवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सामान्य घटकांपासून बनलेले असतात. पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शन्स बनवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सामान्य एस्टर्स, डायऑल्स, हायड्रोफिलायझेशन ग्रुप्स आणि चेन एक्सटेंडर्ससोबत अ‍ॅलिफॅटिक डायआयसोसायनेट्सची अभिक्रिया केली जाते.² फरक हा आहे की, डिस्पर्शन बनवताना प्री-पॉलिमर टप्प्यात अ‍ॅक्रिलेट फंक्शनल एस्टर, इपॉक्सी किंवा इथर्सचा समावेश केला जातो. बिल्डिंग ब्लॉक्स म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीची निवड, तसेच पॉलिमरची रचना आणि प्रक्रिया, या गोष्टी पीयूडीची कार्यक्षमता आणि वाळण्याची वैशिष्ट्ये ठरवतात. कच्च्या मालातील आणि प्रक्रियेतील या निवडींमुळे असे यूव्ही-क्युरेबल पीयूडी तयार होतात जे फिल्म न बनवणारे (नॉन-फिल्म फॉर्मिंग) तसेच फिल्म बनवणारे (फिल्म फॉर्मिंग) असू शकतात.³ फिल्म बनवणारे, किंवा वाळण्याचे प्रकार, हा या लेखाचा विषय आहे.

फिल्म तयार करण्याच्या प्रक्रियेमुळे, किंवा ज्याला अनेकदा वाळवणे असेही म्हटले जाते, UV क्युरिंग करण्यापूर्वी स्पर्शाला कोरड्या वाटणाऱ्या एकत्रित फिल्म्स तयार होतात. ॲप्लिकेटर्सना कणांमुळे होणारे हवेतील प्रदूषण मर्यादित ठेवायचे असते, तसेच त्यांच्या उत्पादन प्रक्रियेत वेगाची गरज असते, त्यामुळे UV क्युरिंग करण्यापूर्वी एका अखंड प्रक्रियेचा भाग म्हणून या फिल्म्स अनेकदा ओव्हनमध्ये वाळवल्या जातात. आकृती २ मध्ये UV-क्युरेबल PUD ची सामान्य वाळवण्याची आणि क्युरिंगची प्रक्रिया दर्शविली आहे.

आकृती २ | UV-क्युरेबल PUD ला क्युअर करण्याची प्रक्रिया.

सामान्यतः वापरली जाणारी अर्ज पद्धत स्प्रे आहे. तथापि, नाईफ ओव्हर रोल आणि अगदी फ्लड कोट पद्धतींचाही वापर केला गेला आहे. एकदा लावल्यानंतर, कोटिंगला पुन्हा हाताळण्यापूर्वी सहसा चार-टप्प्यांच्या प्रक्रियेतून जावे लागते.

१. फ्लॅश: हे सामान्य किंवा वाढीव तापमानात काही सेकंदांपासून ते एक-दोन मिनिटांपर्यंत केले जाऊ शकते.
२. ओव्हनमध्ये वाळवणे: या टप्प्यात कोटिंगमधील पाणी आणि सह-द्रावके (co-solvents) काढून टाकली जातात. हा टप्पा अत्यंत महत्त्वाचा असून प्रक्रियेत सहसा सर्वाधिक वेळ घेतो. हा टप्पा सामान्यतः >१४०°F तापमानावर असतो आणि ८ मिनिटांपर्यंत चालतो. बहु-विभागीय (multi-zoned) वाळवण ओव्हनचाही वापर केला जाऊ शकतो.

• आयआर लॅम्प आणि हवेची हालचाल: आयआर लॅम्प आणि हवेची हालचाल करणारे पंखे बसवल्याने पाण्याची वाफ होण्याची प्रक्रिया आणखी वेगाने होईल.

३. यूव्ही क्युअर.
४. थंड करणे: एकदा कोटिंग पूर्णपणे घट्ट झाल्यावर, त्याला अवरोधक प्रतिरोध प्राप्त करण्यासाठी काही काळ घट्ट होऊ द्यावे लागेल. अवरोधक प्रतिरोध प्राप्त होण्यापूर्वी या टप्प्याला १० मिनिटांपर्यंत वेळ लागू शकतो.

प्रायोगिक

या अभ्यासात, कॅबिनेट आणि जॉइनरी बाजारपेठेत सध्या वापरल्या जाणाऱ्या दोन UV-क्युरेबल PUDs (WB UV) ची तुलना आमच्या नवीन निर्मिती, PUD # 65215A शी करण्यात आली. या अभ्यासात आम्ही स्टँडर्ड #1 आणि स्टँडर्ड #2 यांची PUD #65215A शी कोरडेपणा, ब्लॉकिंग आणि रासायनिक प्रतिकारशक्तीच्या बाबतीत तुलना करतो. आम्ही pH स्थिरता आणि स्निग्धता स्थिरतेचे देखील मूल्यांकन करतो, जे ओव्हरस्प्रेचा पुनर्वापर आणि शेल्फ लाइफचा विचार करताना महत्त्वपूर्ण असू शकते. या अभ्यासात वापरलेल्या प्रत्येक रेझिनचे भौतिक गुणधर्म खालील तक्ता २ मध्ये दर्शविले आहेत. तिन्ही प्रणाली समान फोटोइनिशिएटर पातळी, VOCs आणि घन पदार्थांच्या पातळीवर तयार केल्या गेल्या होत्या. तिन्ही रेझिन ३% को-सॉल्व्हेंटसह तयार केले गेले होते.

तक्ता २ | PUD रेझिनचे गुणधर्म.

आमच्या मुलाखतींमध्ये आम्हाला सांगण्यात आले की, जॉइनरी आणि कॅबिनेटरी मार्केटमधील बहुतेक वॉटरबॉर्न-यूव्ही (WB-UV) कोटिंग्ज प्रोडक्शन लाइनवर सुकतात, ज्यासाठी यूव्ही क्युअर होण्यापूर्वी ५-८ मिनिटे लागतात. याउलट, सॉल्व्हेंट-बेस्ड यूव्ही (SB-UV) लाइन ३-५ मिनिटांत सुकते. याव्यतिरिक्त, या मार्केटसाठी, कोटिंग्ज सामान्यतः ४-५ मिल्स ओल्या जाडीत लावले जातात. यूव्ही-क्युअरेबल सॉल्व्हेंट-बेस्ड पर्यायांच्या तुलनेत वॉटरबॉर्न यूव्ही-क्युअरेबल कोटिंग्जचा एक मोठा तोटा म्हणजे प्रोडक्शन लाइनवर पाणी काढून टाकण्यासाठी लागणारा वेळ.४ जर यूव्ही क्युअर होण्यापूर्वी कोटिंगमधून पाणी योग्यरित्या काढून टाकले गेले नसेल, तर पांढरे डाग पडण्यासारखे फिल्ममधील दोष निर्माण होतील. ओल्या फिल्मची जाडी खूप जास्त असल्यास देखील असे होऊ शकते. यूव्ही क्युअर दरम्यान फिल्मच्या आत पाणी अडकल्यामुळे हे पांढरे डाग तयार होतात.५

या अभ्यासासाठी आम्ही UV-क्युरेबल सॉल्व्हेंट-आधारित लाइनवर वापरल्या जाणाऱ्या वेळापत्रकासारखेच एक क्युरिंग वेळापत्रक निवडले. आकृती ३ मध्ये आमच्या अभ्यासासाठी वापरलेले ॲप्लिकेशन, ड्रायिंग, क्युरिंग आणि पॅकेजिंग वेळापत्रक दाखवले आहे. हे ड्रायिंग वेळापत्रक जॉइनरी आणि कॅबिनेटरी ॲप्लिकेशन्समधील सध्याच्या बाजार मानकांच्या तुलनेत एकूण लाइन स्पीडमध्ये ५०% ते ६०% पर्यंतची सुधारणा दर्शवते.

आकृती ३ | वापर, वाळवणे, मुरवणे आणि पॅकेजिंगचे वेळापत्रक.

आमच्या अभ्यासासाठी आम्ही वापरलेल्या अनुप्रयोग आणि क्युरिंग अटी खालीलप्रमाणे आहेत:

● काळ्या बेसकोटसह मेपल व्हेनिअरवर स्प्रे ॲप्लिकेशन.
● खोलीच्या तापमानावर ३० सेकंदांचा फ्लॅश.
●140 °F तापमानावर 2.5 मिनिटांसाठी ड्रायिंग ओव्हन (कन्व्हेक्शन ओव्हन).
● UV क्युअर – तीव्रता सुमारे ८०० mJ/cm2.

• पारदर्शक लेप एचजी दिव्याचा वापर करून क्युअर करण्यात आले.
• संयुक्त Hg/Ga दिव्याचा वापर करून रंगद्रव्ययुक्त लेपांचे क्युरिंग करण्यात आले.

● रचण्यापूर्वी १ मिनिट थंड होऊ द्या.

आमच्या अभ्यासासाठी, कमी कोटिंग्जसारखे इतर फायदे देखील मिळतील का हे पाहण्यासाठी आम्ही तीन वेगवेगळ्या वेट फिल्म जाडीची फवारणी केली. डब्ल्यूबी यूव्हीसाठी (WB UV) ४ मिल वेट ही सामान्य जाडी आहे. या अभ्यासात आम्ही ६ आणि ८ मिल वेट कोटिंग ॲप्लिकेशन्सचा देखील समावेश केला.

उपचाराचे परिणाम

स्टँडर्ड #१, एक हाय-ग्लॉस क्लिअर कोटिंग, याचे परिणाम आकृती ४ मध्ये दाखवले आहेत. डब्ल्यूबी यूव्ही क्लिअर कोटिंग, आधी काळ्या बेसकोटचा थर दिलेल्या मध्यम-घनतेच्या फायबरबोर्डवर (MDF) लावले गेले आणि आकृती ३ मध्ये दाखवलेल्या वेळापत्रकानुसार क्युअर केले गेले. ४ मिल्स वेट कोटिंगवर कोटिंग यशस्वी ठरले. तथापि, ६ आणि ८ मिल्स वेट कोटिंग लावल्यावर कोटिंगला तडे गेले, आणि यूव्ही क्युरिंगपूर्वी पाणी नीट न सुटल्यामुळे ८ मिल्सचे कोटिंग सहजपणे निघून गेले.

आकृती ४ | मानक #१.

आकृती 5 मध्ये दाखवलेल्या मानक #2 मध्ये देखील असाच परिणाम दिसून येतो.

आकृती ५ | मानक #२.

आकृती ६ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, आकृती ३ मधील त्याच क्युरिंग शेड्यूलचा वापर करून, PUD #65215A ने पाणी सोडण्याच्या/वाळण्याच्या प्रक्रियेत प्रचंड सुधारणा दर्शवली. ८ मिल्स ओल्या फिल्मच्या जाडीवर, नमुन्याच्या खालच्या कडेला किंचित तडे गेल्याचे दिसून आले.

आकृती ६ | पीयूडी #६५२१५ए.

इतर सामान्य कोटिंग फॉर्म्युलेशन्समधील पाणी-मुक्तीच्या वैशिष्ट्यांचे मूल्यांकन करण्यासाठी, काळ्या बेसकोट असलेल्या त्याच MDF वर कमी-चमकदार पारदर्शक कोटिंग आणि रंगद्रव्ययुक्त कोटिंगमध्ये PUD# 65215A ची अतिरिक्त चाचणी घेण्यात आली. आकृती ७ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, ५ आणि ७ मिल ओल्या थरात कमी-चमकदार फॉर्म्युलेशनने पाणी मुक्त केले आणि एक चांगला थर तयार केला. तथापि, १० मिल ओल्या थरात, आकृती ३ मधील वाळवण्याच्या आणि घट्ट होण्याच्या वेळापत्रकानुसार पाणी मुक्त करण्यासाठी तो थर खूपच जाड होता.

आकृती ७ | कमी-चमकदार PUD #65215A.

पांढऱ्या रंगद्रव्ययुक्त फॉर्म्युलामध्ये, PUD #65215A ने आकृती ३ मध्ये वर्णन केलेल्या त्याच वाळवण्याच्या आणि घट्ट होण्याच्या वेळापत्रकानुसार चांगली कामगिरी केली, फक्त ८ वेट मिल्स जाडीत लावल्यावर वगळता. आकृती ८ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, पाणी नीट न सुटल्यामुळे ८ मिल्स जाडीत फिल्मला तडे जातात. एकूणच, पारदर्शक, कमी-चमकदार आणि रंगद्रव्ययुक्त फॉर्म्युलेशन्समध्ये, PUD# 65215A ने ७ मिल्स वेट जाडीपर्यंत लावल्यावर आणि आकृती ३ मध्ये वर्णन केलेल्या जलद वाळवण्याच्या व घट्ट होण्याच्या वेळापत्रकानुसार घट्ट केल्यावर, फिल्म तयार होण्यात आणि वाळण्यात चांगली कामगिरी केली.

आकृती ८ | रंगद्रव्ययुक्त PUD #६५२१५A.

ब्लॉकिंग परिणाम

ब्लॉकिंग रेझिस्टन्स म्हणजे एकावर एक रचल्यावर कोटिंग केलेल्या दुसऱ्या वस्तूला न चिकटण्याची कोटिंगची क्षमता. उत्पादनामध्ये, जर क्युरिंग झालेल्या कोटिंगला ब्लॉक रेझिस्टन्स प्राप्त करण्यासाठी वेळ लागत असेल, तर ही अनेकदा एक अडचण ठरते. या अभ्यासासाठी, स्टँडर्ड #१ आणि PUD #६५२१५A चे रंगद्रव्ययुक्त फॉर्म्युलेशन्स ड्रॉडाउन बार वापरून काचेवर ५ वेट मिल्स जाडीत लावले गेले. आकृती ३ मधील क्युरिंग शेड्यूलनुसार या प्रत्येकाचे क्युरिंग करण्यात आले. दोन कोटिंग केलेले काचेचे पॅनेल एकाच वेळी क्युर केले गेले – क्युरिंगनंतर ४ मिनिटांनी, आकृती ९ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे पॅनेल एकत्र क्लॅम्प केले गेले. ते खोलीच्या तापमानात २४ तास एकत्र क्लॅम्प केलेले राहिले. जर कोटिंग केलेल्या पॅनेलवर कोणताही ठसा किंवा नुकसान न होता पॅनेल सहजपणे वेगळे करता आले, तर चाचणी यशस्वी मानली गेली.
आकृती १० मध्ये PUD# 65215A चा सुधारित अवरोधन प्रतिरोध दर्शविला आहे. मागील चाचणीत स्टँडर्ड #१ आणि PUD #65215A या दोन्हींनी पूर्ण क्युरिंग साधले असले तरी, केवळ PUD #65215A नेच अवरोधन प्रतिरोध प्राप्त करण्यासाठी पुरेसे पाणी उत्सर्जन आणि क्युरिंग दाखवले.

आकृती ९ | अवरोधन प्रतिरोध चाचणीचे चित्रण.

आकृती १० | स्टँडर्ड #१ चा अवरोधक प्रतिरोध, त्यानंतर PUD #६५२१५A.

ॲक्रेलिक ब्लेंडिंगचे परिणाम

कोटिंग उत्पादक खर्च कमी करण्यासाठी अनेकदा वॉटर-बेस्ड (WB) UV-क्युरेबल रेझिन्स ॲक्रिलिक्ससोबत मिसळतात. आमच्या अभ्यासासाठी आम्ही PUD#65215A ला NeoCryl® XK-12 सोबत मिसळण्याचाही अभ्यास केला. NeoCryl® XK-12 हे एक वॉटर-बेस्ड ॲक्रिलिक असून, जॉइनरी आणि कॅबिनेटरीच्या बाजारपेठेत UV-क्युरेबल वॉटर-बेस्ड PUDs साठी ब्लेंडिंग पार्टनर म्हणून याचा अनेकदा वापर केला जातो. या बाजारपेठेसाठी, KCMA स्टेन टेस्टिंगला मानक मानले जाते. अंतिम वापराच्या अनुप्रयोगावर अवलंबून, कोटिंग केलेल्या वस्तूच्या उत्पादकासाठी काही रसायने इतरांपेक्षा अधिक महत्त्वाची ठरतील. ५ चे रेटिंग सर्वोत्तम आणि १ चे रेटिंग सर्वात वाईट आहे.

तक्ता ३ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, PUD #65215A हे हाय-ग्लॉस क्लिअर, लो-ग्लॉस क्लिअर आणि पिगमेंटेड कोटिंग म्हणून KCMA स्टेन टेस्टिंगमध्ये उत्कृष्ट कामगिरी करते. ॲक्रिलिकसोबत १:१ प्रमाणात मिसळल्यावरही, KCMA स्टेन टेस्टिंगवर फारसा परिणाम होत नाही. मस्टर्डसारख्या घटकांनी डाग दिल्यावरही, २४ तासांनंतर कोटिंग स्वीकारार्ह पातळीपर्यंत पूर्ववत झाले.

तक्ता ३ | रासायनिक आणि डाग प्रतिरोधकता (५ रेटिंग सर्वोत्तम आहे).

KCMA स्टेन टेस्टिंग व्यतिरिक्त, उत्पादक UV क्युरिंगनंतर लगेचच क्युरिंग लाइनमधून बाहेर पडल्यावर त्याचीही चाचणी करतात. अनेकदा, या चाचणीमध्ये क्युरिंग लाइनमधून बाहेर पडल्यावर लगेचच ॲक्रिलिक ब्लेंडिंगचे परिणाम दिसून येतात. २० आयसोप्रोपिल अल्कोहोल डबल रब (२० IPA dr) नंतर कोटिंगमध्ये कोणताही ब्रेकथ्रू होऊ नये, अशी अपेक्षा असते. UV क्युरिंगनंतर १ मिनिटाने नमुन्यांची चाचणी केली जाते. आमच्या चाचणीत आम्हाला असे दिसून आले की, PUD# 65215A चे ॲक्रिलिकसोबतचे १:१ मिश्रण ही चाचणी उत्तीर्ण करू शकले नाही. तथापि, आम्हाला असे दिसून आले की PUD #65215A हे २५% NeoCryl XK-12 ॲक्रिलिकसोबत ब्लेंड केले तरीही ते २० IPA dr चाचणी उत्तीर्ण करू शकते (NeoCryl हे Covestro ग्रुपचे नोंदणीकृत ट्रेडमार्क आहे).

आकृती ११ | २० आयपीए डबल-रब, यूव्ही क्युअरनंतर १ मिनिटाने.

रेझिन स्थिरता

PUD #65215A च्या स्थिरतेची देखील चाचणी घेण्यात आली. एखादे फॉर्म्युलेशन तेव्हा 'शेल्फ स्टेबल' मानले जाते, जेव्हा ४०°C तापमानात ४ आठवड्यांनंतर, त्याचा pH ७ च्या खाली येत नाही आणि सुरुवातीच्या तुलनेत त्याची स्निग्धता (viscosity) स्थिर राहते. आमच्या चाचणीसाठी, आम्ही नमुन्यांना ५०°C तापमानात ६ आठवड्यांपर्यंतच्या अधिक कठोर परिस्थितीत ठेवण्याचे ठरवले. या परिस्थितीत स्टँडर्ड #१ आणि #२ स्थिर नव्हते.

आमच्या चाचणीसाठी आम्ही या अभ्यासात वापरलेले हाय-ग्लॉस क्लिअर, लो-ग्लॉस क्लिअर, तसेच लो-ग्लॉस पिगमेंटेड फॉर्म्युलेशन्स तपासले. आकृती १२ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, तिन्ही फॉर्म्युलेशन्सची pH स्थिरता स्थिर राहिली आणि ७.० pH च्या मर्यादेपेक्षा जास्त होती. आकृती १३ मध्ये ५० °C तापमानावर ६ आठवड्यांनंतर झालेला किमान स्निग्धतेतील बदल दर्शवला आहे.

आकृती १२ | तयार केलेल्या PUD #65215A ची pH स्थिरता.

आकृती १३ | तयार केलेल्या PUD #65215A ची स्निग्धता स्थिरता.

PUD #65215A ची स्थिरता कामगिरी दर्शवणारी आणखी एक चाचणी म्हणजे, ५०°C तापमानात ६ आठवडे ठेवलेल्या कोटिंग फॉर्म्युलेशनच्या KCMA डाग-प्रतिरोधकतेची पुन्हा चाचणी करणे आणि तिची तुलना त्याच्या सुरुवातीच्या KCMA डाग-प्रतिरोधकतेशी करणे. जी कोटिंग्ज चांगली स्थिरता दर्शवत नाहीत, त्यांच्या डाग-प्रतिरोधक कामगिरीत घट दिसून येते. आकृती १४ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, PUD# 65215A ने तीच कामगिरीची पातळी कायम राखली, जी त्याने तक्ता ३ मध्ये दर्शविलेल्या रंगद्रव्ययुक्त कोटिंगच्या सुरुवातीच्या रासायनिक/डाग-प्रतिरोधक चाचणीत दर्शवली होती.

आकृती १४ | रंगद्रव्ययुक्त PUD #65215A साठी रासायनिक चाचणी पॅनेल.

निष्कर्ष

UV-क्युरेबल वॉटर-बेस्ड कोटिंग्जच्या ॲप्लिकेटर्ससाठी, PUD #65215A त्यांना जॉइनरी, लाकूड आणि कॅबिनेट मार्केटमधील सध्याच्या कार्यप्रदर्शन मानकांची पूर्तता करण्यास सक्षम करेल, आणि याव्यतिरिक्त, सध्याच्या मानक UV-क्युरेबल वॉटर-बेस्ड कोटिंग्जच्या तुलनेत कोटिंग प्रक्रियेच्या लाइन स्पीडमध्ये ५०-६०% पेक्षा जास्त सुधारणा घडवून आणेल. ॲप्लिकेटरसाठी याचा अर्थ असा असू शकतो:

● जलद उत्पादन;
● फिल्मची जाडी वाढल्यामुळे अतिरिक्त थरांची गरज कमी होते;
● वाळवण्याच्या रेषा लहान होतात;
● सुकवण्याची गरज कमी झाल्यामुळे ऊर्जेची बचत;
● जलद अवरोधन प्रतिरोधामुळे कमी भंगार;
● रेझिनच्या स्थिरतेमुळे कोटिंगचा अपव्यय कमी होतो.

१०० ग्रॅम/लिटर पेक्षा कमी व्हीओसीमुळे, उत्पादकांना त्यांची व्हीओसी लक्ष्ये पूर्ण करणे अधिक सोपे जाते. ज्या उत्पादकांना परवान्याच्या समस्यांमुळे विस्ताराची चिंता वाटत असेल, त्यांच्यासाठी जलद-जल-मुक्ती पीयूडी #६५२१५ए मुळे, त्यांना कार्यक्षमतेत कोणतीही तडजोड न करता त्यांच्या नियामक जबाबदाऱ्या अधिक सहजपणे पूर्ण करता येतील.

या लेखाच्या सुरुवातीला आम्ही आमच्या मुलाखतींमधून असे नमूद केले होते की, सॉल्व्हेंट-आधारित यूव्ही-क्युरेबल मटेरियल वापरणारे सामान्यतः ३-५ मिनिटांच्या प्रक्रियेत कोटिंग्ज सुकवतात आणि क्युर करतात. आम्ही या अभ्यासात दाखवून दिले आहे की, आकृती ३ मध्ये दर्शविलेल्या प्रक्रियेनुसार, PUD #65215A हे १४०°C तापमानाच्या ओव्हनमध्ये ४ मिनिटांत ७ मिल्सपर्यंतची ओल्या फिल्मची जाडी क्युर करेल. हे बहुतेक सॉल्व्हेंट-आधारित यूव्ही-क्युरेबल कोटिंग्जच्या मर्यादेत आहे. PUD #65215A मुळे सॉल्व्हेंट-आधारित यूव्ही-क्युरेबल मटेरियल वापरणाऱ्या सध्याच्या वापरकर्त्यांना त्यांच्या कोटिंग लाइनमध्ये फारसा बदल न करता वॉटर-बेस्ड यूव्ही-क्युरेबल मटेरियलकडे वळणे शक्य होऊ शकते.

उत्पादन विस्ताराचा विचार करणाऱ्या उत्पादकांसाठी, PUD #65215A वर आधारित कोटिंग्ज त्यांना खालील गोष्टी करण्यास सक्षम करतील:

●कमी लांबीच्या वॉटर-बेस्ड कोटिंग लाइनचा वापर करून पैशांची बचत करा;
● फॅसिलिटीमध्ये कोटिंग लाइनसाठी कमी जागा व्यापणे;
● सध्याच्या VOC परवान्यावर कमी परिणाम होईल;
● सुकवण्याची गरज कमी झाल्यामुळे ऊर्जेची बचत साधा.

सारांशतः, PUD #65215A हे 140 °C तापमानावर वाळवल्यावर रेझिनच्या उच्च भौतिक गुणधर्म कामगिरी आणि जलद पाणी सोडण्याच्या वैशिष्ट्यांमुळे UV-क्युरेबल कोटिंग्स लाइन्सची उत्पादन कार्यक्षमता सुधारण्यास मदत करेल.