พันธะของสารยึดติดเป็นปรากฎการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการยิดเกาะกันทางพื้นผิว (Surface phenomenon) ดังนั้น ก่อนการทาหรือเคลือบสารยึดติดควรจะต้องมีขั้นตอนการรักษาพื้นผิว (Surface treatment) ได้แก่
การเตรียมพื้นผิว (Surface preparation) ที่จะเป็นการทำความสะอาดด้วยสารละลายมาก่อน
การเตรียมพื้นผิวก่อนชุบหรือลงสารยึดติด (Surface pretreatment) จะเป็นการเตรียมพื้นผิวโดยใช้แรง (Mechanical pretreatment) เช่น การขัดถู การเตรียมพื้นผิวโดยสารเคมี (Chemical pretreatment) การเตรียมพื้นผิวโดยใช้เครื่อง (Physical pretreatment) เช่น Corona-discharge Low pressure plasma และ Oxidizing Flame
วันนี้จะมากล่าวถึงความสำคัญและวิธีการเบื้องต้นที่ใช้ในการทำความสะอาดโลหะก่อนที่จะลงสารยึดติด (Adhesive) ซึ่งกระบวนการนี้มีความสำคัญเป็นอย่างมากเพื่อให้สารยึดติดที่ทาลงไปนั้นเหนียวแน่นกับวัสดุที่ใช้
การเตรียมพื้นผิวและการเตรียมพื้นผิวก่อนชุบนั้นจะทำให้สารยึดติดนั้นกระจายตัวได้ดียิ่งขึ้น และต้องไม่เป็นการรบกวนชั้นของออกไซด์ (Oxide layers) สี โครเมต ฟอสเฟต หรือซิลิโคน ซึ่งชั้นเหล่านี้จะถูกเรียกว่า weak boundary layers ที่การมีอยู่ของสารเหล่านี้จะทำให้การยึดติดเกิดขึ้นได้ยาก ซึ่งการเตรียมพื้นผิวนั้นจะต้องมีความเหมาะสมเพื่อให้มั่นใจว่าหลังลงสารยึดติดนั้นจะทำให้เกิดการประสานกันระหว่างชั้นของตัวยึดติดและวัสดุ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความผิดพลาดที่เรียกว่า Cohesive failure ซึ่งเกิดจากการที่สารยึดติดอยู่ที่บริเวณผิวหน้าของวัสดุเท่านั้น แต่จะไม่เกิดการประสานกันระหว่างวัสดุทั้ง 2 ชนิด โดยจากงานวิจัยพบว่าการพื้นผิวไม่ดีจะทำให้เกิด Cohesive failure [1, 2] ได้ ดังรูปที่ 3
รูปที่ 1 ลักษณะการเกิด Cohesive failure
โดยกระบวนการรักษาพื้นผิวของโลหะนั้นจะมีด้วยกันหลายขั้นตอน และบางขั้นตอนการจะไม่จำเป็นต้องทำก็ได้ (ขึ้นอยู่กับการใช้งาน)โดยมีขั้นตอนการทำ ดังนี้
ทำความสะอาดด้วยสารละลายหรือสารเคมี
การขัดผิว (Grit blasting)
การทาป้องกันการกัดกร่อน (Corrosion resistance)
การทารองพื้น (Primer) และช่วยให้สีติดกับตัวชิ้นงานได้มากขึ้น
การทำให้พื้นผิวแข็งตัว (Hardening) ทำให้สารยึดติดทนแน่นโดยใช้วิธีทางกายภาพหรือเคมี
สารเคมีที่นิยมใช้ทำความสะอาดหรือเตรียมพื้นผิวนั้น ได้แก่ ไตรคลอโรอีเทน (Trichloroethane)
เมทิลคลอโรฟอร์ม (Methyl chloroform) เมทิลีนคลอไรด์ (Methylene chloride) เปอร์คลอโรเอธิลีน ไตรคลอโรเอธิลีน ไตรคลอโรไตรฟลูออโรอีเทน (Trichlorotrifluoroethane) หรืออะซีโอโทรปของแอลกอฮอลล์ อะซิโตน เมธิลีนเป็นต้น ด้วยวิธีการล้างคราบมันแบบไอระเหย (Vapor degreasing) หลังจากนั้นจะตามด้วยการพ่นเพื่อให้ผิวของโลหะเกิดความขรุขระ (Roughening) ช่วยทำให้เพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสกับตัวยึดเกาะได้ดี ต่อมาจะกัดกร่อนพื้นผิวด้วยสารเคมี (Chemical etching) ทำให้พันธะของออกไซด์ (Weak boned oxides) หายไปเหลือแต่พันธะของออกไซด์ที่มีพันธะแข็งแรง (Weak boned oxides)
นอกจากนี้การทารองพื้นเคลือบอีกครั้งจะช่วยปกป้องการออกซิเดชั่นได้ดีอีกด้วย [1] ซึ่งสารที่เราเห็นกันมากที่สุดคือ TCE และ PCE ที่มีการใช้งาน ดังนี้
ไตรคลอโรเอธิลีน (Trichloroethylene, TCE) เป็นสารเคมีชนิดหนึ่งที่ใช้หลากหลายในอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็นการกำจัดคราบในเสื้อผ้าหรือพรมสเปรย์ที่ใช้กำจัดคราบมันหรือไขมัน (Aerosol spray) กระดาษอนามัย (Wipe) และมีการใช้อย่างหลากหลายเป็นส่วนประกอบหมึกพิมพ์ น้ำยาเคลือบพื้นผิว หรือแม้กระทั่งใช้เป็นตัวสกัดน้ำมันในพืช เช่น ถั่ว มะพร้าว และปาล์ ใช้ในการสกัดกาแฟและเครื่องเทศ นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมซักแห้ง (Dry cleaning) [3]
รูปที่ 2 โครงสร้างของ Trichloroethylene [4]
เตตระคลอโรเอธิลีนหรือเปอร์คลอโรเอธิลีน (Perchloroethylene, Tetrachloroethylene, PCE) เป็นสารเคมีที่นิยมใช้กันมากในอุตสาหกรรมซักแห้งและการกำจัดคราบไขมันในโลหะ (Metal degreasing) [3]
รูปที่ 3 โครงสร้างของ Tetrachloroethylene [5]
ติดต่อ
บริษัท ออแกนนิค เวลท์ (ประเทศไทย) จำกัด
โทร 02-183-8709 , 084-021-1717 , 095-952-9053
Line : @owt123
Email : cs@organic-wealth.com
อ้างอิง
[1] EBNESAJJAD, Sina. Material surface preparation techniques. In: Handbook of adhesives and surface preparation. William Andrew Publishing, 2011. p. 49-81.
[2] BÖHM, S., et al. Surface treatment of components by the use of lasers to increase the wetability and to improve the adhesion. In: Proceedings of the 25th Annual Meeting of the Adhesion Society, Hyatt Orlando, FL. 2002. p. 10-14.
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/File:Trichloroethylene.svg. Accessed 11 March 2024.
[5] https://baochemicals.com/perchloroethylene-a-widely-used-solvent-in-the-industry/. Accessed 11 March 2024.
