การเตรียมพลาสติกก่อนการพ่นสี

การเตรียมพลาสติกก่อนการพ่นสี

กระบวนการที่ใช้พ่นสีเหลวส่วนใหญ่ลงบนพลาสติกแทบไม่ต่างจากที่ใช้กับโลหะ แม้การเคลือบด้วยผงสีบนพลาสติกจะยังค่อนข้างพบได้น้อย นอกจากนี้ วิธีพ่นสีเฉพาะบางวิธีที่ใช้กันอย่างกว้างขวางกับโลหะ เช่น การสะสมทางเคมี (ออโตโฟเรติก) และการเคลือบด้วยไฟฟ้า ไม่สามารถใช้กับพลาสติกได้ แต่เทคนิคอื่นทั้งหมด เช่น การทา การจุ่มเคลือบ การเคลือบแบบไหล การเคลือบแบบม่าน รวมถึงการพ่นและการทำให้เป็นละอองด้วยการหมุนทุกรูปแบบ ใช้เคลือบได้ทั้งโลหะและพลาสติก ด้วยการมาของการบ่มด้วยรังสี UV และการบ่มอุณหภูมิต่ำของผงสีบางชนิด ปัจจุบันมีการเคลือบผงสีบนพลาสติกที่ทนความร้อนได้ในระดับหนึ่งบางชนิด แม้เทคโนโลยีนี้จะยังอยู่ในระยะเริ่มต้น

ความสามารถในการพ่นสีของโลหะทั้งหมดที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตค่อนข้างคล้ายคลึงกัน ซึ่งเป็นไปได้ส่วนหนึ่งเพราะค่าพลังงานพื้นผิว การนำไฟฟ้า การนำความร้อน และความทนความร้อนของโลหะอยู่ใกล้เคียงกันมาก แต่พลาสติกไม่เป็นเช่นนั้นอย่างชัดเจน โดยทั่วไปค่าของคุณสมบัติเหล่านี้ในพลาสติกต่ำกว่าโลหะมาก และค่าระหว่างพลาสติกชนิดต่าง ๆ ก็แตกต่างกันสุดขั้ว แม้อยู่ในตระกูลพลาสติกเดียวกัน ความสามารถในการพ่นสีก็อาจแตกต่างกันอย่างน่าประหลาดใจ เนื่องจากความแตกต่างของน้ำหนักโมเลกุลของพลาสติกและการใส่สารเติมแต่งที่ต่างกันในการผลิตเรซินแต่ละชนิด องค์ประกอบพลาสติกพื้นฐานอาจเป็นเรซินเดี่ยวหรือเป็นส่วนผสมของเรซินสองชนิดขึ้นไป องค์ประกอบของเรซินอาจมีสารตัวเติม สารเพิ่มปริมาตร และสารพลาสติไซเซอร์หลายชนิด มักเติมสารเติมแต่งลงในเรซินเพื่อให้ได้สมบัติทางกายภาพและเคมีที่ต้องการ เม็ดสีถูกเติมเพื่อปรับความมันหรือให้สี ลักษณะทางเคมีและปริมาณของสารเติมแต่งเหล่านี้มีแนวโน้มเปลี่ยนความสามารถในการพ่นสีของสูตรนั้นอย่างมีนัยสำคัญ แม้ชิ้นส่วนที่ผลิตจากสูตรเรซินเดียวกันก็ไม่จำเป็นต้องมีความสามารถในการพ่นสีเท่ากัน กระบวนการฉีดขึ้นรูป การอัดรีด หรือการขึ้นรูปอื่นที่ใช้ผลิตชิ้นงานก็มีบทบาทสำคัญต่อความสามารถในการพ่นสีของชิ้นงานเช่นกัน เนื่องจากความเค้นที่เกิดในชิ้นงานและการเชื่อมขวางของเรซิน

ลักษณะทางเคมีของเรซินเป็นตัวกำหนดพลังงานพื้นผิวของพลาสติกเป็นส่วนใหญ่ โดยทั่วไปพื้นผิวที่มีพลังงานพื้นผิวสูงกว่าจะถูกสีทำให้ "เปียก" ได้ง่ายกว่า จึง "พ่นสีได้" ดีกว่า หมายความว่าการยึดเกาะของสารเคลือบจะดีกว่า มีข้อสังเกตว่าการยึดเกาะของสีกับโลหะมักดีกว่าบนพลาสติก เพราะโลหะมักมีพลังงานพื้นผิวสูงกว่าพลาสติกอย่างมาก ความมีขั้วต่ำของโมเลกุลในพลาสติก เช่น พอลิเอทิลีนและพอลิโพรพิลีน เป็นสาเหตุของพลังงานพื้นผิวต่ำ (และความสามารถในการพ่นสีที่ไม่ดี) ของพลาสติกเหล่านี้ การเพิ่มพลังงานพื้นผิวและการยึดเกาะของสีจึงเป็นวัตถุประสงค์หลักประการหนึ่งของการปรับสภาพพลาสติก

ประเด็นสำคัญ

• วิธีพ่นสีเหลวส่วนใหญ่ใช้ต่อจากโลหะได้ แต่การสะสมทางเคมีและการเคลือบด้วยไฟฟ้าไม่สามารถใช้กับพลาสติก
• ไฟฟ้าสถิตเป็นปัญหาเฉพาะของพลาสติก พลาสติกเป็นฉนวน จึงสะสมประจุและดึงดูดฝุ่นในอากาศก่อนการพ่นสี
• สารช่วยถอดแบบชนิดแว็กซ์เป็นศัตรูของสี สารช่วยถอดแบบที่ละลายน้ำได้เป็นที่นิยมมากกว่าอย่างมากและล้างออกได้ด้วยผงซักฟอกที่เป็นน้ำทั่วไป
• พื้นผิวเรียบต้องทำให้หยาบด้วยวิธีทางเคมีหรือเชิงกล เพื่อสร้างจุดยึดที่สีต้องการ
• การทดสอบการเสื่อมสภาพเร่งช่วยคาดการณ์สมรรถนะในการใช้งานจริง ได้แก่ ความร้อนแห้ง ความร้อนชื้น และกลุ่มควบคุม จากนั้นทดสอบการลอกตามมาตรฐาน ASTM D3330

คำถามที่พบบ่อย

ต้องกำจัดสิ่งปนเปื้อนใดบ้างก่อนพ่นสีพลาสติก

รอยนิ้วมือ ฝุ่น เศษเส้นใย และคราบสารช่วยถอดแบบ การล้างด้วยผงซักฟอกมักกำจัดเกลือและน้ำมันที่เกิดจากการสัมผัสด้วยมือเปล่าได้ และสามารถหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากรอยนิ้วมือได้ทั้งหมดหากผู้ปฏิบัติงานสวมถุงมือที่ไม่หลุดเส้นใยตั้งแต่กระบวนการขึ้นรูปจนถึงการพ่นสี

เหตุใดชิ้นส่วนพลาสติกจึงดึงดูดฝุ่นก่อนพ่นสี

เพราะพลาสติกส่วนใหญ่เป็นฉนวนหรือตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี จึงสะสมประจุไฟฟ้าสถิตที่ดึงดูดและยึดอนุภาคในอากาศไว้ การควบคุมไฟฟ้าสถิตเป็นขั้นตอนที่สายการเก็บงานผิวโลหะไม่จำเป็นต้องมี

สารช่วยถอดแบบชนิดใดเข้ากันได้กับการพ่นสี

สารช่วยถอดแบบที่ละลายน้ำได้ ซึ่งล้างออกได้ง่ายด้วยผงซักฟอกที่เป็นน้ำทั่วไป สารช่วยถอดแบบชนิดแว็กซ์บางครั้งกำจัดได้ด้วยตัวทำละลาย แต่ไม่แนะนำสำหรับชิ้นส่วนที่จะพ่นสี และโดยทั่วไปไม่สนับสนุนการใช้ตัวทำละลายด้วยเหตุผลด้าน VOC ไฟไหม้ และสุขภาพ

ทำอย่างไรให้สีเกาะบนพื้นผิวพลาสติกเรียบ

ทำให้พื้นผิวหยาบ พลาสติกมีพลังงานพื้นผิวต่ำและโปรไฟล์พื้นผิวต่ำ และพื้นผิวเรียบให้การยึดเกาะที่ไม่ดี แนวทางทั่วไปคือการกัดผิวด้วยสารเคมีเพื่อสร้างความหยาบระดับไมโครและจุดยึด โดยเหมาะที่สุดคือให้ตัวทำละลายที่มีอยู่ในสีที่ใช้พ่นเป็นผู้ดำเนินการ

ควรทดสอบการยึดเกาะของสีในระยะยาวอย่างไร

ด้วยการทดสอบการเสื่อมสภาพเร่ง การออกแบบที่ใช้ได้จริงแบบหนึ่งคือสามกลุ่ม ได้แก่ ห้าวันที่ 158°F แบบแห้ง ห้าวันที่ 90°F ความชื้น 90% และกลุ่มควบคุมที่สภาวะแวดล้อม ตรวจสอบด้วยสายตาเทียบกับกลุ่มควบคุมทันทีหลังการทดสอบ จากนั้นทดสอบการลอกตาม ASTM D3330 เมื่อตัวอย่างคงตัวแล้ว โดยส่วนใหญ่ที่ 180°

การทำความสะอาดวัสดุรองรับพลาสติก

เช่นเดียวกับพื้นผิวอื่นที่จะพ่นสี พลาสติกต้องปราศจากสิ่งสกปรกหรือสิ่งแปลกปลอมในระดับที่เหมาะสม สิ่งสกปรกที่พบบ่อยบนชิ้นงานพลาสติกที่จะเคลือบ ได้แก่ รอยนิ้วมือ ฝุ่น เศษเส้นใย และคราบสารช่วยถอดแบบ โดยทั่วไปการล้างด้วยผงซักฟอกกำจัดเกลือและน้ำมันที่ตกค้างจากการสัมผัสด้วยมือเปล่าได้อย่างน่าพอใจ สามารถหลีกเลี่ยงรอยนิ้วมือได้ทั้งหมดหากผู้ปฏิบัติงานที่จับชิ้นส่วนตั้งแต่กระบวนการขึ้นรูปจนถึงขั้นตอนการพ่นสีสวมถุงมือที่ไม่หลุดเส้นใย

พลาสติกส่วนใหญ่เป็นฉนวนหรือตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี ทำให้มีแนวโน้มสะสมประจุไฟฟ้าสถิตที่ดึงดูดและยึดเศษเส้นใยและอนุภาคฝุ่นไว้แน่น การเช็ดด้วยผ้าเก็บฝุ่น (tack cloth) อาจไม่สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้ได้ทั้งหมด วิธีที่ยอดเยี่ยมในการกำจัดเศษเส้นใยและสิ่งสกปรกที่ถูกดึงดูดด้วยไฟฟ้าสถิตคือการใช้ลมเป่าแบบขจัดไฟฟ้าสถิต เครื่องขจัดไฟฟ้าสถิตควรสร้างทั้งประจุบวกและประจุลบ เครื่องส่วนใหญ่ใช้แหล่งปล่อยรังสีกัมมันตรังสีอ่อน ๆ ในแหล่งลมเป่า อากาศขาเข้าถูกกรองและอากาศที่มีไอออนถูกเป่าผ่านชิ้นงาน เพื่อให้ไอออนบวกและลบเป็นกลางกับประจุไฟฟ้าสถิตทั้งหมด การขจัดไฟฟ้าสถิตต้องทำทันทีก่อนพ่นสี เพื่อให้ชิ้นส่วนสะอาดที่สุดก่อนเข้าสู่กระบวนการเคลือบ การหน่วงเวลาระหว่างการขจัดไฟฟ้าสถิตกับการพ่นสีจะทำให้ประจุกลับมาก่อตัวอีก และชิ้นส่วนจะสะสมอนุภาคบนพื้นผิวอีกครั้ง

การติดตั้งงานพ่นสีพลาสติกไว้ใน "ห้องสะอาด" ช่วยควบคุมสิ่งสกปรก เช่น ฝุ่นและเศษเส้นใย ได้ง่ายขึ้น อากาศที่จ่ายเข้าควรผ่านการกรองและรักษาความชื้นสัมพัทธ์ไว้ที่ประมาณ 50% อนุญาตเฉพาะบุคคลที่ได้รับอนุญาตซึ่งสวมชุดคลุมที่ไม่หลุดเส้นใย หมวกคลุมผม และที่หุ้มรองเท้าเข้าห้องนี้ได้ตลอดเวลา

สารช่วยถอดแบบและสารพลาสติไซเซอร์

มีสารช่วยถอดแบบบางชนิดที่พ่นสีทับได้ แต่สารช่วยถอดแบบอื่นอีกมากส่งผลเสียต่อการยึดเกาะของสี อาจต้องใช้เทคนิคหลายอย่างเพื่อกำจัดสารเหล่านี้ที่ใช้ช่วยแยกชิ้นส่วนพลาสติกออกจากแม่พิมพ์ สารช่วยถอดแบบชนิดแว็กซ์บางครั้งกำจัดได้ด้วยการล้างด้วยตัวทำละลาย แต่ไม่แนะนำสารประเภทนี้สำหรับชิ้นส่วนที่จะพ่นสี โดยแทบจะไม่สนับสนุนการใช้ตัวทำละลายโดยอัตโนมัติ เนื่องจากข้อจำกัดด้านการปล่อย VOC และอันตรายจากไฟไหม้และสุขภาพที่อาจเกิดจากตัวทำละลายหลายชนิด สารช่วยถอดแบบที่ละลายน้ำได้เป็นที่นิยมมากกว่า การกำจัดออกจากพื้นผิวพลาสติกทำได้ง่ายด้วยสารละลายผงซักฟอกที่เป็นน้ำทั่วไป

อาจผสมสารช่วยถอดแบบลงในสูตรพลาสติกด้วย ซึ่งเรียกว่าสารช่วยถอดแบบ "ภายใน" ต้องหลีกเลี่ยงสารช่วยถอดแบบภายในทุกครั้งที่ทำได้ ความสามารถในการพ่นสีอาจเสียหายหรือไม่เสียหายทันที และการทดสอบการยึดเกาะเพื่อประกันคุณภาพ (QA) อาจแสดงการยึดเกาะเริ่มต้นที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีสารช่วยถอดแบบภายในค่อย ๆ เคลื่อนมายังพื้นผิวชิ้นงานและทำให้การยึดเกาะของสีล้มเหลวหลายเดือนหลังพ่นสีชิ้นงาน

อาจเติมสารพลาสติไซเซอร์ลงในเรซินขึ้นรูปเพื่อเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทก แต่มักลดการยึดเกาะของสีได้เช่นเดียวกับสารช่วยถอดแบบ สารพลาสติไซเซอร์บางชนิดค่อย ๆ เคลื่อนมาที่พื้นผิวและทำให้รอยต่อระหว่างพลาสติกกับสีอ่อนตัว ส่งผลให้สูญเสียการยึดเกาะ ในกรณีนี้ การทดสอบการยึดเกาะของสีเริ่มต้นอาจเป็นที่น่าพอใจอย่างสมบูรณ์ แต่ต่อมาฟิล์มสีจะยกตัวหรือแยกออกจากพื้นผิวพลาสติก ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายในการใช้งานจริงที่มีต้นทุนสูงและข้อเรียกร้องด้านความรับผิดในภายหลัง นานหลังจากนำชิ้นส่วนไปใช้งานแล้ว

การสร้างการยึดเกาะของสีที่แข็งแกร่ง

พื้นผิวพลาสติกส่วนใหญ่ไม่เพียงมีพลังงานพื้นผิวต่ำ แต่ยังมีโปรไฟล์พื้นผิวต่ำโดยธรรมชาติด้วย พื้นผิวเรียบมีแนวโน้มให้การยึดเกาะของสีที่ไม่ดี เว้นแต่จะทำให้พื้นผิวหยาบด้วยวิธีทางเคมีหรือเชิงกลก่อน สารเคลือบแปลงสภาพบนโลหะช่วยการยึดเกาะของสีส่วนหนึ่งด้วยพื้นผิวหยาบระดับไมโครของชั้นอนินทรีย์ที่เกิดบนโลหะ วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการแก้ปัญหาความเรียบของพลาสติกคือการกัดผิวด้วยสารเคมีเพื่อสร้างความหยาบระดับไมโครและจุดยึดที่ให้การยึดเกาะแก่สี หากเป็นไปได้ การกัดผิวทำโดยตัวทำละลายที่มีอยู่ในสีที่ใช้พ่น เพื่อหลีกเลี่ยงขั้นตอนการแปรรูปแยกต่างหาก การเลือกตัวทำละลายของสีมีความสำคัญมาก เพราะตัวทำละลายแต่ละชนิดกัดพลาสติกด้วยอัตราที่ต่างกัน ต้องหลีกเลี่ยงทั้งการกัดมากเกินไปและน้อยเกินไป การกัดไม่เพียงพอจะไม่ให้การยึดเกาะที่เหมาะสม การกัดมากเกินไปอาจทำลายพลาสติก อาจทำให้ชิ้นงานบิดงอ เผยอนุภาคของสารตัวเติมและสารเพิ่มปริมาตร และอาจถึงขั้นสร้างบริเวณที่วัสดุในพลาสติกอาจซึมเข้าสู่สารเคลือบ พลาสติกบางชนิด เช่น พอลิคาร์บอเนตหรือพอลิสไตรีน จะแตกร้าวหรือเกิดรอยแตกลายงาบนพื้นผิวมากเกินไปจากการถูกตัวทำละลายที่ไวต่อสารนั้นเป็นพิเศษทำลาย หากพลาสติกมีบริเวณที่ได้รับความเค้นสูงจากกระบวนการขึ้นรูป ตัวทำละลายอาจก่อรอยแตกที่มองเห็นได้ในบริเวณเหล่านี้จากการคลายความเค้น ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังในระดับหนึ่งเมื่อกัดผิวด้วยตัวทำละลาย

เมื่อขึ้นรูปชิ้นงานบางรูปทรง จะมีบริเวณที่การไหลของพลาสติกที่ฉีดเข้าอย่างรวดเร็วทำให้เกิดความร้อนจากแรงเสียดทานในชิ้นงานภายในแม่พิมพ์อย่างมีนัยสำคัญ ในบริเวณเหล่านั้นจะเกิดผิวที่เชื่อมขวางสูง (ผิวมัน) ซึ่งทนต่อการกัดด้วยตัวทำละลาย การยึดเกาะของสีในบริเวณเหล่านี้จะไม่ดี เว้นแต่จะดำเนินการกำจัดผิวพลาสติกที่แข็งเกินไป บริเวณเหล่านี้สามารถขจัดผิวมันได้เพียงพอให้สีเกาะได้อย่างน่าพอใจ ด้วยการทัมเบิลกับสื่อขัดระดับปานกลาง หรือการพ่นทรายที่พื้นผิวด้วยวัสดุกริตที่รุนแรงเล็กน้อย การจุ่มในตัวทำละลายร้อนหรือไอตัวทำละลายช่วงสั้น ๆ ก็มีประสิทธิภาพสำหรับชิ้นส่วนบางชนิดเช่นกัน แต่การสร้างความหยาบระดับไมโครด้วยตัวทำละลายโดยทั่วไปได้ผลเฉพาะเมื่อพลาสติกเองมีความเป็นขั้วอยู่บ้าง

เมื่อการขจัดผิวมันหรือการกัดด้วยตัวทำละลายไม่ได้ผลหรือไม่เป็นที่ต้องการ อาจจำเป็นต้องใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อสร้างหมู่ออกซิไดซ์ที่มีขั้วบนพื้นผิว โดยเฉพาะกับพื้นผิวพลาสติกที่ไม่มีขั้วอย่างยิ่ง พอลิโพรพิลีนและพอลิเอทิลีนเป็นตัวอย่างสองชนิดของพลาสติกขั้วต่ำที่ปรับสภาพด้วยการออกซิเดชัน เรซินเหล่านี้และพลาสติกขั้วต่ำที่คล้ายกันอาจสัมผัสเปลวไฟเปิดจากหัวเผาแก๊สช่วงสั้น ๆ ซึ่งเริ่มปฏิกิริยาเคมีแบบออกซิเดชัน (การเผาไหม้ระยะเริ่มต้น) ที่แม้ไม่มากพอจะมองเห็นได้ แต่สร้างความมีขั้วบนพื้นผิวมากพอที่จะให้การยึดเกาะของสีที่ยอดเยี่ยม การส่งชิ้นส่วนพลาสติกผ่านการปล่อยประจุโคโรนาที่สร้างโอโซนก็ถูกนำมาใช้ทำให้เกิดการออกซิเดชันที่พื้นผิวเช่นกัน โคโรนาสร้างอะตอมออกซิเจนที่ถูกกระตุ้นซึ่งก่อโอโซน แล้วโอโซนโจมตีพลาสติกแบบออกซิเดชันจนเกิดหมู่ที่มีขั้ว เช่น ไฮดรอกซิล คาร์บอนิล และกรดคาร์บอกซิลิก

พลาสติกขั้วต่ำยังทำให้เกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวได้ด้วยสารเคมีที่ไวต่อแสง เรียกว่าโฟโตเซนซิไทเซอร์ ตามด้วยการสัมผัสแสงอัลตราไวโอเลต แสง UV "ตัด" โมเลกุลของสารประกอบที่ไวต่อแสงให้เกิดอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระเป็นสปีชีส์ที่ว่องไวอย่างยิ่งซึ่งในกระบวนการนี้รวมตัวกับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ อนุมูลอิสระออกซิเจนจึงทำปฏิกิริยากับพลาสติกจนเกิดหมู่ที่มีขั้วบนพื้นผิว

เทคโนโลยีพลาสมาแก๊สเย็นสามารถใช้ปรับสภาพพลาสติกและทำให้พื้นผิวเกิดออกซิเดชันเพื่อปรับปรุงสมบัติพื้นผิวสำหรับการยึดเกาะของสีได้อย่างมาก เมื่อแก๊สถูกบังคับให้ดูดกลืนพลังงานมากพอ แก๊สจะแตกตัวเป็นไอออนหรือกลายเป็น "พลาสมา" เครื่องกำเนิดความถี่วิทยุทำหน้าที่กระตุ้น การเชื่อมอาร์กและแสงฟลูออเรสเซนต์เป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์ที่ "แสงเรืองรอง" เกิดจากไอออนที่ถูกกระตุ้นกลับสู่สถานะพลังงานที่เสถียร ภายในขีดจำกัดด้านความปลอดภัยของระบบ กระบวนการนี้ใช้แก๊สเดี่ยวหรือแก๊สผสมชนิดใดก็ได้ ออกซิเจน ไนโตรเจน ฮีเลียม อาร์กอน อากาศ และแอมโมเนีย ถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์นี้

การปรับสภาพด้วยพลาสมาช่วยให้พ่นสีบนพลาสติกได้พร้อมการยึดเกาะที่ดีเช่นกัน เครื่องปฏิกรณ์พลาสมาโดยทั่วไปเป็นภาชนะสุญญากาศที่ติดตั้งพอร์ตปิดสนิทสำหรับใส่และนำชิ้นส่วนออก สามารถสังเกตการปล่อยประจุเรืองแสงได้เมื่อเครื่องปฏิกรณ์ทำงาน การปรับสภาพด้วยพลาสมาแก๊สทั้งกัดผิวระดับไมโครและกระตุ้นพื้นผิว การปรับสภาพช่วงสั้น ๆ จะสร้างพื้นผิวมีขั้วที่มีพลังงานพื้นผิวสูงบนพลาสติกขั้วต่ำหรือไม่มีขั้ว ทำให้สีทำให้เปียกได้อย่างสมบูรณ์และสม่ำเสมอ กระบวนการพลาสมามักไม่เปลี่ยนลักษณะพื้นผิว จึงปรับสภาพวัสดุได้โดยไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนสี ได้การยึดเกาะที่ยอดเยี่ยมด้วยสีชนิดเดียวกับที่ใช้กับโลหะ ซึ่งอาจเป็นคุณสมบัติสำคัญสำหรับผู้ผลิตบางราย เพราะชุดประกอบที่มีทั้งพลาสติกและโลหะพ่นสีพร้อมกันได้ด้วยสารเคลือบชนิดเดียวกัน

มีประสิทธิผลน้อยกว่าคือการใช้สารออกซิไดซ์ทางเคมีในตัวสีเองเพื่อออกซิไดซ์พื้นผิวพลาสติกให้พอที่จะเกิดการยึดเกาะของสีที่ดีขึ้น สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบสะท้อนยืนยันว่าการปรับสภาพเหล่านี้สร้างหมู่ที่มีออกซิเจน (ไฮดรอกซิล คาร์บอนิล และกรดคาร์บอกซิลิก) บนพื้นผิวพลาสติกเช่นเดียวกับกระบวนการออกซิไดซ์อื่น เพียงแต่ในปริมาณน้อยกว่า เฉพาะในกรณีจำกัดเท่านั้นที่สารออกซิไดซ์ในตัวสีเองก่อให้เกิดความมีขั้วมากพอสำหรับการยึดเกาะของสีที่ทนทาน

การปรับสภาพพื้นผิวเพิ่ม (ขยาย) ช่วงกระบวนการที่ทำงานได้ เช่น พอลิโอเลฟินที่ "ไม่ได้ปรับสภาพ" มีพลังงานพื้นผิวในช่วง 29-31 dyne/cm สำหรับกระบวนการพ่นสี พื้นผิวเหล่านี้ต้องการระดับการปรับสภาพในช่วง 38-60 dyne/cm ขึ้นอยู่กับชนิดเคมีของสารเคลือบ เช่น ตัวทำละลาย สูตรน้ำ หรือ UV วิธีการปรับสภาพแต่ละวิธีเฉพาะกับการใช้งาน และมีข้อดี ข้อจำกัด และผลกระทบด้านต้นทุนที่อาจเกิดขึ้น ในบางสถานการณ์ กระบวนการออกซิเดชันในวัฏภาคแก๊สอาจส่งผลเสียต่อกระบวนการผลิตขั้นถัดไป เช่น การปิดผนึกด้วยความร้อน การประเมินอย่างละเอียดก่อนนำไปใช้ในการผลิตจริงจึงเป็นสิ่งสำคัญ

การทดสอบการยึดเกาะ

มีหลายวิธีที่ใช้วัดการยึดเกาะของสีและสมบัติความแข็งต่อการขีดข่วน การทดสอบการเสื่อมสภาพเร่งเป็นเทคนิคที่ช่วยคาดการณ์สมรรถนะของผลิตภัณฑ์ในระยะยาว การออกแบบการทดลองต่อไปนี้เป็นตัวอย่างหนึ่ง

• กลุ่มที่ 1: ห้า (5) วัน ที่ 158°F แบบแห้ง ไม่มีความชื้น
• กลุ่มที่ 2: ห้า (5) วัน ที่ 90°F ความชื้น 90%
• กลุ่มที่ 3: กลุ่มควบคุม สภาวะแวดล้อม

ควรตรวจสอบด้วยสายตาทันทีหลังการทดสอบและเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม เมื่อตัวอย่างคงตัวแล้ว ควรทดสอบการลอกตามมาตรฐาน ASTM D3330 ในหลายการใช้งาน มักใช้การทดสอบการลอกที่ 180° เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบ แนะนำให้ทดสอบการลอกที่ 90° ด้วย การทดสอบนี้อาจให้ภาพที่ตรงกว่าของสมรรถนะการยึดเกาะ แม้ค่าอาจต่ำกว่าที่บันทึกได้จากการลอกที่ 180° การขยายการทดสอบกลุ่มที่ 1 จาก 5 วันเป็น 10 วันจะไม่ทำนายสมรรถนะในการใช้งานจริงเพิ่มเป็นสองเท่า เพราะความสัมพันธ์ไม่เป็นฟังก์ชันเชิงเส้น แต่จะบ่งชี้ผลที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

Scott R. Sabreen เป็นผู้ก่อตั้งและประธานของ The Sabreen Group Inc. (TSG) TSG เป็นบริษัทเทคโนโลยีที่เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมการแปรรูปพลาสติกขั้นที่สอง ได้แก่ การปรับสภาพพื้นผิว การยึดติด การตกแต่งและการเก็บงานผิว และการมาร์กด้วยเลเซอร์ Dr. Norman R. Roobol (770-487-9133 หรือ [email protected]) เป็นที่ปรึกษาด้านการพ่นสีอุตสาหกรรมที่มีประสบการณ์มากกว่า 35 ปี และเป็นผู้เขียนหนังสือหลายเล่ม หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติม โทร 888-SABREEN หรือเยี่ยมชม www.sabreen.com

---