English
Español
Français
Главная / Новости / Новости отрасли / Промышленная краска дает усадку по краям после повторного покрытия — в чем проблема?
Новости отрасли
1
Что такое усадка кромок и чем она отличается от типичного образования кратеров?
Типичное образование кратеров — это локализованное углубление на плоской поверхности пленки — обычно круглое, часто связанное с загрязнением поверхности или совместимостью добавок. Усадка кромок происходит по-другому: пленка стягивается именно с краев, концентрируясь на краю или периметре заготовки, а не распределяясь случайным образом по плоской поверхности. Механизм отличается: усадка кромок обычно вызывается поверхностным натяжением, оттягивающим пленку от геометрии кромок с малым радиусом, что усиливается толщиной пленки и различиями в состоянии течения на краях по сравнению с плоскими участками.
2
Почему кромки испытывают большее поверхностное натяжение, чем плоские участки?
Поверхностное натяжение минимизирует общую площадь поверхности жидкой пленки. На острых краях пленка может уменьшить площадь своей поверхности, втягиваясь внутрь — перемещение краевой пленки в сторону окружающей плоской области уменьшает общую площадь границы раздела пленка-воздух. Эта тенденция сильнее на более острых краях (меньший радиус кривизны). Плоские области не имеют такой силы отвода, обусловленной геометрией. Следовательно, то же покрытие, которое образует устойчивую пленку на плоской панели, может иметь стягивание кромок просто из-за геометрии заготовки.
3
Почему усадка кромок чаще появляется после повторного слоя, чем на первом слое?
Подложкой для повторного слоя является отвержденная пленка первого слоя, поверхность которой отличается от голой подложки. Поверхностная энергия, полярность и химические свойства пленки первого покрытия могут отличаться от исходной основы. Если смачивание поверхности первого слоя системой повторного покрытия не является идеальным или если растворитель в повторном слое начинает взаимодействовать с первым слоем на краях, где пленка тоньше, тенденция к втягиванию усиливается. Крайние положения, где первый слой может быть тоньше, усугубляют этот эффект.
4
Разница в поверхностном натяжении между первым и вторым слоем является ключевым фактором
Если система повторного покрытия имеет заметно более низкое поверхностное натяжение, чем поверхность пленки первого слоя (например, если выравнивающий агент или поверхностная добавка в повторном слое создает очень низкое поверхностное натяжение на поверхности пленки), градиент поверхностного натяжения пленки повторного покрытия от плоскости к краю больше. Этот больший градиент обеспечивает большую движущую силу для отвода кромки. Поэтому при проектировании многослойной системы особое внимание заслуживает взаимосвязь между поверхностной энергией отвержденного первого слоя и поверхностным натяжением жидкости для последующего слоя.
5
Условия нанесения на краях существенно отличаются от плоских участков
Во время нанесения распылением образование пленки по краям и углам обычно меньше, чем на прилегающих плоских участках, из-за распределения электростатического поля и геометрии распыления. Более тонкая пленка по краям означает меньшую массу, необходимую для сопротивления силе втягивания поверхностного натяжения. Когда пленка тонкая и поверхностное натяжение тянется к плоским участкам, легко образуется видимая усадка по краям. Улучшение структуры кромочной пленки за счет полосового покрытия (предварительное покрытие кромок перед нанесением покрытия по всей площади) является стандартным практическим методом.
6
Атака растворителем первого слоя по краям может усугубить проблему.
На краевых участках, где пленка первого слоя тоньше, проникновение растворителя в первый слой более вероятно и более значительно. Если первый слой не полностью затвердел, растворитель повторного слоя может размягчить слой подложки по краям, позволяя новому слою смещаться по размягченной подложке, вызывая усадку или подъем кромок. Такое взаимодействие особенно вероятно при использовании сильных растворителей в системе нанесения следующего слоя до истечения достаточного интервала между нанесением следующего слоя.
7
Система присадок может способствовать или уменьшить усадку кромки
Выравнивающий агент и смачивающий агент в составе состава для повторного слоя влияют как на поверхностное натяжение, так и на состояние растекания пленки на поверхности первого слоя. Если соответствие между смачивающим агентом и поверхностью первого слоя недостаточно, локальное нарушение смачивания по краям может усилить ретракцию. И наоборот, хорошо подобранная система смачивания помогает новому слою равномерно распределиться по первому слою, в том числе по краям, уменьшая стягивание, обусловленное геометрией.
8
Как систематически решать проблему усадки кромок при повторном нанесении покрытия
Решите проблему последовательно: проверьте наличие пленки первого слоя по краям — при необходимости используйте технику нанесения полосового покрытия. Перед нанесением следующего слоя проверьте состояние отверждения первого слоя — обеспечьте достаточный интервал отверждения. Оцените совместимость растворителей между вторым и первым слоем. Проверьте поверхностную энергию затвердевшего первого слоя и убедитесь, что система нанесения следующего слоя достаточно смачивает его. Изучите систему смачивающих и выравнивающих добавок в рецептуре повторного покрытия. Особенно проверьте наличие пленки повторного покрытия по краям. Только после подтверждения этих переменных следует предпринимать попытку корректировки дозы добавки.
Резюме
Усадка кромок при повторном нанесении промышленных покрытий является результатом сочетания геометрии заготовки (поверхностное натяжение кромки), свойств поверхности первого слоя, смачивания системы нанесения повторного покрытия, совместимости растворителей, образования кромочной пленки и подбора добавок, а не какой-либо одной причины. Решение проблемы усадки кромок требует рассмотрения комбинации этих факторов, а не корректировки одной переменной. Наиболее эффективными первыми мерами, как правило, являются подтверждение адекватного интервала отверждения первого слоя, улучшение формирования краевой пленки за счет полосового покрытия и обеспечение адекватного смачивания поверхности первого слоя системой повторного покрытия перед проверкой корректировки добавок.
Геометрия кромок способствует уменьшению поверхностного натяжения
Уровень пленки на краях по своей природе ниже, чем на плоских участках.
Состояние отверждения первого слоя влияет на воздействие растворителя по краям.
Смачивание поверхности первого слоя при повторном нанесении является ключевой переменной.
Несоответствие поверхностного натяжения усиливает отвод кромки
Полосовое покрытие — наиболее прямое решение для формирования кромок.
Часто задаваемые вопросы
Является ли усадка кромок той же проблемой, что и сползание, или это отдельный дефект?
Усадка краев — это форма сползания, но с определенным геометрическим рисунком, сосредоточенным на краях и углах, а не распределенным случайным образом. Обычное сползание происходит везде, где поверхностное натяжение пленки превышает поверхностную энергию подложки и вызывает втягивание пленки. Усадка кромок происходит в определенных местах, определяемых геометрией, где сила втягивания поверхностного натяжения по своей природе сильнее. Основной механизм (недостаточное смачивание подложки в сочетании с сокращением поверхностного натяжения) тот же, но схема расположения предоставляет диагностическую информацию о геометрии и поверхностной энергии первого слоя как способствующих причинах.
Можно ли предотвратить усадку кромок, используя при повторном слое смесь медленно испаряющихся растворителей, чтобы дать пленке больше времени для выравнивания по краям?
Более медленное испарение растворителя увеличивает открытое время, давая пленке больше времени для растекания и потенциально самовыравнивания по краям, что может уменьшить усадку кромок, когда основной причиной является недостаточное время для растекания пленки перед снятием пленки. Однако, если основной причиной является недостаточное смачивание поверхности первого слоя или недостаточное образование кромочной пленки, увеличение открытого времени само по себе вряд ли устранит усадку кромки и может вызвать другие проблемы (повышенное провисание на вертикальных поверхностях, удлиненный производственный цикл). Одним из вариантов оценки является более медленная смесь растворителей в сочетании с регулировкой смачивающего агента, а не отдельное решение.
