ภาพรวมกระบวนการ
การชุบแลคเกอร์ไฟฟ้าอะคริลิคเป็นกระบวนการเคลือบผิวด้วยไฟฟ้ากระแสตรงที่อาศัยแรงดึงดูดของประจุให้อณูพอลิเมอร์อะคริลิคเคลื่อนที่ไปเกาะบนชิ้นงาน เกิดเป็นชั้นฟิล์มใสที่บาง เรียบ และยึดเกาะแน่น
ในการทำงานทั่วไปจะต่อชิ้นงานเป็นขั้วแคโทดและจุ่มในอ่างที่มีพอลิเมอร์ประจุบวก เมื่อจ่ายไฟ อณูพอลิเมอร์จะเคลื่อนที่เข้าหาผิวชิ้นงาน เคลือบได้สม่ำเสมอทั่วทั้งชิ้น รวมถึงบริเวณร่องและมุม พร้อมควบคุมความหนาได้อย่างแม่นยำ
ข้อดีและคุณสมบัติ
- ความสม่ำเสมอสูง เคลือบทั่วถึงโดยไม่เกิดการหนาตามมุมหรือขอบ
- ทนการกัดกร่อนดี ฟิล์มทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันช่วยยืดอายุการใช้งาน
- ใช้วัสดุคุ้มค่า อัตราการใช้ประโยชน์ของน้ำยาสูงประมาณ 95–99%
- เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ใช้น้ำเป็นตัวกลางและปราศจากโลหะหนัก ลดผลกระทบต่อผู้ปฏิบัติงาน
การประยุกต์ใช้งาน
- เครื่องประดับ เคลือบชั้นใสบนงานชุบทองหรือโรเดียมเพื่อเพิ่มทนหมองและทนรอย
- ชิ้นส่วนตกแต่ง เช่น อะไหล่รถ เฟอร์นิเจอร์ และฮาร์ดแวร์ที่ต้องการความงามและทนทาน
- งานที่ต้องการชั้นใสคุณภาพสูง เช่น ชิ้นส่วนนาฬิกาและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
จุดเด่นของน้ำยา
สรุปคุณสมบัติสำคัญสำหรับไลน์ชุบ ทั้งคุณภาพผิว ความเสถียร และความพร้อมต่อกระบวนการถัดไป
ฟิล์มใสเงา สม่ำเสมอ
คลุมได้ทั่วถึงแม้ในร่อง/มุม ลดส้มผิว และเสถียรต่อโหลดผสม
ทนกัดกร่อนสูง
เพิ่มอายุการใช้งานผิวชุบ/โลหะพื้น ลดคราบและการหมอง
คุมความหนาด้วยไฟฟ้า
0.05–0.1 A/dm² สร้างฟิล์ม ~8 µm ใน ~30 วินาทีแรก
รองรับการผลิตเร็ว
รอบชุบสั้น เหมาะงานจำนวนมาก ลดการสิ้นเปลืองวัสดุ
จัดการน้ำยาแบบ UF
Ultrafiltration ช่วยคุม solvent/การนำไฟฟ้า ให้น้ำยาเสถียร
ยืดหยุ่นต่อไลน์
เหมาะระบบ Rack อ่าง PP/PVC/สแตนเลส พร้อมกรอง in-tank
หลักการ E-coat (EDP)
- พอลิเมอร์อะคริลิคในน้ำ (มีประจุ) เคลื่อนที่ตามสนามไฟฟ้าไปยังชิ้นงาน
- เมื่อสัมผัสผิวที่ขั้วตรงข้าม เกิดการตกเคลือบ/การคายน้ำ กลายเป็นฟิล์มต่อเนื่อง
- ความหนาขึ้นกับกระแส ความต่างศักย์ เวลา และเคมีของน้ำยา
- หลังชุบต้องอบ (cure) เพื่อให้ฟิล์มแข็ง แห้ง และคงทน
สเปกผลิตภัณฑ์ — EPA 2020
แลคเกอร์ใสแบบ E-coat เงา ใส ฟิล์มแข็ง ทนกัดกร่อน สำหรับผิวโลหะ/ผิวชุบ
| รายการ | ค่ามาตรฐาน |
|---|---|
| EPA 2020 | 330 g/L |
| Dye | 0–1 mL/L |
| RI | 12–14 |
| pH | 4.4–5.2 |
| การนำไฟฟ้า | 900–1100 μS |
| Solvent | 3–4 % |
สภาวะเดินงาน (Operating Window)
| พารามิเตอร์ | ค่าแนะนำ | ช่วง |
|---|---|---|
| อุณหภูมิ | 25 °C | 23–27 °C |
| ขั้วล่อ (แอโนด) | สแตนเลส 316 | — |
| ความหนาแน่นกระแส | 0.05–0.1 A/dm² | — |
| พื้นที่แอโนด:ชิ้นงาน | 2 : 1 | ≈ 2 : 1 |
| อัตราเคลือบ | ≈ 8 µm/30 วินาทีแรก | ขึ้นกับกระแส/เวลา |
| เวลาเคลือบ | 30–60 วินาที | 10–120 วินาที |
| ดีเลย์ก่อนจ่ายกระแส | 10–15 วินาที | — |
ขั้นตอนการทำงานที่แนะนำ
- การล้างด้วยน้ำกลั่น: ชิ้นงานต้องผ่านการล้างด้วยน้ำกลั่นสองครั้ง ทั้งก่อนและหลังการชุบ เพื่อลดการปนเปื้อนของโลหะอื่น
- การปรับสภาพผิว: จุ่มชิ้นงานในแลคเกอร์ 2020 ที่ความเข้มข้น 2 เปอร์เซ็นต์ เพื่อทำหน้าที่เป็นไพรเมอร์ช่วยยึดเกาะ
- การชุบ: นำชิ้นงานไปชุบเคลือบด้วย EPA 2020 ตามพารามิเตอร์ที่กำหนดจนได้ความหนาฟิล์มตามสเปก
- การล้างและทำความสะอาด: ล้างด้วยน้ำกลั่นสองครั้งเพื่อกำจัดคราบน้ำยาที่หลงเหลือ จากนั้นจุ่มน้ำยากำจัดคราบน้ำก่อนการอบ
- การอบ: เป่าให้แห้งแล้วนำไปอบตามสเปก เพื่อให้ฟิล์มพอลิเมอร์แข็งตัวและทนทาน
การอบ
| เงื่อนไข | เวลา |
|---|---|
| โลหะเนื้อแข็ง 150–180 °C | ประมาณ 20 นาที |
| โลหะเนื้อแข็ง 90–120 °C | ประมาณ 30–60 นาที |
| หมายเหตุ | อบไม่พอ ฟิล์มจะอ่อนและเกิดรอยนิ้วมือได้ง่าย |
การปรับปรุงและบำรุงรักษาน้ำยา
- ค่า RI: วัดด้วยรีแฟรกโตมิเตอร์ เป้าหมาย 11–14 หากต้องการเพิ่ม 1 หน่วย ให้เติมแลคเกอร์ 33 ซีซีต่อลิตร
- ตัวทำละลาย: ค่า RI ของน้ำจากยูเอฟควรอยู่ที่ 0.8–2.0 หากต่ำ ให้เติมโฟลว์แอดดิทีฟ 1–2 มิลลิลิตรต่อลิตร หากสูง ให้กรองด้วยอัลตร้าฟิลเตรชัน
- ค่าการนำไฟฟ้า: เป้าหมาย 900–1000 ไมโครซีเมนส์ หากเกิน 1000 ให้กรองด้วยอัลตร้าฟิลเตรชัน หรือเติมแลคเกอร์ 20 กรัมต่อลิตร
- ค่า pH: น้ำยาใหม่ควรอยู่ที่ 4.2–5.2 หาก pH ต่ำให้กรองยูเอฟ หาก pH สูงให้ปรับด้วยอีมัลชันสเตบิไลเซอร์
- ค่า MEQ: เป้าหมาย 27–33 ไทเทรตด้วย KOH 0.1 โมล หากต้องการเพิ่ม 1 หน่วย เติมสเตบิไลเซอร์ 0.1 ซีซีต่อลิตร ค่าสูงเกินให้กรองยูเอฟ ค่าต่ำให้ปรับด้วยอีมัลชันสเตบิไลเซอร์
อุปกรณ์ที่จำเป็น
- บ่อแลคเกอร์: วัสดุ PP หรือ PVC พร้อมระบบกวนน้ำยา
- ปั๊มกวนน้ำยา: อัตราหมุนเวียนมากกว่า 5 เท่าของปริมาตรบ่อต่อชั่วโมง พร้อมไส้กรอง 1–3 ไมโครเมตร
- แผ่นตัวล่อ: สแตนเลสเกรด 316
- เครื่องกรองอัลตร้าฟิลเตอร์: ใช้ควบคุมค่าการนำไฟฟ้าและคุณภาพน้ำยา
- ตู้ไฟ: ปรับแรงดันได้สูงสุด 60 โวลต์
- ตู้อบงาน: สำหรับการอบหลังชุบ
สารเคมีที่ใช้ในการปรับปรุง
- โฟลว์แอดดิทีฟ: รักษาสมดุลส่วนผสม เป้าหมายรวม 3–4 เปอร์เซ็นต์
- สเตบิไลเซอร์: ใช้เป็นครั้งคราวเพื่อคุม pH และ MEQ ปกติเติม 0.2–0.3 ซีซีต่อลิตรเมื่อจำเป็น