công nghệ trang sức đồ môc 2

Căn cứ là kết cấu phân tử của chất tạo màng trong chất phủ trong quá trình hình thành chất phủ có thay đổi hay không, có thể chia chất phủ làm 2 loại lớn: một loại là hình thành của màng

vệ sản phẩm mộc Nh đã trình bày ở trên, khi dùng chất phủ trang sức sản phẩm mộc, thờng phải qua nhiều lần trang sức (bao gồm lấp lỗ phủ lớp lót, nhuộm màu, phủ lớp mặt ), mỗi lần trang sức đều phải sau khi qua sấy phù hợp mới có thẻ vào bớc gia công tiếp theo, cuối cùng hình thành toàn bộ màng phủ Vì thế, đóng rắn lớp phủ cũng là một loại thứ tự gia công cần phải lặp lại nhiều lần Thời gian khô tự nhiên của lớp phủ vợt quá xa thời gian cần thiết để trang sức hoặc chỉnh sửa màng phủ Vì thế, trong sản xuất hiện đại hoá, làm thế nào để tăng nhanh đóng rắn lớp phủ, không chỉ quan hệ đến rút ngắn chu

kỳ sản xuất và tiết kiệm diện tích sản xuất, mà cũng là vấn đề cần phải giải quyết khi tổ chức quá trình trang sức sản phẩm mộc theo nguyên tắc dây chuyền dòng nớc chảy liên tục

Lớp phủ từ thể lỏng chuyển thành thể rắn, tức là cơ chế hình thành màng phủ thể rắn, vì chủng loại chất phủ khác nhau mà khác nhau, nh bảng 3.1 Căn

cứ là kết cấu phân tử của chất tạo màng trong chất phủ trong quá trình hình thành chất phủ có thay đổi hay không, có thể chia chất phủ làm 2 loại lớn: một loại là hình thành của màng phủ chỉ là thay đổi của trạng thái vật lý chất phủ

do bay hơi của dung môi trong chất phủ, hoặc nhiệt độ tăng lên hoặc giảm xuống dẫn đến; loại khác là hình thành của màng phủ không chỉ hạn chế ở trong bay hơi của dung môi, đồng thời còn gây ra các phản ứng hoá học ôxy hoá, đa tụ, của chất tạo màng.…

Bảng 3.1 Phân loại chất phủ theo cơ chế đóng rắn

Nhiệt độ gió Bốc hơi

Chất phủ gốc nitro, dung dịch nhũ, cánh kiến đỏ…

Nhiệt độ chất xúc tác

Nhiệt độ chất xúc tác năng lợng bổ xung (tia

tử ngoại,

điện tử )

Gốc tự do

Perox ide chất nhậy

ánh sáng

PES, chất phủ đóng rắn bằng tia tử ngoại, chất phủ đóng rắn bằng điện tử

Đa tụ, trùng ngng,…

MF, chất phủ 2 thành phần PU, chất phủ este gốc amino

Chất phủ thuộc loại thứ nhất có chất phủ cánh kiế đỏ, chất phủ gốc Nitro, chất phủ Tetrachorothylene (C2Cl4), chất phủ Axít Acrylíc tinh bay hơi

và chất phủ dung dịch nhũ Trong các chất phủ này có tỷ lệ dung môi hữu…cơ tơng đối lớn, tốc độ bay hơi của nó có ý nghĩa quan trọng đối với chất lợng màng phủ thu đợc Khi chất phủ gốc Nitro, chất phủ cánh kiến đỏ đóng rắn…khôgn có xảy ra thay đổi hoá học, phân tử lợng không thay đổi, màng phủ đã

đóng rắn vẫn có thể bị dung môi gốc hoà tan, cho nên màng phủ là thuận nghịch, tiện cho sửa chữa, khôi phục Nhân tố ảnh hởng đến tốc độ đóng rắn của các loại chất phủ này chủ yếu là chủng loại và tỷ lệ hỗn hợp của dung môi, quan hệ giữa chất tạo màng và dung môi, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm bên ngoài, Dung môi không chỉ hoà tan chất tạo màng, điều chỉnh độ nhớt, mà…

còn khống chế (H ) để điều chỉnh tốc độ khô của chất phủ Nếu có dung môi…nhiệt độ sôi thấp tơng đối nhiều, chất phủ khô quá nhanh, màng phủ sẽ xuất hiện các khuyết tật trắng, lỗ nhỏ và tính chảy phẳng kém ; nếu hàm l… ợng dung môi có điểm sôi cao quá nhiều khô qá chậm, thì màng phủ mất bóng, không chắc Do hình thành màng phủ của loại chất phủ này chỉ là kết quả bay hơi của dung môi, vì thế, thời gian đóng rắn của chất phủ tính dầu ngắn, nh khô của chất phủ mặt gốc Nitro chỉ cần 10 phút Chất phủ dung dịch nhũ do n-

ớc và dầu, chất màu phân tán trong nớc tạo thành, nớc trong chất phủ đầu tiên bay hơi hặc thẩm thấu vào trong gỗ Dung tích lớp phủ giảm rõ rệt, các hạt nhũ hoá tiếp cận lẫn nhau và tiếp xúc, lúc này, khi các hạt nhũ hoá phân tán màng keo có tác dụng bảo vệ, vì sức căng của hản mà bị phá huỷ Hạt dầu (hoặc nhựa) dàn trải và hình thành màng liên tục đồng đều, chất màu bị bọc trong lớp phủ Quá trình trình đóng rắn sau đó đại thể giống loại chất phủ dung môi hữu cơ bay hơi

Chất phủ thuộc loại thứ 2 có chất phủ tinh dầu, este, nhũ paraffin, PU, lớp phủ của nó trong quá trình đóng rắn, ngoài dung môi bay hơi ra, đồng

…

thời còn xảy ra phản ứng ôxy hoá, trùng hợp hoặc trùng ngng, do các chất phủ

từ thấp hoặc chất cao phân tử dạng sợi chuyển thành chất đa tụ hình khối Trong quá trình tạo màng của loại chất phủ này, ánh sáng, nhiệt, ôxy và chất xúc tác có tác dụng vô cùng quan trọng Màng phủ hình thành không hoà tan, không nóng chảy, không thuận nghịch

Chất phủ PE, chất phủ este trong quá trình đóng rắn, tuy có bay hơi…của dung môi, nhng chủ yếu dựa vào tác dụng đa tụ ôxy hoá giữa các cao phân tử chất tạo màng mà đóng rắn Tốc độ đóng rắn của nó chủ yếu quyết

định bởi tốc độ phản ứng đa tụ ôxy hoá Nó khô chậm, thời gian đóng rắn so với chất phủ bay hơi tơng đối dài, nh chất phủ PE phủ bề mặt khô cần 6 giờ,

và thực khô cần 18giờ Nhân tố ảnh hởng đến tốc độ đóng rắn và loại hình và

độ đều của dầu tính khô tạo thành chất phủ, loại hình nhựa và loại hình và tỷ

lệ chất xúc tác

Giữa các nguyên tử carbon của kết cấu phân tử PES cha no có nối đôi,

có thể hoà tan trong đơn thể Styrene (C8H8) Khi cơ chất kích phát và chất thúc

đẩy tồn tại, xảy ra phản ứng đa tụ, tạo mạng tạo thành chất không hoà tan ở

đây Styrene là chất tạo màng lại là dung môi Phản ứng của chất kích phát và chát thúc đẩy vô cùng mãnh liệt, vì thế tuyệt đối không đợc trực tiếp hỗn hợp, khi bảo quản cũng phải để riêng Để ngăn chặn tác động của ôxy, có thể dùng nilon bịt kín, hoặc dùng sáp để bịt kín

Khi dùng chất phủ PV 2 thành phần, hỗn hợp theo tỷ lệ nhất định giữa

PV có mang gốc OH- và chất tham gia có gốc - NCO, do phản ứng giữa gốc

OH- và - NCO mà đóng rắn thành màng

Thành phần cơ bản của chất phủ đóng rắn ánh sáng là chất đa tụ trớc (nh chất phủ PU cha no, chất phủ axít Crylic biến tính) tính phản ứng, chất pha loãng hoạt tính (nh Styrene) và chất nhạy ánh sáng (nh loại ether Beuzoin) Khi nó bị tia tử ngoại nhiễu xạ, phân tử nhạy ánh sáng hấp thụ năng lợng của tia tử ngoại có bớc sóng nhất định tách ra tạo thành gốc tự do, tạo tác dụng kích thích đa tụ, làm cho chất đa tụ trớc tính phản ứng và gốc hoạt tính tạo ra phản ứng nối mạch, nhanh chóng đan xen thành kết cấu mạng lới mà

đóng răn thành màng, tốc độ đóng rắn rất nhanh

Từ trình bày ở trên có thể thấy, cơ chế đóng rắn của các loại chất phủ khác nhau là khác nhau, để thu đợc màng phủ chất lợng cao phải tìm hiểu cơ chế đóng rắn của các loại chất phủ, và nắm vững phơng pháp đóng rắn và thiết

phủ ứng dụng tơng đối phổ biến là lợi dụng không khí nóng, tia hồng ngoại và tia hồng ngoại xa tiến hành ra nhiệt lớp phủ Khi nhiệt độ tăng lên, áp suất hơi của dung môi tăng, tốc độ bay hơi của nó tăng nhanh Phần lớn phản ứng hoá học (bao gồm phản ứng trùng hợp, trùng ngng) cũng đều vì nhiệt độ tăng lên

mà tiến hành nhanh Nhng đồng thời với ra nhiệt lớp phủ, gỗ cũng sẽ bị gia nhiệt, gỗ là thể nhiều lỗ mạch nhỏ có nớc, nếu nhiệt độ quá cao, nớc trong gỗ bốc hơi, gỗ co rút, làm cho sản phẩm mộc bị biến dạng, nứt Hơn nữa, làm cho không khí tring ruột tế bào trơng nở đẩy ra, trên màng phủ tạo ra bọt khí và lỗ nhỏ Có khi còn làm cho thành phần phát màu trong gỗ bị ôxy hoá, màu sắc của gỗ bị đậm thêm Vì thế, nhiệt độ gia nhiệt cần phù hợp

Tia tử ngoại đối với một số phản ứng đa tụ, nh phản ứng tự ôxy hoá đa

tụ của lớp phủ tinh dầu, phản ứng đa tụ của lớp phủ PU , đều có thể gây tác…dụng xúc tác Nhng, tia tử ngoại cũng có thể dẫn đến phá huỷ tổ chức của một

số phân tử đa tụ trong đó Chất phủ đóng rắn ánh sáng phát triển từ những năm

70 của thế kỷ XX, dới tác dụng của tia tử ngoại nhanh chóng đóng rắn, đã đợc ứng dụng trong sản xuất đồ mộc

3.2.1 Phơng pháp tăng nhanh tốc độ đóng rắn lớp phủ thờng dùng (phơng pháp gia nhiệt)

3.2.1.1 Phơng pháp gia nhiệt trớc

Trớc khi trang sức chất phủ, gia nhiệt trớc bề mặt gỗ (gia nhiệt đối lu, gia nhiệt chiếu xạ hoặc gia nhiệt tiếp xúc tấm phẳng), làm cho nó tích nhiệt l-ợng nhất định Sau khi phủ chất phủ lên lập tức xảy ra quá trình đóng rắn màng phủ Trong tình huống này, nhiệt nhiệt lợng truyền cho lớp phủ từ dới lên trên Trớc tiên là phần đáy lớp phủ đợc gia nhiệt, đóng rắn của lớp phủ cũng đợc tiến hành từ dới lên trên, vì thế, hơi dung môi có thể thuận lợi tản phát từ lớp phủ vào không khí Quá trình đóng rắn trên bề mặt gỗ gia nhiệt tr-

ớc nh hình 3.1

Khi dùng phơng pháp gia nhiệt trớc đóng rắn lớp phủ, tổ thành của chất phủ, nhiệt độ bề mặt gỗ và phơng pháp trang sức, đều có ảnh hởng đối với tình

huống chảy phẳng trên bề mặt gỗ của chất phủ và chát lợng màng phủ Khi phơng pháp gia nhiệt trớc dùng chất phủ khô nhanh, hiệu quả rõ rệt Còn đối với chất phủ khô chậm, thì thờng thờng chỉ có thể tạo tác dụng bổ trợ Đây là

do nhiệt dung của gỗ tơng đối nhỏ, nhiệt tích trên gỗ, đối với quá trình đóng rắn lớp phủ chất liệu phủ khô chậm, còn rất thiếu

Khi chất phủ rơi xuống bề mặt gỗ nóng, độ nhớt của nó sẽ giảm đi, có

lợi cho tiết kiệm dung môi, cải thiện tính chảy phẳng của nó Cho nên phơng pháp này có thể sử dụng chất phủ có độ nhớt, nồng độ đều tơng đối cao Dùng phơng pháp rulo hoặc rót trang sức chất phủ trên bề mặ gỗ gia nhiệt trớc, hiệu quả tơng đối tốt Nếu tiến hành phun, tính chảy phẳng của chất phủ sẽ không

đủ tốt

3.2.1.2 Phơng pháp gia nhiệt đối lu

Nhiệt lợng từ không khí nóng truyền cho lớp phủ Vì lớp phủ có chiều dày nhất định, nhiệt lợng từ bề mặt lớp phủ truyền đến cạnh dới của nó cần một thời gian nhất định Tốc độ truyền nhiệt, quyết định bởi chiều dày lớp phủ

và năng lợng dân nhiệt của nó Vì thế, bề mặt lớp phủ luôn bị gia nhiệt trớc tiên, ở thời kỳ đầu khô, dung môi của lớp mặt bay hơi cũng mạnh liệt nhất

Đóng rắn của lớp phủ cũng bắt đầu từ lớp mặt và sau đó mở rộng từ từ đến lớp dới, nơi tiếp giáp giữa chất phủ và gỗ đóng rắn sau cùng Cơ chế khô lớp phủ phơng pháp gia nhiệt đối lu nh hình 3.2

Hình 3.1 Sơ đồ lớp phủ đóng rắn trên bề mặt gỗ gia công nhiệt trước

1 Lớp phủ dạng lỏng; 2 Màng keo ngưng; 3 Gỗ

0 Chiều hơi dung môi di chuyển + Chiều truyền nhiệt lượng

Trong thời kỳ đầu đóng rắn màng cứng hình thành trên bề mặt đầu lớp phủ ngăn cản bay hơi tự do của dung môi ở phần dới màng phủ, nh thế sẽ làm chậm quá trình đóng rắn của lớp phủ, thậm trí sẽ ảnh hởng đến chất lợng màng phủ, vì hơi dung môi bay hơi và không khí trơng nở mãnh liệt, phá vỡ màng phủ lớp mặt đã đóng rắn, dễ làm cho màng phủ xuất hiện lỗ nhỏ, bọt khí thậm chí gây thủng Vì thế, sau khi trang sức cần phải trể lớp phủ ở nhiệt độ khoảng 200C, làm cho phần lớn dung môi bay hơi, sau đó ở nhiệt độ tơng đối cao làm cho lớp phủ đóng rắn thêm Căn cứ vào tố thàhnh của bay hơi khác nhau trong chất phủ, có thể trớc tiên để 5 - 20 phút Để thu đợc màng phủ chất lợng cao, đóng rắn chất phủ cần tiến hành phân đoạn Thí dụ khi đóng rắn lớp phủ gốc Nitro, trớc tiên phải để một thời gian ở nhiệt độ 20 - 250C, sau đó lại nâng lên 40 - 450C, cuối cùng ở nhiệt độ 20 - 250C hoàn thành sấy lớp phủ Thời gian của mỗi đoạn sấy, căn cứ vào chủng loại của chất phủ và chiều dày của lớp phủ để quyết định Nhân tố ảnh hởng đến đóng rắn của lớp phủ là nhiệt độ, tốc dộ và chiều dòng khí, độ ẩm tơng đối, dung tích khí trong thiết bị sấy và tình huống thay khí …

Theo phơng thức tác nghiệp, thiết bị sấy gia nhiệt đối lu chia thành kiểu giãn đoạn và kiểu liên tục Loại trớc kết cấu đơn giản, thờng đặt bộ phận gia

Hình 3.2 Sơ đồ đóng rắn lớp phủ khi gia công nhiệt đối lưu

1 Màng keo ngưng; 2 Lớp phủ dạng lỏng; 3 gỗ

0 Chiều hơi dung môi di chuyển+ Chiều truyền nhiệt lượng

nhiệt trong thiết bị sấy, quạt thống gió lắp ở mặt ngoài, định kỳ tiến hành hút gió thay khí Loại sau thông thờng lắp trên dây chuyền dòng nớc chảy, sản phẩm mộc đã trang sức, trong quá trình chuyển dịch từ đầu này đến đầu kia, lớp phủ từng bớc đợc đóng rắn Nừu trong thiết bị sấy kiểu liên tục, làm thành một số đoạn có thể khống chế nhiệt độ, thì có thể theo quy trình sấy biến đôie

đan xen để đóng rắn lớp phủ Năng suất của nó cao, dễ cơ giới hoá

3.2.1.3 Phơng pháp gia nhiệt bức xạ tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại là loại tia xạ không nhìn thấy, ở giữa ánh sáng nhìn thấy và vi sóng, phạm vi bớc sóng từ 0.76 - 1000àm Tia hồng ngoại có nằng lợng bức xạ, dùng phơng pháp bức xạ truyền năng lợng Khi một chùm tia hồng ngoại chiếu vào bề mặt lớp phủ, một bộ phận của nó bị lớp phủ lớp mặt phản xạ, phần còn lại thì vào lớp trong lớp phủ, phần vào bên trong lớp phủ bị lớp phủ hấp thụi, phần khác xuyên qua lớp phủ, lúc này năng lợng bức xạ chuyển thành nhiệt, do loại hiệu ứng nhiệt tự phát này trực tiếp tạo ra bên trong lớp phủ cho nên có thể nhanh chóng và có hiệu quả ra nhiệt lớp phủ Phản xạ, hấp thụ và xuyên qua của tia hồng ngoại xem hình 3.3

Các loại vật chất đề có năng lực hấp thụ nhất định với bức xạ hồng ngại, năng lực hấp thụ của nó và phạm vi chiều dài bớc sóng tơng ứng cũng khác nhau Nh hơi nớc 3àm, ở bớc sóng 5 - 7àm và 14 - 16àm đều có giải hấp thụ mãnh liệt Phổ sóng rung của vật chất cao phân tử khoảng 3 - 100àm, các cao

Hình 3.3 Phản xạ, hấp thụ và xuyên qua của tia hồng ngoại

phân tử MF, PU, PES , dung môi hữu cơ, chất màu vô cơ ở khu vực hồng… …ngoại sóng dài trên 3àm đều có dải hấp thụ mạnh liệt Trớc đây dùng đèn tia hồng ngoại thạch anh gia nhiệt lớp phủ, hiệu quả không lý tởng, vì nó chỉ có thể phát ra tia hồng ngoại phần chiều dài bớc sóng từ 0.76 - 3àm (chiều dài b-

ớc sóng chính là 1.12àm), còn tia hồng ngoại mà chất phủ có thể hấp thụ mạnh liệt, và tơng đố tần suất rung của bản thân phân tử đều ở khu hồng ngoại

xa, 2 loại không thể sánh đôi

Vì thế dù công suất phát ra của đèn hồng ngoại không nhỏ, nhng năng lợng chất phủ hấp thụ chỉ là một bộ phận nhỏ, đóng rắn bắt đầu từ bề mặt, khó gia nhiệt đồng đều, hơn nữa có thể làm cho không khí trong gỗ trơng nở, do tần suất tia hồng ngoại bức xạ phù hợp với tần suất rung phân tử của chất phủ cao phân tử, dẫn đến chất phủ cao phân tử tạo ra hiện tợng cộng trấn phân tử mãnh liệt, bên trong lớp phủ nhanh chóng gia nhiệt đồng đều, tăng tốc độ

đóng rắn của lớp phủ Khi dùng tia hồng ngoại xa giá nhiệt khoảng 5% bị lớp

bị hấp thụ, tỷ lệ mất phản xạ của bề mặt lớp phủ đối với tia hồng ngoại xa nhỏ hơn 5%, 45% còn lại bị vật liệu nền hấp thụ.Còn lại khi gia nhiệt bằng tia hồng ngoại gần, khoảng 10% bức xạ có thể đợc lớp phủ hấp thụ Còn khi gia nhiệt phủ phản xạ mất 30%, còn 60% năng lợng còn lại bị vật liệu nền hấp thụ Cho nên dùng tia hồng ngoại gần gia nhiệt, dễ gây ra khuyết tật lỗ nhỏ bọt khí Hầu nh… tất cả các chất phủ đều có thể dùng tia hồng ngoại xa để xấy( trừ chất phủ đóng rắn bằng tia điện tử, tia tử ngoại ra) Khi dùng tia hồng ngoại gần gia nhiệt vật thể có màu sắc khác nhau có tỷ mất hấp thụ khác nhau,

có thể tạo ra hiệu quả gia nhiệt khác nhau Còn khi dùng tia hồng ngoại xa gia nhiệt, không xẩy ra sai khác hấp thụ đối với năng lợng bức xạ nhiệt do màu sắc khác nhau dẫn đến

Hình dạng nguyên kiện bức xạ có loại kiểu đèn, kiểu ống, kiểu tấm và các kiểu khác

Kết cấu của bộ phận bức xạ hồng ngoại xa kiểu ống nh hình 3.4

Bên trong bộ phận bức xạ có một dây may- so, mặt ngoài là 1 ống thép, giữa dây may- so và thành ống, đổ đầy bột Mgo Bột Mgo sau khi ép chặt có tính dẫn nhiệt và cách điện tốt, ngoài thành ống phủ 1 lớp chất liệu bức xạ, sau khi

đóng điện cho dây may-so, bề mặt của ống lồng sẽ phát ra tia hồng ngoại xa

có phạm vi bớc sóng nhất định Thiết bị bức xạ kiểu ống phù hợp để gia nhiệt các chi tiết loại nhỏ hoặc các chi tiết tấm phẳng hình dạng không phức tạp Kết cấu điển hình của thiết bị bức xạ kiểu tấm nh hình vẽ 3.5

Mặt chính là tấm CSi, dây may-so dặt trong rãnh của nó, mặt sau có lớp cách nhiệt, bên trong lắp đầy vật liệu cách nhiệt, mặt ngoài phủ một lớp chất liệu bức xạ hồng ngoại xa Thiết bị bức xạ hồng ngoại xa kiểu tấm phù hợp cho chi tiết gia công diện tích lớn Lắp đặt sửa chữa đơn giản, không dùng tấm phản xạ

Ngoại hình của bức xạ kiểu đèn giống bóng đèn hồng ngoại, có lắp chụp phản xạ, phần lớn các tia hồng ngoại xa phát ra sau khi qua chụp hội tụ thành tia song song bức xạ ra Không chỉ phân bố của độ chiếu xạ không tính phơng hớng, mà chênh lệch nhiệt độ tạo thành trên khoảng cách chiếu xạ khác nhau không lớn, phù hợp để xử lý hình thể phức tạp

Hình 3.4 Kết cấu bộ phận bức xạ kiểu ống

Trong đó: I Mặt cắt; II Mặt cắt ngang phóng to; 1 Dây may so; 2 Bột cách điện (Mgo); 3 ống kim loại; 4 Lớp bức xạ

Khi chọn thiết bị bức xạ hồng ngoại xa, ngoài căn cứ hình dạng chi tiết gia công để xem xét hình dạng của kích thớc bức xạ ra, chủ yếu hơn là căn cứ vào tính năng của chất phủ bị gia nhiệt để xác định thành phần của chất liệu hông ngoại xa dùng trên thiết bị bức xạ hồng ngoại, để đảm bảo tần suất rung của tia hồng ngoại xa bức xạ và chất phủ cao phân tử phù hợp với nhau.

Quán tính nhiệt của thiết bị đóng rắn bức xạ nhỏ hơn so với thiết bị đóng rắn đối lu, không phải dùng gia nhiệt trớc thời gian tơng đối dài, kết cấu đơn giản, khống chế nhiệt độ tơng đối dễ

Càng quan trọng là hiệu quả đóng rắn tốt So với gia nhiệt đối lu, thời gian

đóng rắn lớp phủ có thể rút ngắn nhiều lần Do tia hồng ngoại truyền trực tiếp,

nó phải chiếu thẳng vào lớp phủ bị đóng sẵn mới có hiệu quả, vì thế đối với lớp phủ của hình dạng bề mặt phức tạp, rất kho khăn đóng sẵn đồng đều

Hình 3.6 là sơ đồ thiết bị đóng rắn bằng tia hồng ngoại xa kiểu ống, dùng để đóng rắn lớp phủ của bề mặt chi tiết tấm, đồng thời có thể đóng rắn lớp phủ của cạnh chi tiết tấm

Hình 3.5 Kết cấu của thiết bị bức xạ kiểu tấm Silicon carbide

Trong đó: 1 Lớp bức xạ hồng ngoại xa; 2 Chất lấp đầy cách điện; 3 Tấm Silicon carbide (CSi); 4 Dây mayso; 5 Tấm amiăng; 6 Vỏ ngoài; 7 Lỗ lắp đặt

3.2.1.3 Đóng rắn bức xạ tia tử ngoại

Hình 3.7 biểu thị đèn thuỷ ngân cao áp và phân bố năng lợng ánh sáng Hiện nay trong thực tế ứng dụng 2 loại chất phủ nhậy ánh sáng, chất phủ PU không no và chất phủ Axit Acrylic biến tính, trong phân tử của chúng đều có kết cấu gốc etylen không no Trong chất phủ loại này cho chất nhạy ánh sáng, nếu nó nhận chiếu xạ tia tử ngoại gần, thì phân giải và tạo ra gốc hoạt tính, nó tác dụng kích phát đa tu, giữa các cao phân tử chất phủ tiến hành phản ứng

đan xen, hình thành kết cấu mạng lới và làm cho lớp phủ đóng rắn Chiều dài sóng tia tử ngoại cần thay đổi theo chủng loại chất phủ (chủng loại chất nhạy

ánh sáng)

Quy luật bình thờng đóng rắn của chất phủ nhạy sáng là chiếu sáng lập tức kích phát, ngừng chiếu sáng, kích phát cũng lập tức ngng ngay; Tốc độ kích phát tỷ lệ thuận với năng lợng tia tử ngoại chất nhạy ánh sáng hấp thụ, tốc độ tổng đa tụ tỷ lệ thuận với căn bậc 2 của nó

Cờng độ của ánh sáng một phạm vi nhất định ảnh hởng rất nhỏ đến tốc

độ đóng rắn, bất kể lớp phủ mỏng bao nhiêu, khi đóng rắn yêu cầu cần có một

Hình 3.6 Thiết bị đóng rắn tia hồng ngoại xa kiểu ống

Trong đó: 1 Bộ phận căng băng tải; 2 Chi tiết trang sức; 3 Báng tay quay

điều chỉnh; 4 Quạt gió; 5 ống thải khí; 6 Chụp trụ nối dây điện; 7 Bộ phận bức xạ hồng ngoại xa kiểu ống; 8 Xích; 9 hộp giảm tốc; 10 Hộp điều tốc; 11 Động cơ điện; 12 Đường dẫn phía dưới; 13 Chiếu xạ mặt trên; 14 Chiếu xạ mặt bên

năng lợng nhất định Nừu lớp phủ quá dày, bên trong đóng rắn phải chậm hơn bên ngoài, để làm cho nó đóng rắn toàn bộ, phải kéo dài thời gian chiếu xạ

Nếu thời gian chiếu xạ quá ngắn hoặc chiếu xạ cha đến tia tử ngoại, vì

lớp phủ cha đóng rắn làm cho lực bám của màng phủ rất thấp, nếu chiếu tia tử ngoại quá mạnh thì có thể dẫn đến đóng rắn quá mãnh kiệt của bề mặt lớp phủ, co rút gây ra nếp nhăn Để làm cho tia tử ngoại vào bên trong lớp phủ tố, tiến hành đónh rắn đồng đều, nên dùng chất phủ trong anot Chất màu có tỷ lệ xuyên qua của tia tử ngoại cao, nh BaO, SiO, có thể dùng làm mát tít Khi…dùng tia tử ngoại đóng rắn mát-tít nhạy quang hoá, có thể trực tiếp dùng đèn thuỷ ngân cao áp chiếu xạ, còn khi đóng rắn chất phủ mặt nhạy ánh sáng, để

đảm bảo chất lợng màng phủ, thông thờng sau khi qua ổn định, trớc tiên dùng

đèn cao áp thuỷ ngân suất thấp tiến hành đóng rắn trớc tiếp tục dùng đèn thuỷ ngân cao áp làm cho nó đóng rắn hoàn toàn Cũng có thể dùng đèn thuỷ ngân cao áp rắn chất phủ nhạy ánh sáng kiểu đóng rắn không khí dạng không sáp

Nguồn ánh sáng tia tử ngoại chủ yếu là đèn thuỷ ngân thấp áp và đèn thuỷ ngân cao áp, ngoài ra có đèn thuỷ ngân không điện cực

Hình 3.7 Đèn thuỷ ngân cao áp và năng lượng phân quang của nó

Thiết bị đóng rắn tia tử ngoại thông thờng do bộ phận chiếu xạ, bộ phận thông gió làm nguội, bộ phận chuyển, vỏ ngoài bộ phận thao tác khống chế tổ thành Bộ phận chiếu xạ do nguồn sáng chụp phản xạ tổ thành, khoảng cách chiếu có thể điều chỉnh, chụp phản xạ có thể làm cho tia tử ngoại đợc lợi dụng

có hiệu quả hợp lý Sơ đồ làm việc của hai loại chụp phản xạ xem hình 3.8 Để

đảm bảo hiệu suất chiếu xạ và tuổi thọ sử dụng tốt của đèn thuỷ ngân cao áp, tránh bức xạ nhiệt quá lớn làm cho màng phủ có bọt khí, vì thế phải tiến hành làm nguội hoặc giảm bức xạ nhiệt, có thể dùng thông gió làm nguội trên chụp

đèn lắp thùng nớc lạnh hoặc ngoài ống đèn lắp áo nớc tán nhiệt hoặc 2 phơng pháp làm nguội cũng đợc dùng Ngoài ra còn phải dựa vào thông gió để loại

bỏ O3 và một it dung môi bay hơi trong thiết bị đóng rắn

Vì tia tử ngoại có hại đối với cơ thể con ngời, cho nên do, mắt của ngời không thể tiếp xúc trực tiếp với tia t ngoại, trên thiết bị cần có màn chắn, đề phòng tia tử ngoại lọt ra Khi thiết kế loại thiết bị màng, cần xem xét tình huống của chất phủ, kích thớc và hình dạng của sản phẩm, sắp xếp hợp lý đèn

để đảm bảolớp phủ có thể đóng rắn đồng đều

Hình 3.8 Hình dạng tấm phản xạ

Trong đó: a Tấm phản xạ mặt parabon; b Tấm phản xạ mặt elip;

1 Đèn thuỷ ngân cao áp; 2 Mặt cắt ngang tấm phản xạ

Hiện nay ở trong nớc đã sử dụng 2 loại thiết bị bức xạ tia tử ngoại trên dây chuyền đóng rắn ánh sáng: 1 loại công nghệ là sau khi chiếu xạ tia tử ngoại

đèn thuỷ ngân áp suất thấp sẽ chiếu xạ đàn thuỷ ngân áp suất cao đóng rắn lớp phủ nh hình 3.9

Sau khi chi tiết tấm 2 qua màng chất phủ của máy rót chất phủ ở đoạn trớc dây chuyền sản xuất, đợc băng vận chuyển 1 đa vào khu vực đóng rắn tr-

ớc 4 của thiết bị chiếu xạ tia tử ngoại, ở đây nhận đợc chiếu xạ của đèn thuỷ ngân áp suất thấp Sau khi qua vài phút đỏngắn trớc, chi tiết gia công lại vào khu đóng rắn chính do đèn thuỷ ngân cao áp 7 cấu thành qua chiếu xạ vài chục giây Lớp phủ đợc đóng rắn hoàn toàn Toàn bộ thời gian đóng rắn khoảng 5 ∼ 7 phút Loại khác là do trực tiếp dùng đèn thuỷ ngân cao áp đóng rắn lớp phủ, thời gian đóng rắn khoảng 2 phút, thiết bị tơng đối nhỏ

3.2.1.4 Đóng rắn tia điện tử

Đóng rắn tia điện tử là phơng pháp lợi dụng năng lợng tia điện tử làm cho lớp phủ đỏng rắn Thực chất của nó là: Dòng điện tử chiếu đến lớp phủ xuyên vào bên trong lớp, làm cho nó tạo ra gốc tự do, những gốc tự do này sẽ thành trung tâm hoạt hoá của đa tụ dạng xích

Hình 3.9 Sơ đồ kết cấu thiết bị đón rắn tia tư ngoại

Trong đó: 1 Băng vận chuyển phẳng; 2 Chi tiết tấm; 3 Đèn thuỷ ngân thấp

áp; 4 Khu đóng rắn trước; 5 Cửa hút gió; 6 Khu đóng rắn chính; 7 Đèn thuỷ ngân cao áp; 8 Băng vận chuyển xích

Thiết bị đóng rắn tia điện tử do bộ phận tốc điện tử, bộ phận tạo cao áp, bàn khống chế, máy vận chuyển chi tiết gỗ và hệ thống thông gió tổ thành Diịen tử do cực âm của bộ phận gia tốc điện tử (dây kim loại nung nóng hoặc miếng kim loại gia nhiệt) phát xạ ra Để có thể xuyên vào lớp phủ, điện tử cần

có một năng lợng nhất định, loại năng lợng này thu đợc trong đoạn gia tốc Gia tốc điện tử tiến hành trong điệ trờng, tăng nhanh theo tăng lên của điện

áp Dòng điện tử gia tốc qua từ trờng biến đổi, từ trờng này làm cho dòng điện

tử hớng về lớp phủ và từ một bên của băng vận chuyển dich chuyển đến bên kia Bộ phận chủ yếu của thiết bị đóng rắn lắp đặt trong trờng bảo vệ bằng beton hoặc bằng chì, để đề phòng khi điện tử gặp bộ phận kim loại gây ra tia

X phát xạ ra mặt ngoài Chiều dày của từơng bảo vệ quyết định bởi năng lợng

điện tử Nơi băng vận chuyển thông qua tờng bảo vệ cần lắp đặt tấm VAL chuyên dùng Do khí Oxy trong không khí cản trở đa tụ của gốc tự do, làm

cho đóng rắn không triệt để, và tạo ra O3, cho nên cần phải tiến hành đóng rắn

ở điều kiện không khí trơ nh Nito,

Hình 3.10 Là sơ đồ thiết bị đóng rắn của tia tử ngoại

Hình 3.10 Sơ đồ thiết bị đóng rắn tia điện tử

Trong đó: 1 Bộ phận gia tốc điện tử; 2 Thiết bị chân không cao; 3 Nguồn

điện cao áp; 4 Tủ khống chế điện; 5 Phòng bảo vệ; 6 Tấm chì; 7 Bộ phận làm lạnh; 8 Buồng bảo vệ gió vào; 9 Buồng bảo vệ thải khí; 10 Bộ phận tạo khí trơ;

11 Đường dẫn khí trơ; 12 Đường thải khí trơ; 13 Bộ phận chuyển chi tiết được trong nước

Hình 3.11 Là sơ đồ thiết bị gia tốc

Tất cả các lớp chất không no, nh các đơn thể, kợp chất đa tụ không no

và hỗn hợp chất đa tụ không no và đơn thể đều có thể dùng tia điện tuử tiến…hành đóng rắn Chất phủ lấy hợp chất đa tụ không no làm nền tảng Khi dùng styrene làm đơn thể, tốc độ đóng rắn nhanh nhất

Nghiên cứu cho thấy: Tỷ lệ giữa đơn thể và nhựa rất quan trọng đối với

phơng pháp đóng rắn Số lợng đơn thể quá nhiều hoặc quá ít, đều có thể làm giảm số lợng măt xích ngang trong kết cấu đa tụ Chủng loại đơn thể khác nhau, lợng điện tử cho cũng khác nhau

Hình 3.11 Sơ đồ thiết bị gia tốcTrong đó: 1 Bản chân không chuẩn bị trước; 2 Bộ phận cố định thiết bị bảo vệ; 3 Máy chân không cao; 4 ống dẫn chân không; 5 Xe chạy; 6 Bộ phận; 7 ống gia tốc; 8 Bộ phận hoạt động của thiết bị bảo vệ; 9 ống kính loa kèn; 10 Băng vận chuyển

Nhân tố của tia điện tử gây tác dụng đối với quá trình đóng rắn của lớp phủ là năng lợng điện tử, năng lợng bức xạ và công suất của nó Khi đóng rắn lớp phủ trong suất dày 500àm, sử dụng dòng điện tử năng lợng từ 200 ∼

500KV

Lợng bức xạ cần thiết trớc tiên quyết định bởi thành phần hoá họccủa chất phủ cần qua thực nghiệm để quyết định Lợng bức xạ quá lớn sẽ giảm tính chất vật lý hoá học của màng phủ, gây ra biến màu hoặc rạn nứt Công suất bức xạ quyết định tốc độ đóng rắn Nhng sau khi cồn suất bức xạ đạt đến một mức độ nhất định, dù có tiếp tục tăng lên cũng không thể làm cho tốc độ

đóng rắn tăng nhanh

Ưu điểm của đóng rắn điện tử là: Đóng rắn ở nhiệt độ thờng, màng phủ chắc thời gian đóng rắn điện tử chỉ từ 1∼2giây Khi dùng chất phủ 1 thành phần tỷ lệ đóng rắn đạt 100%, có thể đóng rắn chất phur trong suất Khuyết

điểm của nó là: Chi phí cho thiết bị bức xạ tia điện tử dắt, phù hợp nhất cho chi tiết gia công dạng tấm phẳng, các chi tiết tơng đối lồi lõm cũng sử dụng đ-

ợc, nhng trên chi tiết gia công không thể có ‘điểm mù’ chiếu xạ

3.3 Quy trình đóng rắn lớp phủ

Chất lợng màng phủ và quá trình công nghệ đóng rắn lớp phủ là chủng loại, tính năng chất tạo màng trong lớp phủ, chiều dày lớp phủ và phơng pháp

đóng rắn …

Bề mặt gỗ đã trang sức qua dung dịch nớc chất nhuộm màu, tốt nhất là tiến hành xấy ở nhiệt độ 600C Hình 3.12 là quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt lớp phủ và lớp phủ nhuộm màu nhiệt độ không khí khi gia nhiệt đối lu và khi gia nhiệt bức xạ Thực nghiệm cho thấy: Nếu nhiệt độ nâng lên trên 600C, đối với thời gian sấy không có kết quả rõ rệt, mà còn có tác dụnh phá hoại đối với màu sắc của một số chất nhuộm màu

Khi đóng rắn lớp phủ chất phủ tính dầu, nhiệt độ thích hợp dới 800C Chiều dày của lớp phủ loại này có ảnh hởng rất lớn đến thời gian đóng rắn của

nó Theo chiều dày lớp phủ tăng lên, thời gian đóng rắn cũng kéo dài ra nhiều

Vì thế lớp phủ cáng dày, lớp dới của nó rất khó có đợc Oxy cần thiết khi loại dầu này Oxy hoá đa tụ Cho nên lớp phủ tính dầu không phù hợp phủ quá dày.

Khi sấy lớp phủ chất phủ gốc Nitro nhiệt độ cao nhất cần thấp hơn

500C Đặc biệt là thời kỳ sấy đầu, nếu nhiệt độ hơi cao lớp phủ sẽ dễ tạo bọt

Hình 3.12 Quan hệ giữa thời gian sấy và nhiệt độ sấy sau khi phủ dung dịch

nước chất nhuộm màu lên bề mặt gỗ

Trong đó: 1, 2, 3 Tình huống bề mặt nhuộm màu gỗ giẻ, gỗ thuỷ thanh cương, và gỗ thông khi sấy đối lưu; 4 Tình huống nhuộm màu bề mặt những gỗ này khi sấy bức xạ

Khi sấy lớp phủ gốc Nitro trên gỗ có lỗ mạch to (gỗ giẻ, thuỷ khúc liễu, gỗ du,) đặc biệt rõ rệt Đây là do không khí trong gỗ thu nhiệt tr

ống mạch thoát ra và dung môi bốc hơi quá mãnh liệt mà hình thành Để ngăn chặn bọt tạo ra, cần làm cho chi tiết gia công trớc khi vào thiết bị sấy, để một thời gian ở nhiệt độ phòng, hoặc mới vào thiết bị sấy trong 5 – 10 phút, nhịêt

độ phải dần dần tăng lên Thời gian sấylớp phủ gốc Nitro vì tổ thành của dung môio, chiều dày lớp phủ và đặc điểm của bớc gia công tiếp sau khác nhau, có thể có sai khác rất lớn

Thí dụ khi chi tiết tấm đồ mộc gia dụng rót chất phủ Nitro, độ nhớt chất phủ từ 35 – 45s (cốc BZ4), rót 3 – 4 lần, sau mỗi lần rót ở nhiệt độ khoảng

250C, phải sấy 2 – 4giờ, rồi mới rót lần sau Riêng lần cuối cùng phải sau khi sấy 36 giờ mới tiến hành gia công chỉnh sửa Sau khi sấy lớp phủ không khí tiến hành đánh nhẵn, ở điều kiện từ 40 – 500C chỉ cần sấy từ 15 – 20 phút là

Hình 3.13 Quan hệ giữa lượng chất đóng rắn dùng, nhiệt độ và thời gian đóng

rắn của chất phủ este gốc Nitro

đủ Lớp phủ phải đấnh nhẵn, đánh bóng, nếu dùng sấy đối lu, thì phải sấy từ 3 – 4giờ ở nhiệt độ 500C Khi sấy bức xạ (500C), cần phải sấy 2giờ.

Hình 3.13 Quan hệ giữa lợng chất đóng rắn dùng, nhiệt độ và thời gian

đóng rắn của chất phủ este gốc Nitro

Chất đóng rắn axít trong chất phủ este gốc Nitro, lợng chất đóng rắn cho vào từ 5 – 10% lợng chất phủ Căn cứ vào nhịêt độ không khí để quyết

định ở 150C khoảng 15%, ở 200C là 8%, ở 25 – 30% khoảng 5%, giới hạn cao nhất của lợng chất đóng rắn là 10%, khi phải khô nhanh, thì tốt nhất thì nâng cao nhiệt độ Vì tăng lợng chất đóng rắn dùng, đồng thời với việc tăng tốc độ đóng rắn, cũng làm độ cứng tăng lên, thời gian sống rút ngắn, dễ làm cho màng phủ bị trắng hoặc nứt Quan hệ giữa thời gian, nhiệt độ đóng rắn và lợng chất đóng rắn dùng của chất phủ este gốc animo đóng rắn bằng axit nh hình 3.14

Chủng loại sản phẩm PES không no khác nhau, mức độ đóng rắn của nó cụng khác nhau, chất phủ PES không no dạng sáp, nhiệt độ đóng rắn phù hợp

từ 15 – 300C, nếu trên 380C thì tác dụng keo ngng của lớp phủ tiến hành rất nhanh, sáp tan trong chất phủ trong không thể tách ra ở bề mặt lớp phủ, dẫn

đến tình huống đóng răbns bề mặt nhanh chóng sấu đi, màng phủ mờ nhạt và dính, không thể đánh nhẵn Nếu nhiệt độ thấp hơn 150C, puoafincos thể kết tinh bên trong lớp phủ, cũng có thể làm cho màng phủ mờ nhạt Nếu chiều dày lớp phủ nhỏ hơnm 100àm, thì màng sáp cũng khó hình thành, ảnh hởng đến ngăn cách ôxy của lớp phủ, cho nên chiều dày lớp phủ nên dới 200àm Chất phủ PES không no dạng không sáp dùng phợng pháp màng mỏng ngăn ôxy tiếnm hành đóng rắn, có thể tiến hành ở nhiệt độ tơng đối cao Các loại chất kích phát đều có nhiệt độ kích phát tốt nhất của nó, vì thế, sau khi trang sức bằng PES không no có thể dùng tia hồng ngoại tiến hành gia nhiệt phù hợp, tăng tốc độ đóng rắn của lớp phủ Lợng dùng và tỷ lệ pha chế của chất kích phát và thúcc đẩy có ảnh hởng tơng đối lớn đến thời gian đóng rắn, từ hình 3.15 có thể biết, dùng lợng ít, thì thời gian đóng rắn dài, lợng dùng tăng lên thì

thời gian đóng rắn rút ngắn, nhng lợng dùng quá nhiều, tính năng của màng phủ có thể xấu đi.

Chất phủ PU dùng cho sản phẩm mộc chủ yếu là chất phủ dạng đóng rắn gốc OH hai thành phần Thành phần A sau khi pha chế cho tỷ lệ nhất định

có hạn chế của thời gian sấy, thờng trong thời gian từ 4 – 8h phải dùng hết Thời gian đóng rắn của loại chất phủ dài hơn chất phủ gốc Nitro, sản phẩm khác nhau, tốc độ đóng rắn cũng khác nhau

Qui trình đóng rắn của chất phủ nhạy sáng, do chủng loại chất phủ khác

nhau, có sai khác rất lớn

3.4 Chỉnh sửa màng phủ

Hình 3.14 Quan hệ giữa chất kích phát khác nhau, lượng dùng chất thúc đẩy

với tỷ lệ pha chế và thời gian đóng rắn

Trong đó: 1 Chất kích phát 0.5%, chất thúc đẩy 0.5%; 2 chất kích phát 1%, chất thúc đẩy 1%; 3 chất kích phát 1%, chất thúc đẩy 2%; 4 chất kích phát 2%, chất thúc đẩy 2%.