Bạn có biết về công nghệ xử lý lớp phủ bằng chùm tia điện tử EB không?
Liệu điều này có thể tạo ra một cuộc cách mạng mới trong lĩnh vực hoàn thiện bề mặt tấm ốp?
Hiện nay, nhiều thương hiệu sử dụng cụm từ "Electron Beam Curing" khi mô tả quy trình hoàn thiện tấm ốp, được dịch trực tiếp là "Electron Beam Curing" và thuộc loại công nghệ sấy hoặc đóng rắn lớp phủ mới.
Đối với công nghệ sấy lớp phủ bề mặt trên các sản phẩm nội thất, chúng ta đã quen thuộc với phương pháp sấy bằng khí nóng (sấy nhiệt), sấy hồng ngoại, sấy tia cực tím, sấy vi sóng, v.v. Tuy nhiên, công nghệ sấy bằng chùm tia điện tử dường như hoàn toàn xa lạ cả về mặt khái niệm kỹ thuật lẫn nguyên lý, điều này chắc chắn đã khơi dậy sự tò mò lớn của chúng tôi.
Do đó, chúng tôi hy vọng sẽ giới thiệuCông nghệ xử lý EBThông qua bài viết này, hy vọng mọi người sẽ hiểu được công nghệ đóng rắn bằng chùm tia điện tử là gì? Nó có những điểm khác biệt và đặc điểm nào so với các công nghệ đóng rắn lớp phủ khác? Nó có thể được ứng dụng như thế nào trong sản xuất ván gỗ nội thất và triển vọng tương lai của nó ra sao?
01 Công nghệ đóng rắn bằng chùm tia điện tử EB là gì?
Cách trực tiếp nhất để hiểu một công nghệ mới là bắt đầu từ tên gọi và khái niệm của nó. Tên tiếng Anh đầy đủ của công nghệ này là Electron Beam Cure, hay còn được gọi là Electron Beam Curing (EBC), đề cập đến công nghệ sử dụng chùm tia điện tử để làm cứng lớp phủ. Vậy câu hỏi đặt ra là, chùm tia điện tử (EBC) là gì? Tại sao nó có thể đạt được hiệu quả làm cứng lớp phủ?
01-1 Nguyên lý làm cứng bằng chùm tia điện tử EB
Ở cấp độ vi mô, tất cả các nguyên tử đều được cấu tạo từ một hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương và một số electron chuyển động xung quanh nó. Electron là hạt cơ bản đầu tiên được tìm thấy và mang điện tích âm.
Các electron được tạo ra bởi cực âm trong súng bắn electron được gia tốc đến tốc độ rất cao dưới tác dụng của điện trường gia tốc cao áp giữa cực âm và cực dương. Sau khi hội tụ, chúng tạo thành một dòng electron dày đặc, tốc độ cao, được gọi là chùm electron (EB).
Khi chùm electron năng lượng cao tác động lên lớp phủ, nó có thể khiến các phân tử chưa bão hòa tạo thành các gốc tự do hoạt tính chỉ trong vài giây hoặc thậm chí ít hơn, kích hoạt quá trình trùng hợp các nhựa và monome chưa bão hòa, tạo thành mạng lưới liên kết ngang ba chiều, từ đó thúc đẩy sự chuyển đổi nhanh chóng các oligome lỏng thành chất rắn thông qua quá trình trùng hợp liên kết ngang.
Sơ đồ minh họa hiệu ứng động này giải thích rõ quá trình đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB), trong đó các phân tử lớp phủ trải qua những thay đổi dưới tác động của chùm tia điện tử. Những thay đổi này, còn được gọi là quá trình trùng hợp liên kết chéo, cho phép chất lỏng chuyển thành chất rắn.
01-2 EB Sự phát triển và nguồn gốc của Sự đông đặc bằng chùm tia điện tử.
Ứng dụng sớm nhất của công nghệ đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB) ở nước ngoài là của công ty Ford tại Hoa Kỳ. Vào những năm 1970, Ford đã áp dụng công nghệ đóng rắn bằng chùm tia điện tử vào việc phủ lớp bảo vệ cho các bộ phận ô tô.
Trên thực tế, phương pháp đóng rắn bằng chùm tia điện tử có thể được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực in ấn và phủ lớp, chẳng hạn như hộp sữa ăn sáng, ô tô dùng cho các chuyến đi chơi, lon nước giải khát dùng một lần, sách hoặc tạp chí đọc trên đường, máy bay dùng để ngắm cảnh, v.v. Tất cả đều có thể là ứng dụng của phương pháp đóng rắn bằng chùm tia điện tử.
Tình hình ở Trung Quốc vào khoảng năm 2004, một số công ty in ấn bắt đầu đưa vào sử dụng thiết bị sấy bằng chùm tia điện tử (EB), nhưng chủ yếu được dùng để phủ dầu bóng; việc ứng dụng sấy EB cho các tấm ván ép gia dụng chỉ mới được một vài doanh nghiệp trong nước thử nghiệm trong những năm gần đây.
Vì phương pháp đóng rắn bằng chùm tia điện tử EB cũng là một phương pháp đóng rắn lớp phủ, vậy sự khác biệt giữa nó với các phương pháp đóng rắn bằng nhiệt và đóng rắn bằng tia UV đã được biết đến là gì? Phương pháp đóng rắn bằng chùm tia EB hoạt động như thế nào về các chỉ số cốt lõi như mức tiêu thụ năng lượng và thời gian đóng rắn, đặc tính môi trường và chất lượng lớp phủ?
Chúng tôi đã tìm kiếm rất nhiều thông tin và tìm thấy một bảng so sánh ba phương pháp đóng rắn lớp phủ, thể hiện rõ sự khác biệt giữa các phương pháp đóng rắn khác nhau. Bảng này được sắp xếp như sau:
02-1 Mức tiêu thụ năng lượng và thời gian đóng rắn.
Với cùng một lượng vật liệu cần đóng rắn, nếu mức tiêu thụ năng lượng của quá trình đóng rắn nhiệt là 100%, dữ liệu liên quan cho thấy mức tiêu thụ năng lượng của quá trình đóng rắn bằng chùm tia điện tử chỉ bằng 5% so với đóng rắn bằng tia cực tím và 1% so với đóng rắn nhiệt, điều này có nghĩa là đóng rắn bằng chùm tia điện tử có hiệu quả tiêu thụ năng lượng cao nhất trong cùng điều kiện.
Về thời gian đóng rắn, đóng rắn bằng nhiệt mất nhiều thời gian nhất, từ vài phút đến vài ngày để lớp phủ khô hoàn toàn; thời gian đóng rắn bằng tia cực tím sẽ ngắn hơn nhiều, chỉ vài giây; thời gian đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB) đạt mức đáng kinh ngạc 0,005 giây, có thể nói là hoàn thành việc đóng rắn lớp phủ trong tích tắc.
02-2 Đặc tính bảo vệ môi trường và chất lượng lớp phủ
Đối với các lớp phủ được xử lý bằng nhiệt và tia cực tím, quy trình sử dụng dung môi thường được áp dụng. Nếu sử dụng dung môi hữu cơ, sẽ phát sinh các vấn đề về môi trường trong quá trình sản xuất. Tất nhiên, các lớp phủ gốc nước sử dụng nước làm dung môi sẽ không gặp phải những vấn đề như vậy.
Phương pháp đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB) là một quy trình không sử dụng dung môi, với hàm lượng chất rắn trong lớp phủ lên đến 100%. Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như VOC đã được loại bỏ khỏi nguyên liệu thô, giúp phương pháp này thân thiện với môi trường hơn.
Về chất lượng lớp phủ, có một số chỉ tiêu cốt lõi, chẳng hạn như độ bám dính, độ cứng, độ bền kéo, khả năng chống ố vàng, v.v. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy lớp phủ được xử lý bằng chùm tia điện tử (EB) có hiệu suất tổng thể tốt nhất. Đặc biệt, về khả năng chống ố vàng, lớp phủ được xử lý bằng EB có khả năng chống ố vàng tốt hơn vì chúng không cần các chất như chất khởi phát quang hóa.
Nhìn chung, công nghệ đóng rắn bằng bức xạ chủ yếu bao gồm hai loại: đóng rắn bằng tia cực tím (UV) và đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB), cả hai đều sử dụng bức xạ năng lượng để phản ứng và nhanh chóng làm đông đặc các vật liệu lỏng. Do ít gây ô nhiễm môi trường hơn so với phương pháp đóng rắn nhiệt truyền thống, đóng rắn bằng bức xạ ngày càng trở nên phổ biến trong bối cảnh tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải và phát triển bền vững.
Trong số đó, phương pháp đóng rắn bằng tia cực tím (UV) sử dụng tia cực tím làm nguồn năng lượng chiếu xạ, có ưu điểm là phản ứng tương đối ổn định và chi phí đầu tư thiết bị nhỏ. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi và hiện là công nghệ đóng rắn bằng bức xạ chủ đạo.
Phương pháp đóng rắn bằng tia UV có nhược điểm là khả năng thẩm thấu kém và đóng rắn không hoàn toàn, vật liệu đóng rắn cần thêm chất khởi phát quang, dễ dẫn đến phản ứng không hoàn toàn và còn sót lại; So với phương pháp đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB), phương pháp này có thể đạt được khả năng đóng rắn sâu, tốc độ đóng rắn nhanh hơn và đóng rắn hoàn toàn. Hơn nữa, không cần thêm chất khởi phát quang vào vật liệu đóng rắn, do đó có độ an toàn cao và phạm vi ứng dụng rộng hơn.
03 Ứng dụng công nghệ chiếu tia cực tím (EB) trong tấm ốp tường gia đình
Công nghệ sấy khô bằng chùm tia điện tử (EB) thường được ứng dụng trong các tấm ốp tường nhà ở, đặc biệt là các tấm ốp trang trí nhập khẩu. Ví dụ, một số thương hiệu tấm ốp của Ý và Hàn Quốc nhấn mạnh việc sử dụng công nghệ sấy khô EB trong mô tả quy trình sản xuất của họ. Các đặc tính chính của tấm ốp bao gồm cảm giác mềm mại, độ mờ cực cao, chống bám vân tay và có thể sửa chữa, đây là định vị điển hình cho các sản phẩm cao cấp.
Chức năng sửa chữa nhiệt của chúng khá thú vị đối với tác giả. Theo ấn tượng của hầu hết chúng ta, nếu bề mặt bảng mạch bị trầy xước, kết quả là không thể đảo ngược, nghĩa là không thể khôi phục lại trạng thái ban đầu. Tuy nhiên, lớp phủ được xử lý bằng tia cực tím (EB) có đặc tính tự phục hồi nhiệt mạnh mẽ hơn nhờ độ bền kéo cao, độ giãn dài khi đứt gãy cao, độ mềm và độ đàn hồi tốt. Mặc dù chỉ nên được sử dụng để sửa chữa các vết trầy xước nhỏ, nhưng đây cũng là một sự đổi mới và đột phá.
Chi phí cao là lý do chính. Về mặt thiết bị, quá trình đóng rắn bằng chùm tia điện tử (EB) đòi hỏi phát triển các thiết bị đóng rắn chuyên dụng, có giá thành cao và chi phí bảo trì lớn; về mặt thi công, quá trình đóng rắn bằng EB cần được thực hiện trong môi trường khí trơ, làm tăng chi phí sử dụng; về mặt vật tư tiêu hao, vật liệu đóng rắn bằng EB sử dụng lớp phủ EB. Mặc dù không cần thêm chất khởi phát quang hóa, nhưng yêu cầu về độ tinh khiết đối với các vật liệu cấu thành khác rất cao, và các vật liệu có giá trị gia tăng cao khác cũng sẽ được thêm vào, dẫn đến giá thành sản phẩm cao. Nhìn chung, chi phí đóng rắn bằng EB cao và quy mô thị trường toàn cầu nhỏ.
Chúng ta cần nhận ra rằng nhận thức thị trường về công nghệ sấy khô bằng tia cực tím (EB) vẫn cần được liên tục nâng cao. Trong tương lai, với việc chi phí liên tục giảm, công nghệ sấy khô bằng tia cực tím dự kiến sẽ dần được thị trường công nhận nhờ hiệu suất vượt trội, và các tấm ốp trang trí sử dụng công nghệ này cũng sẽ được phổ biến và ứng dụng rộng rãi hơn.
PS: Tập đoàn Zhihua đã chuyên về vật liệu trang trí nội thất trong 25 năm, chủ yếu sản xuất các sản phẩm như màng/phim trang trí EB SINAI, màng/tấm PETG, tấm acrylic, tấm UV, tấm PET, tấm EB, tấm MDF acrylic và nẹp viền màu phù hợp.
Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ: 0086-18676549165, email: dayipetg@163.com.
