Khi sơn UV đóng rắn không hoàn toàn, màng ra khỏi đèn vẫn dính tay hoặc còn mềm, và nguyên nhân thường nằm ở năng lượng UV đến màng không đủ hoặc ở oxy ức chế phản ứng trên bề mặt. Trước hết cần xác định màng dính ở bề mặt hay mềm ở lớp dưới, rồi kiểm tra đèn, tốc độ băng tải, độ dày màng và sự khớp giữa đèn với chất khơi mào quang, tức chất hấp thụ UV để bắt đầu phản ứng.
Sơn UV dính bề mặt và sơn UV không khô lớp dưới là hai lỗi khác nhau
Hai lỗi này cho cùng một cảm giác "chưa khô" khi sờ tay, nhưng nguyên nhân và hướng xử lý ngược nhau. Phân loại đúng trước khi chỉnh bất cứ thông số nào trên dây chuyền.
Dính bề mặt: lớp bên dưới đã cứng, chỉ lớp ngoài cùng nhờn hoặc dính, để lại dấu vân tay khi ấn nhẹ. Đây là biểu hiện điển hình của oxy ức chế phản ứng ở lớp tiếp xúc không khí. Màng thường vẫn bám nền tốt, nên bóc hay cạo thử sẽ thấy phần dưới chắc. Bài về màng sơn UV không khô bề mặt và cách khắc phục đi sâu hơn vào riêng lỗi này.
Không khô lớp dưới: bề mặt trông khô, sờ không dính, nhưng cả màng mềm, dễ trượt khi miết móng tay và bám nền kém. Nguyên nhân thường là UV không xuyên đủ sâu nên phần sát nền không được đóng rắn. Lớp ngoài cứng trước có thể che luôn phần UV còn lại, khiến lỗi chỉ lộ ra khi gia công tiếp hoặc khi sản phẩm chịu tải.
Hệ quả của việc xử lý nhầm hướng: nếu màng chỉ dính bề mặt mà bạn tăng nhiều năng lượng cho cả lớp, thời gian mất đi và màng có thể chịu nhiệt quá mức. Ngược lại, màng mềm lớp dưới mà chỉ xử lý bề mặt sẽ không cải thiện gì. Đóng rắn quá tay còn làm màng giòn, dễ nứt khi uốn hoặc va đập. Vì vậy bước đầu tiên của kỹ sư dây chuyền là gọi tên đúng lỗi đang gặp.
Vì sao sơn UV đóng rắn không hoàn toàn
Đóng rắn UV là chuỗi phản ứng trùng hợp gốc tự do, nên bất cứ yếu tố nào làm thiếu gốc tự do hoặc thiếu năng lượng đều để lại màng chưa hoàn chỉnh.
Cơ chế đóng rắn: chất khơi mào quang (photoinitiator) hấp thụ UV rồi phân tách thành các gốc tự do. Các gốc này tấn công nhóm phản ứng của oligomer và monomer, khơi mào trùng hợp nối mạch để chất lỏng chuyển thành màng rắn. Phản ứng chỉ diễn ra nơi có đủ photon được chất khơi mào hấp thụ, do đó cường độ và phổ của đèn quyết định kết quả.
Oxy ức chế ở bề mặt: oxy trong không khí phản ứng với gốc tự do nhanh hơn nhiều so với phản ứng nối mạch, tạo gốc peroxy kém hoạt động. Phản ứng dừng ở lớp mỏng sát không khí, vì vậy bạn thấy bề mặt nhờn dính dù bên dưới đã cứng. Màng càng mỏng và cường độ càng thấp thì ảnh hưởng của oxy càng rõ.
Các nguyên nhân phía đèn và vận hành:
- Phổ phát của đèn không khớp vùng hấp thụ của chất khơi mào, nên phần lớn năng lượng đi qua mà không tạo gốc tự do.
- Đèn già giảm cường độ dù vẫn sáng bình thường bằng mắt, còn gương phản xạ bẩn làm hao thêm năng lượng.
- Băng tải chạy nhanh làm giảm liều UV mà màng nhận được, vì thời gian chiếu ngắn lại.
Màng dày, bột màu và chất độn: bột màu, nhất là màu đậm, và các chất độn hấp thụ hoặc tán xạ UV, khiến photon bị giữ lại ở lớp trên. Màng càng dày thì lớp sát nền càng thiếu năng lượng. Kết quả là bề mặt cứng nhưng lớp dưới mềm, đúng kiểu lỗi không khô lớp dưới đã nêu ở trên. Titanium dioxide và một số bột màu hữu cơ có vùng hấp thụ chồng lên vùng làm việc của chất khơi mào, nên công thức sơn trắng hoặc đậm thường cần cân nhắc riêng về hệ khơi mào.
Các nguyên nhân này thường cộng dồn: đèn hơi yếu, băng tải hơi nhanh và màng hơi dày đều chưa đủ gây lỗi riêng lẻ, nhưng gộp lại thì màng không đóng rắn hết.
Cách xác định sơn UV đóng rắn không hoàn toàn do đèn hay do công thức
Cần chứng cứ từ chính dây chuyền trước khi đổi công thức hay thay bóng. Hai phép thử đơn giản kết hợp với cách đọc xu hướng lỗi sẽ cho hướng điều tra khá rõ.
Phép thử lau dung môi và thử băng dính người đọc tự làm được
Lau dung môi: quấn bông hoặc vải sạch vào ngón tay, thấm dung môi phù hợp với hệ sơn rồi lau đi lau lại trên màng đã nguội. Màng đóng rắn tốt giữ nguyên bề mặt. Nếu bề mặt mờ đi, nhớt lại hoặc dính bông thì đóng rắn bề mặt chưa đạt. Thử cùng một cách trên nhiều mẫu để so sánh giữa các mẻ.
Thử băng dính: dán băng dính lên màng, miết chặt rồi giật nhanh. Màng bong từng mảng cho thấy bám dính lớp dưới kém, có thể do lớp sát nền chưa đóng rắn. Nếu màng bong gọn khỏi nền nhưng cứng, cần xem lại nền và xử lý bề mặt; lỗi dạng này gần với mực UV bám dính kém trên màng nhựa hơn là lỗi đóng rắn.
Dấu hiệu phân biệt lỗi do đèn và lỗi do công thức
Nghi đèn: lỗi xuất hiện dần theo thời gian, đều trên mọi mẻ và mọi màu, kể cả loại sơn từng chạy ổn. Mức độ thường nặng hơn ở phía đèn đã dùng lâu hoặc vùng gương bẩn. Nghi công thức: lỗi bắt đầu khi đổi lô sơn mới, hoặc chỉ xuất hiện ở màu đậm hay lớp dày, trong khi các sản phẩm khác trên cùng dây chuyền vẫn đạt.
Để chốt, dùng máy đo UV đo liều và cường độ tại vị trí màng đi qua, rồi so với giá trị khi dây chuyền còn chạy tốt. Số đo giảm thì xử lý đèn trước. Số đo ổn mà lỗi vẫn còn thì chuyển sang công thức.
Cách khắc phục màng sơn UV đóng rắn không hoàn toàn
Xử lý theo thứ tự: thiết bị và vận hành trước vì chi phí thấp và quay lại dễ, công thức sau khi số đo xác nhận đèn đã ổn.
Xử lý phía thiết bị và vận hành
- Vệ sinh gương phản xạ và kiểm tra kính chắn của đèn UV đóng rắn; bụi và hơi dung môi bám lên làm giảm năng lượng tới màng.
- Thay bóng theo giờ chạy mà nhà cung cấp đèn khuyến nghị, đối chiếu với số đo từ máy đo UV, không chờ đến khi đèn tối hẳn.
- Giảm tốc độ băng tải để tăng thời gian chiếu, rồi đo lại liều tại vị trí sản phẩm.
- Chỉnh khoảng cách đèn đến bề mặt sao cho cường độ ổn định và đồng đều trên toàn chiều rộng.
- Giảm độ dày mỗi lớp, phủ nhiều lớp mỏng nếu cần chiều dày tổng, để UV xuyên tới sát nền.
- Khi ức chế oxy rất nặng, cân nhắc môi trường khí trơ ở vùng chiếu để loại oxy khỏi bề mặt; đây là đầu tư thiết bị nên chỉ làm sau khi các bước trên chưa đủ.
Xử lý phía công thức sơn UV
Khi đèn đã được xác nhận ổn mà lỗi theo lô hoặc theo màu, hãy xem lại hệ nhựa và chất khơi mào. Nhựa đóng rắn UV gồm hai nhóm chính: oligomer quyết định tính chất màng và monomer điều chỉnh độ nhớt, đồng thời tham gia phản ứng. Covestro cung cấp các loại oligomer và monomer đóng rắn UV cho sơn, và chọn loại có độ phản ứng phù hợp với tốc độ băng tải và độ dày màng của dây chuyền là bước đầu. Với sơn gỗ nội thất, bạn có thể đối chiếu thêm bài cách chọn nhựa đóng rắn UV cho sơn gỗ nội thất.
Trên TDS của từng loại, cần đọc ba chỉ tiêu:
- Độ chức, tức số nhóm phản ứng trên mỗi phân tử: ảnh hưởng đến tốc độ đóng rắn, độ cứng và độ giòn của màng.
- Độ nhớt: quyết định lượng monomer phải pha thêm, kéo theo độ co ngót và mức độ chắn UV của hệ.
- Khuyến nghị ứng dụng: cho biết loại đó hợp với màng mỏng hay dày, có pigment hay trong suốt.
Hệ chất khơi mào cần khớp với loại đèn và độ dày màng. Màng mỏng chịu oxy ức chế thường cần loại tác dụng ở bề mặt, còn màng dày hoặc có bột màu cần loại xuyên sâu hơn. Mọi thay đổi về nhựa hay chất khơi mào nên thử mẫu trên dây chuyền thực tế với đúng đèn, tốc độ và độ dày đang dùng, vì kết quả phòng lab không phản ánh hết điều kiện sản xuất.
Câu hỏi thường gặp về sơn UV đóng rắn không hoàn toàn
Vì sao sơn UV bị dính tay sau khi qua đèn?
Nguyên nhân phổ biến nhất là oxy ức chế phản ứng ở lớp ngoài cùng, nên bề mặt không nối mạch hết dù bên dưới đã cứng. Đèn yếu, băng tải quá nhanh hoặc màng quá mỏng làm tình trạng nặng hơn. Hãy lau thử bằng dung môi và đo cường độ UV để biết đang thiếu ở khâu nào.
Tăng công suất đèn UV có luôn giải quyết được không?
Không phải lúc nào cũng được. Tăng công suất chỉ hiệu quả khi nguyên nhân là thiếu năng lượng. Nếu phổ đèn lệch với chất khơi mào, hoặc bột màu chắn UV, năng lượng thêm vào không được hấp thụ đúng chỗ và còn có thể làm màng giòn hay nóng quá mức. Cần đo liều trước và đối chiếu với công thức.
Sơn UV màu đậm có khó đóng rắn hơn không?
Có. Bột màu đậm hấp thụ hoặc chắn UV nên lớp dưới nhận ít năng lượng hơn so với sơn trong suốt cùng độ dày. Màu đậm thường cần màng mỏng hơn, hệ chất khơi mào chọn riêng cho bột màu và chạy thử kỹ trên dây chuyền. Sơn trắng chứa titanium dioxide cũng thuộc nhóm khó này.
Bao lâu nên thay bóng đèn UV đóng rắn?
Không có mốc chung cho mọi dây chuyền. Nhà cung cấp đèn đưa ra giờ chạy khuyến nghị cho từng loại bóng, còn thực tế còn phụ thuộc điều kiện vận hành và độ sạch gương. Cách chắc nhất là theo dõi cường độ bằng máy đo UV theo định kỳ và thay khi số đo giảm so với lúc đèn còn tốt.
Kết luận
Sơn UV đóng rắn không hoàn toàn có thể xử lý có hệ thống khi xác định đúng lỗi là dính bề mặt hay mềm lớp dưới, đo được năng lượng UV thực tế rồi mới quyết định sửa đèn hay sửa công thức.
- Phân biệt dính bề mặt với không khô lớp dưới trước khi xử lý, vì hai lỗi cần hướng khác nhau.
- Đo liều UV trước khi đổi công thức; chỉ chuyển sang công thức khi số đo đèn đã ổn.
- Khớp đèn, độ dày màng và hệ nhựa đóng rắn UV với chất khơi mào, rồi thử mẫu trên dây chuyền thực tế.
Gửi ảnh lỗi, thông tin đèn và điều kiện chạy của dây chuyền để đội kỹ thuật Vichem cùng kiểm nguyên nhân với bạn.
Vichem là nhà phân phối các sản phẩm phụ gia hóa chất, thiết bị đến từ các thương hiệu lớn như Covestro, Sinopec, TotalEnergies Corbion, Bühler, Tinox,… tại thị trường Việt Nam.
Để biết thêm về sản phẩm, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi thông qua các kênh sau:
- Hotline: 08 1790 1790
- Zalo OA: Vichem JSC
- Email: contact@vichem.vn
- LinkedIn: Vichem JSC
- Website: www.vichem.vn
- Facebook: Vichem JSC
