جهت دستیابی به پوششی براق و با کیفیت،باید در زدودن شره ها یی که در طول پوشش دهی و یا خشک کردن نمونه حاصل می گردند اقدام نمود تا از این طریق بتوان از ایجاد مشکلات ناشی از برآمدگی ها و شره های سطحی جلوگیری نمود.این مقاله بیانگر این مطلب است که تیکسوتروپی پوشرنگ بر افزایش میزان مقاومت به شره و بهتر شدن سطح پوشش موثر است .با حضور عوامل کنترل شره می توان تیکسوتروپی را در پوشرنگ ها معرفی نمود. عوامل جدید کنترل شره(SCAs) بر پایه آمین های کایرال می باشند که نسبت به SCAs توانایی بیشتری در از بین بردن زبری موجود در سطح که ناشی از زیرآیند یا لایه های قبلی پوشرنگ(اثر تلگرافی) است دارند.
در پی دستیابی به پوششی براق مانند یک شفاف پوشه خودرویی ، پس از فرایند پخت باید سطح را کاملا" صاف نمود.عوامل مختلفی چون:ویژگی های رئولوژیکی پوشرنگ ،ضخامت لایه مربوطه،میزان زبری و ناهمواری که طی فرایند اعمال برسطح ایجاد شده است،میزان کشش سطحی پوشرنگ، فرایند خشک شدن و همچنین عوامل موثر بر شرایط پخت پوشرنگ از قبیل:ترکیب حلال ،میزان زبری سطح زیرین پوشرنگ به طرز پیچیده ای برظاهرسطح پوشش اثر گذار می باشند. ظاهرا" ایجاد ارتباط در بین ویژگی های رئولوژیکی پوشرنگ از طرفی و آنچه که در نهایت از ظاهرآن به نظر می رسد کار چندان آسانی نیست.اما می توان به این موضوع دست یافت که پوشرنگ حاصل باید از گرانروی پایینی برخوردار باشد تا بتواند شره های سطحی حاصل از فرایند افشانش را به اندازه کافی بپوشاند و از طرفی گرانروی بالای پوشرنگ مانع از ایجاد شره هایی مانند: اشک ها یا شکاف ها و یا لایه های نا منظم می گردد.بنابراین می توان به خوبی دریافت که در بین ایجاد سطحی صاف و مسطح و سطحی همراه با حد اقل شره در اغلب مواقع نوعی تضاد مشاهده می گردد.جهت دستیابی به حداکثرتعادل میان این دو مطلب، ویژگی های رئولوژیکی پوشرنگ باید با دقت تمام کنترل شوند تا پوششی با کمترین میزان شره حاصل گردد.
سالها قبل برمبنای واکنش بین هگزا متیلن دی ایزوسیانات (HDI) و بنزیل آمین((BA و مشاهده هاله های یشمی یا عقیق مانند در پوشرنگ ماده ای با نام SCA پشت پوش به عنوان عامل کنترل شره شناسایی و معرفی شد که ظاهری اپال گون به پوشرنگ می داد. ذرات بلوری SCA پشت پوش شبکه های سه بعدی ضعیفی را در پوشرنگ تشکیل می دهند.بر اثر فشار شبکه دچار گسستگی می شود و در پی کاهش فشار پس از زمان مشخصی دوباره به حالت پیوسته برمی گردد واین امر سبب ایجاد رفتار تیکسوتروپی پوشرنگ می گردد.در دماهای بالاتر (بیشتر از 100 درجه سانتی گراد ) در مواردی از قبیل: بکار گیری این مواد در صنایع بسته بندی،بلورهای HDI-BA به طور کامل ذوب یا حل می گردند و در مراحل پایانی کاملا" شفاف شده وپوششی کاملا شفاف حاصل می گردد.

روشfalling wave
بررسی کمی شره و رفتار سطح پوشش ضمن خشک شدن وپخت سبب افزایش استفاده از روشهایی بر مبنای تجزیه و تحلیل های نوری شده است که به روش falling wave معروف می باشند.با استفاده از موج سینوسی می توان میزان زبری اولیه مشخصی که بر روی سطح ایجاد شده است را بررسی نمود.بلافاصله پس از پوشش دهی ،ماده پوشش یافته توسط صفحات کنترل دمای falling wave مورد بررسی قرارگرفته است .با شناسا یی سطح پوشش و با استفاده از دوربین و تحلیل و جمع آوری یافته ها در یک رایانه توسط نرم افزار شبیه سازی مربوطه،انعکاس های نوری ناشی از سطح براق به ثبت رسید.با استفاده از نرم افزار مربوطه توانستند به محاسبه کمی وضعیت و شکل امواج نوری حاصل از انعکاس های اندازه گیری شده بپردازند.شکل شماره 1 نشان دهنده نحوه پیشرفت و شکل تک موج مربوطه در طول فرایند خشک شدن و یا پخت سطح پوشرنگ در فواصل زمانی معین می باشد.

شکل شماره1:اصول یک تحلیل کننده falling wave .زاویه شیب صفحات نگه دارنده کنترل دما با صفحه پوشش یافته می تواند بین 0 تا 90 درجه متغیر باشد.(در شکل 60 درجه نشان داده شده است).جهت شبیه سازی و ایجاد دمای بالا ،دمای صفحات نگه دارنده به 140 درجه سانتی گراد می رسد تا بتوان عمل پخت پوشرنگ خودرویی راتحت شرایط کارخانه به انجام رساند.پس از آن جهت انجام نوع خاصی از آزمون falling waveسطح تر پوشرنگ در یک زمان مشخص و در شرایط محیط خشک می شود.تعیین میزان تغییرات شکل امواج(به طور مثال:کاهش دامنه نوسان)معیاری جهت همترازی و صافی سطح می باشد.با استفاده از عبور امواج تا انتهای صفحه می توان میزان شره را در صفحات غیرافقی تعیین نمود.
برای تعیین اثر تلگرافی در روش falling waveمی توان از زیرآیندی با موج سینوسی جهت تعیین شکل امواج سطح استفاده نمود .اگر چه با استفاده از امواج مختلف نیز می توان موج مربوط به سطح تر را مدلسازی نمود. بر اساس بررسی های صورت گرفته بر روی سطح مورد آزمایش و همچنین محاسبات کمی با وقوع پدیده تلگرافی،امواج سینوسی مربوط به زیرآیند ، جلوتر از موج سینوسی مربوط به سطح پوشش حرکت می کنند.شکل شماره 2:رفتار نوع خاصی از پوششOEM پس از افشانش.
اثر تلگرافی ،پدیده ای است که بیانگر میزان زبری زیرآیند در سطح پوشرنگ خشک می باشد.از جمله عوامل ایجاد پدیده تلگرافی،تغییراتی است که در منطقه خاصی از سطح بر اثر چکه و یا جمع شدگی پوشرنگ رخ می دهد،به ویژه به هنگامی که در پی ایجاد سطحی صاف و مناسب گرانروی پوشرنگ طی خشک شدن و یا پخت به میزان کافی افزایش می یابد.عامل دیگر در پیدایش این پدیده ممانعت از افزایش گرادیان کشش سطحی طی خشک شدن و یا پخت پوشرنگ می باشد. بررسی ها نشان دهنده ی نقش موثر فرمولاسیون پوشرنگ درکاهش پدیده تلگرافی شدن است.

در این بخش از مطالعات با انتخاب و بررسی گزینه هایی در جهت کمک رسانی به کاهش زبری پدیده تلگرافی شدن بر یک پوشش شفاف اقدام نموده ایم . به دنبال آن نظریه ایجاد فرایندی مبنی بر وقوع پدیده جمع شدگی قبل از آنکه فیلم پوششی ویژگی مسطح بودن خود را از دست دهد،شکل گرفته است و بر این اساس تمامی سطوح زبر ضمن برخورداری ازهر سر منشاء ی ،می توانند مسطح گردند.تنها سوالی که در اینجا مطرح است اینست که; چگونه می توان به این مهم دست یافت ،در حالیکه زیرآیند پوشرنگ می تواند به هر سمت و سویی جهت یابی داشته باشد؟
بر اساس تجربیات حاصل از SCAs زمانیکه ایجاد تعادلی درست و منطقی ما بین شره و به وجود آمدن سطحی صاف، مد نظر باشد ما به دنبال راه هایی هستیم تا وقوع سیالیت را به تاخیر بیاندازیم.نتایج حاصل از OEM ،نشان دهنده افزایش سیالیت پوشرنگ در آون می باشد.اگر چه در عموما SCAs به عنوان مانعی بر سر راه سیالیت در آون معرفی شده است ،اما دمای بالا سبب افت بسیار زیاد گرانروی در لایه های پوشرنگ پخته نشده می گردد و به دنبال آن شره شدیدی رخ می دهد.شکل شماره 2 نوع خواصی از شره و نحوه رفتار سطح در پوشش شفاف خودرویی کارخانه ای تغییر یافته بر اثر SCA پشت پوش را نشان می دهد.با توجه به این شکل ،حضور SCAs در کاهش شره طی فرایند تبخیر و همچنین در زمان قرارگیری نمونه در آون موثر می باشند.البته میزان اثر بخشی آن در آون بسیار بیشتراست.علاوه بر آن سنجش حداکثر مقدار شره پوشرنگ توسط میزان تغییر جهت امواج در انتهای فرایند تعیین می گردد،اما بیان این مطلب بدان معنا نمی باشد که بیشترین میزان شره در ابتدای فرایند رخ می دهد و یا با پیشروی در طول فرایند مقدار شره در انتهای فرایند افزایش می یابد.با کشف این مطلب پژوهشگران سعی بر شناسایی انواع مختلفی از SCAs نمودند.SCAs که می توانند اثر بیشتری در فرایند تبخیر داشته باشند و یا میزان تاثیر آنها در آون کمتر باشد.



شکل شماره 3: میکروگراف مربوط به SCA های مختلف

دو ویژگی بسیار مهم SCAs ،توانایی اجزائ بلوری موجود در آن در تشکیل شبکه های سه بعدی است که سبب ایجاد رئولوژی مشخصی می گردد و همچنین ظاهر کاملا"پشت پوش آن است (نوعی دی اوره از SCAs که در دمای بالا ذوب و یا حل می گردد).
نخستین راه حل جهت دستیابی به سیالیت بیشتر در آون ،رسیدن به دمای ذوب پایین و یا انحلال در دمای پایین می باشد.100 نوع مختلف از SCAبا ترکیبات مشابه ساخته شده است، که در ساختار آن آمینهای فعال نوری (کایرال) موجود می باشند.SCAهایی از این دسته در حالت کلی نسبت به SCA پشت پوش مرجع از کارایی بالاتری برخوردار هستند.نوع دیگری از SCA ها یا نوع خاصی از SCA ها از گستره وسیعی از نوسانات دمای ذوب برخوردار می باشند.شکل شماره 3 نشان دهنده 3 نوع SCA کاملا" نوترکیب است که برپایه آمین های کایرال شناسایی می شوند و تفاوتشان بر اساس شکل و اندازه بلورهای SCA می باشد.

کارایی فرایند اعمال و پایداری محصول


شکل شماره 4:بررسی شره فیلم شفاف پوشه بر روی پانلهای افقی

با توجه به شکل شماره 4 ونتایج حاصل از اثربخشی SCA پشت پوش و SCA نوترکیب ،کاملا" واضح است که میزان استحکام و پایداری ترکیب با افزودن SCA افزایش می یابد. مقایسه هر دو نوع SCA بیانگر رابطه ضعیفی مابین میزان شره و ضخامت لایه پوشرنگ می باشد.(افقی ترین لایه در شکل) .همچنین نشان می دهد که حضور SCA نوترکیب بسیار موثرتر از SCA پشت پوش مرجع می باشد.
شکل شماره 5 نشان دهنده مقایسه ی بین میزان شره و تمایل به ایجاد پدیده تلگرافی شدن بر روی زیرآیند محکم سطح پوشش یافته می باشد وبا استفاده از امواج نوری با طول موج 2 میلیمتر، میزان شره در انتهای فرایند تعیین شده است.
ترکیب پوشرنگ دوم بر اساس SCA نوترکیب که متشکل از هگزامتیل دی ایزوسیانات که حاوی اوره می باشد(HDI) و بوتیل استر ال-آلانین است و غلظت ترکیبات بر اساس آخرین نتایج حاصل ازبررسی های مربوط به شره تنظیم شده است.با اندکی توجه می توان مشاهده نمود که نمودارهای مربوط به طول موج های مختلف کاملا"متفاوت از یکدیگرند.ترکیب SCAکه بر پایه HDI-BA می باشد )نمودار قرمز رنگ) در دمای بالای آون اثربخشی بیشتری دارد و سبب تثبیت حالت پوشرنگ در آون می گردد و از طرفی SCA نوترکیب که بر پایه آمین کایرال می باشد در اغلب مواقع در بین دو فاز از فرایند سبب کاهش مقاومت شره می گردد.

شکل شماره 5:نشان دهنده تغییرات شره وپدیده فشردگی در پوشرنگ تغییر یافته با SCA پشت پوش و SCA نوترکیب ،
نواحی مشخص شده توسط نقاط قرمز رنگ ،بیانگر وقوع پدیده تلگرافی است.گرما سبب تبخیر حلال و ایجاد جمع شدگی در فیلم می گردد.SCA مرجع در برابرافزایش دما پایدارتربوده ومانع از ایجاد شره و سطح ناصاف می گردد،بنابراین پدیده تلگرافی به سرعت افزایش می یابد.ازطرفی SCA نوترکیب طی افزایش گرما و در دمای پخت سبب ایجاد سطح ناصاف می گردد.اگر چه این نوع SCA در فرونشاندن شره در طول تبخیر بسیار موثر است،با استفاده از نوعی بافرنیز می توان ،بدون مواجه شدن با اثرات منفی شره،در وقوع این پدیده تاخیر ایجاد نمود .با توجه به دامنه نوسان قسمت های فشرده شده(نقاط آبی رنگ)،با افزایش دما پس از گذشت حدود 400 ثانیه فیلم پوششی دوباره دچار جمع شدگی می گردد،اما ممانعت از افزایش سیالیت پوشرنگ به طور کامل صورت نپذیرفته است.بنابراین تمایز چشمگیری در سطح زبر جمع شده حاصل میگردد و در پایان فرایند میزان زبری زیرآیند زبر جمع شده به نصف مقدار اولیه کاهش می یابد.شکل شماره 6 نشان دهنده ،افشانش پوشرنگ هایی با نوع و مقادیر مختلفی از SCA بر روی پانلهای مربوط به آزمون شره در شرایطی نزدیک به شرایط آزمایشگاهی OEMاست.شکاف هایی را برروی سطح پوشرنگ فاقد SCA(خطوط آبی پر) می توان مشاهده نمود که سبب ایجاد ظاهر ناخوشایندی بر روی سطح می گردد.دو پوشرنگ با SCAمتفاوت رفتار بسیار مشابهی را در برخورد با پدیده شره نشان می دهند.جهت تنظیم نسبتها دوباره مقداری متیل بنزیل آمین جدید به a SCA اضافه می گردد. در اینحالت اوره ای که از پایداری خوبی در برابر شره برخوردار است،با نمونه مرجع مقایسه می گردد. شکل شماره 6:آزمون های مربوط به افشانش 3 پوشرنگ مختلف با نوع و مقادیر متفاوتی از .SCA
شکل شماره 7،نشان دهنده ویژگی های ظاهری با ارزشی از قبیل:استفاده از طول موجهای متفاوت در روش BYK Gardner Wavescan است.اگر چه شکل شماره 6 حاکی از استفاده از SCA و وقوع پدیده شره است ،به طور کلی SCA –free وSCA جدید تغییر یافته در شکل گیری ضخامت لایه های پوششی اثربخشی بسیار خوبی را نشان می دهند.مقایسه SCAجدید با مرجع نشان می دهد در تمامی لایه ها به ویژه در اغلب CCs تجاری مورد استفاده LW از مقدار مطلوبی برخوردار است.(um35)
شکل شماره 7:پوشرنگ های مشابه با پوشرنگ استفاده شده درشکل شماره 6 و با شرایط کاربردی مشابه

اگر چه مقدار LW از افزایش رشد نسبتا" کمی برخوردار است اما،مقدارLW در لایه ی تقریبا" um 54 به طور دقیق گزارش نشده است.هدف نهایی از فرمولاسیون پوشرنگ، بهره گیری از حداکثر مزایای حاصل از SCA های جدید است.

جمع بندی:
جهت دستیابی به پوشش براق مانند: شفاف پوشه خودرویی با جلوه ی نهایی ایده آل باید آزمایش های مربوطه را در شرایط گوناگون اعمال بررسی نمود. در پی ایجاد حداکثر تعادل ضمن تشکیل سطحی صاف و بدون شره،مطالعات کمی در زمینه شره و رفتار سطح پوشرنگ در طول خشک شدن و یا پخت انجام شده است.
با استفاده از تکنولوژی falling wave میتوان به اهداف اشاره شده در بالا دست یافت .همچنین با استفاده از آن می توان عوامل موثر در ایجاد پوشش هایی با ظاهر نامطلوب را شناسایی نمود.استفاده از این روش در بررسی میزان اثربخشی عوامل کنترل شره(شامل:اجزای بلورین مولکولهای اوره) و رفتار سطح پوشرنگ بسیار موثر است.به طور مثال افزودن SCA و نتایج حاصل از شفاف پوشه خودرویی در طول تبخیروخشک شدن نمونه به خوبی دمای پخت بالا بر افزایش چشمگیر کنترل شره موثر است.علاوه بر آن ،استفاده از SCA مزایای منحصر به فرد فراوانی دارد،که شامل: کنترل شره وهمچنین ایجاد سطحی صاف درلایه های مورد پردازش و در شرایط گوناگون می باشد.
اخیرا" با افزودن SCAهای پیشرفته می توان سیالیت پوشرنگ را در مراحل مختلفی چون: تبخیر و خشک نمودن ومرحله پخت کنترل نمود.ایجاد تاخیر در سیالیت بر کاهش اثرات ناشی از اثر تلگرافی شدن در پوشرنگ مورد استفاده بر روی زیرآیند ناصاف بسیار موثر است.
  

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: