Hiểu quá trình sơn chuyển thành màng sơn

Trong quy trình sơn, từ “làm khô” thường được sử dụng.

“Đã khô chưa?”
“Khô trong bao nhiêu phút?”
“Đưa vào lò sấy bao nhiêu phút?”
“Chạm vào được chưa?”
“Bao gói được chưa?”

Tại hiện trường, đôi khi làm khô được xem như “thời gian chờ”.
Tuy nhiên, từ góc nhìn chất lượng sơn, làm khô không đơn thuần là thời gian chờ.

Làm khô là quá trình sơn chuyển thành màng sơn.

Ngay sau khi phủ, sơn gần trạng thái lỏng.
Từ đó dung môi thoát ra, bề mặt màng ổn định, độ nhớt tăng và phản ứng đóng rắn diễn ra theo yêu cầu.
Cuối cùng hình thành màng sơn có độ bám dính, độ cứng, khả năng kháng hóa chất, chịu thời tiết và ngoại quan.

Nói cách khác, làm khô không phải chỉ là điểm kết thúc quy trình sơn.
Đó là công đoạn hình thành chất lượng quan trọng để hoàn thiện tính năng màng sơn.

1. Làm khô không chỉ là “bề mặt khô”

Tại nơi sơn, đôi khi trạng thái chạm nhẹ bằng ngón tay mà không dính sơn được đánh giá là “đã khô”.

Đây là kiểm tra cần thiết để đánh giá tại hiện trường.
Tuy nhiên, khô khi chạm tay và màng sơn đã phát huy đầy đủ tính năng không giống nhau.

Dù bề mặt khô, dung môi vẫn có thể còn bên trong màng sơn.
Dù bề mặt trông cứng, phản ứng đóng rắn bên trong có thể chưa đủ.
Dù có thể di chuyển, sản phẩm có thể chưa chịu được xếp chồng hoặc bao gói.

Làm khô có một số giai đoạn.

• Giai đoạn bề mặt hơi khô
• Giai đoạn chạm tay không dính sơn
• Giai đoạn có thể thao tác, di chuyển
• Giai đoạn có thể chuyển sang lắp ráp hoặc kiểm tra
• Giai đoạn có thể bao gói
• Giai đoạn phát huy tính năng cuối cùng

Gọi tất cả những trạng thái này bằng cùng một từ “khô” sẽ dẫn đến đánh giá sai.

Để ổn định chất lượng sơn, cần hiểu trạng thái khô theo từng giai đoạn.

2. Quá trình cơ bản để sơn chuyển thành màng sơn

Quá trình sơn chuyển thành màng sơn khác nhau theo loại sơn.
Tuy nhiên, về cơ bản có những biến đổi sau.

Trước hết, sơn bám vào vật cần sơn.
Lúc này sơn vẫn gần trạng thái lỏng và có khả năng chảy.

Tiếp theo, dung môi bay hơi.
Dung môi thoát ra làm tăng nồng độ nhựa và sắc tố trong sơn, tăng độ nhớt.

Trong thời gian đó, bề mặt màng sơn dần phẳng hơn.
Đây gọi là san phẳng.
San phẳng là hiện tượng các chỗ lồi lõm ngay sau khi sơn dàn đều, làm bề mặt nhẵn hơn.

Ngoài ra, tùy loại sơn, các nhựa phản ứng với nhau và đóng rắn diễn ra.
Với sơn hai thành phần, thành phần chính và chất đóng rắn phản ứng.
Với sơn sấy đóng rắn, gia nhiệt thúc đẩy phản ứng đóng rắn.
Với sơn bột, bột nóng chảy, chảy dàn và đóng rắn.

Cuối cùng hình thành độ cứng, độ bám dính, khả năng chịu nước, kháng hóa chất và ngoại quan của màng sơn.

Làm khô như vậy là quá trình tạo tính năng màng sơn, cùng với chuyển từ lỏng sang rắn.

3. Chỉ thoát dung môi chưa thể gọi là khô đầy đủ

Với sơn gốc dung môi, khi nói làm khô người ta dễ nghĩ đến dung môi bay hơi.

Đúng là bay hơi dung môi là phần quan trọng của làm khô.
Tuy nhiên, một số sơn không phát huy đủ tính năng màng chỉ nhờ dung môi thoát ra.

Ví dụ, sơn polyurethane hai thành phần cần phản ứng giữa thành phần chính và chất đóng rắn cùng với dung môi thoát ra.
Sơn sấy hệ melamine hoặc amino alkyd cần phản ứng đóng rắn do gia nhiệt.
Sơn bột cần bột nóng chảy, dàn ra và đóng rắn ở nhiệt độ quy định.

Nói cách khác, làm khô có hai góc nhìn sau.

Thứ nhất là dung môi hoặc nước thoát ra.
Thứ hai là màng sơn đóng rắn và phát huy tính năng.

Cần xem xét riêng hai điểm này.

Dù bề mặt có vẻ khô, nếu phản ứng đóng rắn chưa đủ, màng sơn không có đủ tính năng.
Kết quả dẫn đến dễ trầy xước, dính, bám dính yếu, thiếu khả năng kháng hóa chất hoặc bám dính sau bao gói.

4. Thời gian ổn định trước sấy là thời gian để màng sơn ổn định

Thời gian ổn định trước sấy rất quan trọng khi xem xét công đoạn làm khô.

Đây là thời gian để màng sơn sau khi phủ trước khi đưa vào lò sấy hoặc lò sấy đóng rắn.

Trong thời gian này, bề mặt màng sơn dàn đều, một phần dung môi tự thoát ra và quá trình san phẳng diễn ra.
Với sơn ánh kim, đây cũng là thời gian để định hướng sắc tố kim loại ổn định.

Nếu thời gian quá ngắn, màng sơn bị gia nhiệt khi vẫn còn nhiều dung môi bên trong.
Khi đó dung môi bay hơi đột ngột trong lò sấy, dễ gây lỗ kim, tạo bọt, rỗ do dung môi thoát hoặc lỗi độ bóng.

Ngược lại, thời gian quá dài cũng có vấn đề.
Bụi bám.
Trạng thái bề mặt thay đổi.
Khả năng sơn chồng kém đi.
Cân bằng dây chuyền bị phá vỡ.

Nói cách khác, thời gian ổn định trước sấy không phải càng dài càng tốt hoặc càng ngắn càng tốt.
Cần xác định phạm vi phù hợp theo sơn, độ dày màng, nhiệt độ, độ ẩm và điều kiện làm khô.

5. Khô tự nhiên, sấy cưỡng bức và sấy đóng rắn có ý nghĩa khác nhau

Có một số phương pháp làm khô.

Tiêu biểu là khô tự nhiên, sấy cưỡng bức và sấy đóng rắn.

Khô tự nhiên là phương pháp làm bay hơi dung môi hoặc nước trong môi trường nhiệt độ thường, thúc đẩy phản ứng khi cần.
Gánh nặng thiết bị nhỏ nhưng dễ chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, bụi và không gian làm khô.

Sấy cưỡng bức là phương pháp gia nhiệt ở nhiệt độ tương đối thấp để thúc đẩy làm khô.
Có tác dụng tăng năng suất, nhưng gia nhiệt đột ngột có thể gây rỗ do dung môi thoát, bọt khí, trắng hóa hoặc da cam.

Sấy đóng rắn là phương pháp gia nhiệt đến nhiệt độ quy định để thúc đẩy phản ứng đóng rắn của sơn.
Với sơn sấy đóng rắn hoặc sơn bột, không đáp ứng nhiệt độ và thời gian cần thiết sẽ không phát huy tính năng.

Điều quan trọng ở đây là không chọn phương thức làm khô chỉ theo sự thuận tiện của thiết bị.

Sơn có cơ chế đóng rắn nào?
Vật cần sơn tăng đến nhiệt độ nào?
Có thể duy trì trong bao lâu?
Có phù hợp với hình dạng và chiều dày tấm của sản phẩm không?

Cần kiểm tra những điểm này.

6. Theo dõi nhiệt độ chi tiết thay vì chỉ nhiệt độ lò

Trong sấy đóng rắn, sự khác nhau giữa nhiệt độ lò và nhiệt độ chi tiết đặc biệt quan trọng.

Dù nhiệt độ cài đặt lò sấy là 150℃, bản thân vật cần sơn không nhất thiết đã đạt 150℃.

Chi tiết dày khó nóng lên, chi tiết mỏng dễ nóng lên.
Sản phẩm lớn và nhỏ cũng có tốc độ tăng nhiệt khác nhau.
Vật liệu như sắt, nhôm và mạ kẽm cũng nóng lên khác nhau.
Màu sơn như đen và trắng đôi khi cũng có mức hấp thụ nhiệt khác nhau.

Nói cách khác, trong sấy đóng rắn cần kiểm tra bản thân chi tiết đã đạt nhiệt độ yêu cầu chưa, cùng với nhiệt độ không khí trong lò.

Sấy đóng rắn chưa đủ dẫn đến những lỗi sau.

• Độ cứng chưa đủ
• Bám dính kém
• Khả năng kháng hóa chất chưa đủ
• Tái dính
• Dễ trầy xước
• Màng sơn hư hại khi lắp ráp
• Khiếu nại sau xuất hàng

Ngược lại, sấy quá mức cũng là vấn đề.

• Ố vàng
• Thay đổi độ bóng
• Màng sơn giòn hóa
• Đổi màu
• Ảnh hưởng nhiệt đến vật liệu

Trong sấy đóng rắn, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao đều gây vấn đề.
Điều cần thiết là xác nhận điều kiện quy định bằng nhiệt độ chi tiết.

7. Làm khô chưa đủ gây vấn đề ở công đoạn sau

Làm khô chưa đủ không nhất thiết được nhận ra ngay sau khi sơn.

Bề mặt khô.
Ngoại quan đẹp.
Chạm vào không dính sơn.

Dù vậy, bên trong vẫn có thể chưa khô hoặc đóng rắn đủ.

Chuyển sang công đoạn sau khi chưa khô đủ sẽ gây những vấn đề sau.

• Trầy xước khi lắp ráp
• Bám dính vào vật liệu bao gói
• Các màng sơn dính vào nhau
• Còn vết hằn do ép
• Màng sơn tái dính
• Khả năng kháng hóa chất chưa đủ
• Bám dính kém
• Lỗ kim hoặc tạo bọt xuất hiện sau đó

Cần đặc biệt chú ý bao gói.

Trạng thái có thể chạm ngay sau khi khô khác với trạng thái có thể bao gói ép sát.
Ép sát tấm nhựa vinyl hoặc màng bảo vệ trước khi màng sơn ổn định hoàn toàn có thể gây bám dính hoặc tái dính.

Khi đánh giá trạng thái khô, cần xem “có chịu được công đoạn tiếp theo không”, cùng với “có thể chạm không”.

8. Xem xét điều kiện làm khô đồng thời với độ dày màng sơn

Điều kiện làm khô thay đổi theo độ dày màng sơn.

Màng mỏng giúp dung môi thoát ra tương đối dễ.
Màng dày khiến dung môi bên trong khó thoát ra.

Cùng thời gian làm khô nhưng độ dày khác nhau sẽ cho trạng thái khô khác nhau.

Khi sơn dày, bề mặt có thể khô nhưng dung môi vẫn còn bên trong.
Gia nhiệt đột ngột trong trạng thái đó khiến dung môi bên trong không thoát hết, dẫn đến lỗ kim hoặc tạo bọt.
Sau khi khô cũng dễ xuất hiện tái dính hoặc vết hằn do ép.

Vì vậy, khi quyết định điều kiện làm khô, nhất thiết cần kiểm tra độ dày màng sơn.

• Độ dày mỗi lần sơn có phù hợp không?
• Tổng độ dày có trong phạm vi quy định không?
• Có chỉ vùng màng dày chưa khô đủ không?
• Màng có dày hơn ở góc hoặc vùng sơn chồng không?
• Có dùng cùng điều kiện làm khô cho sản phẩm màng dày không?

Chỉ quyết định điều kiện làm khô mà không quản lý độ dày màng sẽ không ổn định được chất lượng.

9. Vấn đề làm khô cần chú ý tại nhà máy Việt Nam

Tại nhà máy Việt Nam, có một số điều kiện cần chú ý trong công đoạn làm khô.

Trước hết là nhiệt độ và độ ẩm cao.
Độ ẩm cao ảnh hưởng đến cách dung môi thoát và trạng thái bề mặt màng sơn.
Khi nước có liên quan, dễ xảy ra trắng hóa, bọt khí, bám dính kém hoặc tạo bọt urethane.

Tiếp theo là rút ngắn thời gian làm khô vì ưu tiên năng suất.
Nếu ưu tiên thời hạn giao hàng hoặc năng lực dây chuyền, không bảo đảm đủ thời gian ổn định trước sấy hoặc làm khô, tỷ lệ lỗi có thể tăng.

Phân bố nhiệt độ không đều trong lò sấy cũng quan trọng.
Nếu nhiệt độ khác nhau ở cửa vào, giữa, cửa ra, tầng trên hoặc tầng dưới, trạng thái khô của từng chi tiết thay đổi dù đi qua cùng dây chuyền.

Ngoài ra, còn có khác biệt về chiều dày tấm và hình dạng chi tiết.
Trong sản xuất nhiều chủng loại với số lượng nhỏ, đôi khi chi tiết mỏng, dày, lớn và nhỏ được làm khô với cùng điều kiện.
Khi đó, thiếu đóng rắn và sấy quá mức có thể cùng tồn tại.

Tại nhà máy Việt Nam, cần kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm, điều kiện chi tiết và tình trạng trong lò, thay vì vận hành làm khô chỉ theo “như mọi khi”.

10. Các điểm cần kiểm tra tại hiện trường

Khi nghi ngờ lỗi làm khô hoặc vấn đề ở công đoạn làm khô, kiểm tra các mục sau.

Sơn và vật liệu

• Sơn sử dụng là loại khô tự nhiên hay sấy đóng rắn?
• Nếu là hai thành phần, tỷ lệ chất đóng rắn có chính xác không?
• Có dùng dung môi pha loãng được chỉ định không?
• Tốc độ khô của dung môi có phù hợp với môi trường không?
• Có vượt thời gian sử dụng sau khi pha trộn của sơn không?

Điều kiện sơn

• Độ dày màng có trong phạm vi quy định không?
• Có sơn quá dày không?
• Độ nhớt khi sơn có phù hợp không?
• Có bảo đảm thời gian ổn định trước sấy không?
• Nhiệt độ và độ ẩm khu vực sơn có được ghi lại không?

Điều kiện làm khô

• Thời gian làm khô có phù hợp không?
• Nhiệt độ cài đặt lò sấy có phù hợp không?
• Có đo nhiệt độ chi tiết không?
• Nhiệt độ trong lò có không đồng đều không?
• Hút thải có đủ không?
• Hơi dung môi có tích tụ không?

Đánh giá sau khi khô

• Có chuyển sang công đoạn sau chỉ dựa vào khô khi chạm tay không?
• Đã kiểm tra thời gian có thể lắp ráp chưa?
• Đã kiểm tra thời gian có thể bao gói chưa?
• Có thực hiện thử ép tiếp xúc hoặc thử khả năng chống dính không?
• Có tái dính hoặc bám dính sau xuất hàng không?

Trong công đoạn làm khô, cần kiểm tra đồng thời điều kiện sơn, lò và công đoạn sau.

11. Các góc nhìn cải tiến CoatureVietnam có thể đề xuất

CoatureVietnam không xem công đoạn làm khô đơn thuần là thời gian chờ.
Chúng tôi hệ thống hóa từ góc nhìn 4M như công đoạn hoàn thiện tính năng màng sơn.

Material: Vật liệu

• Cơ chế khô và đóng rắn của sơn là gì?
• Dung môi pha loãng được chỉ định có phù hợp không?
• Tỷ lệ chất đóng rắn có chính xác không?
• Điều kiện làm khô có phù hợp với độ dày màng không?
• Thiết kế sơn có phù hợp với môi trường nóng ẩm không?

Method: Phương pháp

• Thời gian ổn định trước sấy có được tiêu chuẩn hóa không?
• Thời gian làm khô có được quy định thành điều kiện không?
• Việc lựa chọn khô tự nhiên, sấy cưỡng bức và sấy đóng rắn có rõ ràng không?
• Có quy định thời gian có thể bao gói không?
• Có tiêu chí kiểm tra sau khi khô không?

Machine: Thiết bị

• Đã kiểm tra phân bố nhiệt độ lò sấy chưa?
• Có thể đo nhiệt độ chi tiết không?
• Lưu lượng hút thải có đủ không?
• Hơi dung môi có tích tụ không?
• Có vệ sinh bên trong lò không?

Man: Công nhân

• Có hiểu khác biệt giữa khô khi chạm tay và khô hoàn toàn không?
• Có hiểu rủi ro làm khô chưa đủ không?
• Có tuân thủ thời gian ổn định trước sấy không?
• Có nhìn dấu hiệu lỗi và kiểm tra điều kiện thao tác được không?
• Có đánh giá được trạng thái có thể bao gói không?

Từ góc nhìn Management, cần xây dựng bảng điều kiện làm khô, kiểm tra nhiệt độ chi tiết, thời gian dưỡng sau khi khô, tiêu chí có thể bao gói và quy định ghi nhận khi lỗi phát sinh.

Tổng kết

Làm khô là quá trình sơn chuyển thành màng sơn.

Làm khô không chỉ là bề mặt khô.
Điều quan trọng là dung môi thoát ra, màng sơn dàn đều, phản ứng đóng rắn cần thiết diễn ra và tính năng màng sơn hoàn thiện.

Khô khi chạm tay, có thể lắp ráp, có thể bao gói và phát huy tính năng cuối cùng là những trạng thái khác nhau.

Trong công đoạn làm khô, cần kiểm tra cơ chế đóng rắn của sơn, độ dày màng, thời gian ổn định trước sấy, nhiệt độ làm khô, nhiệt độ chi tiết, hút thải trong lò và thời gian đến bao gói.

Làm khô không phải chỉ là thời gian chờ.
Đó là công đoạn hoàn thiện chất lượng màng sơn.

Mang khoa học và sự tận tâm vào công việc sơn.
CoatureVietnam hệ thống hóa một cách khoa học sơn, độ dày màng, lò sấy và điều kiện thao tác, thay vì phó mặc công đoạn làm khô cho hiện trường, để hỗ trợ tạo chất lượng màng sơn ổn định.