Ảnh hưởng của áp suất không khí và tốc độ phun đến chất lượng màng trang sức trên bề mặt gỗ

KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 111 NH HbNG C<A ÁP SU\T KHƠNG KHÍ VÀ TC G PHUN N CH\T L_NG MÀNG TRANG SC TRÊN B M!T Gc Phm Th Ánh H@ng1, Tr^n Vn Chb1, Cao Qu.c An1, Phan Duy Hng1 TĨM TT Bài báo trình bày k<t qu6 6nh hCng c"a áp su5t khơng khí và t.c $) súng phun $<n ch5t l%ng màng trang sbc trên b mBt gŠ. Các m9u gŠ $%c sn ph" bwng sn PU-TiO2 C áp su5t khí 0,1 Mpa, 0,14 Mpa, 0,18 Mpa, 0,22 Mpa, 0,26 MPa và t.c $) phun 60 m/phút, 65 m/phút, 70 m/phút, 75 m/phút, 80 m/phút. K<t qu6 nghiên cbu cho th5y, khi áp su5t khí và t.c $) phun thay $pi thì $) b n bám dính c"a màng trang sbc C các ch< $) phun $ u $t c5p $) 0, tng bng v#i v<t c t hồn tồn nh¢n, sn khơng b bong khi b mBt gŠ. Tuy nhiên, m)t s. tính ch5t c"a màng trang sbc b 6nh hCng C các mbc $) khác nhau, cK th3 là chi u dày màng trang sbc C các ch< $) phun tng tX 46,52 µm $<n 70,11 µm; $) bĩng tng tX 65,5% $<n 92,1%; thUi gian khơ hồn tồn màng trang sbc dao $)ng tX 24,04 giU $<n 29,01 giU; $) bi<n màu ∆E gi6m tX 14,25 $<n 8,57. Vì v;y, sF thay $pi c"a áp su5t khơng khí và t.c $) di chuy3n c"a súng phun cĩ 6nh hCng rõ r8t $<n m)t s. ch/ tiêu ch5t l%ng màng trang sbc trên b mBt gŠ. TX khĩa: Áp su5t khơng khí, b mBt gŠ, ch5t l%ng, ch5t ph" PU, t.c $) phun. 1. T VN  7 Trang sbc b mBt là khâu quan tr2ng trong s6n xu5t $@ gŠ v#i mKc $ích là b6o v8 và làm $‰p s6n phmm. B mBt s6n phmm m)c $%c che ph" bwng m)t l#p v;t li8u màng cĩ $) cbng nh5t $nh, cĩ tính nng chu n#c, chu khí h;u, làm cho nĩ tránh $%c hoBc gi6m nh‰ sF xâm hi c"a ánh sáng mBt trUi, n#c, ngoi lFc, hĩa ch5t, cơn trùng, ngn ngXa s6n phmm cong vênh bi<n dng, nbt, mài mịn, kéo dài thUi gian sL dKng, to cho s6n phmm cĩ màu s c, hoa vn $‰p, $) bĩng cao mang li cho con ngUi c6m giác d chu t.t $‰p. Hi8u qu6 trang sbc cĩ 6nh hCng r5t l#n $<n giá tr c"a s6n phmm m)c [3]. Phng pháp trang sbc s6n phmm gŠ bwng ch5t ph" lng r5t $a dng nh phun, nhúng, quét, xoa, nhng trong nghiên cbu này sL dKng phng pháp phun khí nén $3 phun sn lên b mBt gŠ. Nhân t. 6nh hCng $<n hi8u qu6 phun sn cĩ r5t nhi u, nh loi sn, $) nh#t, t.c $) $ĩng r n c"a sn, áp su5t khí, $Ung kính mi8ng phun, kho6ng cách phun, gĩc $), t.c $) di chuy3n c"a súng phun, $) r)ng và hình dng dịng phun,[1, 2]. Trong $ĩ, áp su5t khí và t.c $) di chuy3n c"a súng phun là m)t trong nh?ng y<u t. quan tr2ng quy<t $nh $<n ch5t l%ng c"a màng trang sbc. Vì v;y, trong bài báo này trình bày k<t qu6 nghiên cbu 6nh hCng c"a áp su5t khí và t.c $) phun $<n m)t s. ch/ tiêu ch5t l%ng màng trang sbc trên b mBt gŠ. 1 Trường Đại học Lâm nghiệp 2. V!T LI#U VÀ PHNG PHÁP NGHIÊN CU 2.1. V;t li8u nghiên cbu - Nguyên li8u gŠ sL dKng trong nghiên cbu là các m9u gŠ $%c làm tX cây gŠ Keo lai (Acacia auriculiformis x mangium) cĩ γ = 0,58 g/cm3 cĩ $) tupi 12 — 14 nm khai thác ti Hịa Bình cĩ kích th#c 350 x 100 x 18 mm, $) mm 10 ± 2%, $) nh¢n b mBt $t ∇8 (Rmax≤ 60 µm). - Sn PU 2 thành ph^n (sn lĩt, sn bĩng) và ch5t cbng PU c"a Hãng Oseven. - Dung mơi butila axêtat cĩ $) tinh khi<t 99,5%. - Ch5t hot $)ng b mBt d6i ankyl benzen sunfonic axit (LAS). - Ht nano dioxit titan (TiO2) kích th#c 40 nm mua tX Cơng ty Loman Chemical Co., LTD., Trung Qu.c, cĩ $) tinh khi<t 98%, màu tr ng, dng b)t mn. - Thi<t b sL dKng: Thi<t b sĩng siêu âm Ultrasonic Cleaner model PS-40 c"a Trung Qu.c, thi<t b khu5y tX Hot & Magnetic Stirrer model MS- 300HS c"a Hàn Qu.c, thi<t b phun sn tF $)ng Cefla Mito K 01 g@m 4 súng phun. - a $i3m thí nghi8m: Vi8n Cơng nghi8p GŠ, Cơng ty TNHH cơng ngh8 Delta Vi8t Nam, Cơng ty TNHH xây dFng xu5t nh;p khmu Hà Lâm. 2.2. Phng pháp nghiên cbu và mơ t6 các b#c ti<n hành thFc nghi8m to m9u 2.2.1. Phng pháp nghiên cbu KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 112 3 nghiên cbu 6nh hCng c"a áp su5t và t.c $) phun $<n m)t s. ch/ tiêu ch5t l%ng c"a màng trang sbc, nhĩm nghiên cbu $ã ti<n hành thí nghi8m $a y<u t. tồn ph^n. - Y<u t. c. $nh: N@ng $) nano TiO2: 0,15%; thUi gian phân tán nano TiO2: 3 giU; dung mơi phân tán butila axêtat $ã cĩ ch5t hot $)ng b mBt LAS (tP l8 nano TiO2 và ch5t LAS là 1:2 tính theo kh.i l%ng), t.c $) phân tán 400-600 vịng/phút và phân tán C nhi8t $) thUng. Thơng s. cơng ngh8 phun sn lên b mBt gŠ: C. $nh áp su5t phun sn lĩt, sn màu: 0,2 MPa; t.c $) súng phun sn lĩt, sn màu: 70 m/phút; t.c $) bng t6i: 4,8 m/phút; kho6ng cách phun: 20 cm; $) nh#t c"a sn lĩt: 40 MPa.s, sn ph" 37 MPa.s, h#ng súng phun $i 2 chi u. - Y<u t. thay $pi: Thay $pi áp su5t khí và t.c $) phun sn bĩng PU-TiO2: Áp su5t phun thay $pi C 5 mbc: 0,1 Mpa, 0,14 Mpa, 0,18 Mpa, 0,22 Mpa, 0,26 Mpa, t.c $) phun thay $pi C 5 mbc: 60 m/phút, 65 m/phút, 70 m/phút, 75 m/phút, 80 m/phút. - Trên c sC lý thuy<t quy hoch thFc nghi8m, $ã áp dKng k< hoch trung tâm h%p thành trFc giao v#i các y<u t. $^y $" $3 xác $nh 6nh hCng c"a 2 y<u t. áp su5t và t.c $) phun $<n m)t s. ch/ tiêu ch5t l%ng màng trang sbc. K< hoch thFc nghi8m b;c 2 $%c thFc hi8n C các mbc: Mbc trên (+1), mbc d#i (- 1), mbc trung gian (0), các mbc sao mC r)ng (+α), (- α). Dĩ $ĩ, ta cĩ b6ng thFc nghi8m theo ph^n m m xL lý OPT nh C b6ng 1. Trong $ĩ, cĩ 9 thí nghi8m ph6i thFc hi8n, mŠi thí nghi8m g@m 15 m9u, s. l^n lBp là 3. B6ng 1. Ma tr;n quy hoch thFc nghi8m Dng mã Dng thFc TT X1 X2 Áp su5t (P, MPa) T.c $) (v, m/phút) 1 -1 -1 0,14 65 2 +1 -1 0,22 65 3 -1 +1 0,14 75 4 +1 +1 0,22 75 5 -α 0 0,1 70 6 +α 0 0,26 70 7 0 -α 0,18 60 8 0 +α 0,18 80 9 0 0 0,18 70 2.2.2. Mơ t6 các b#c ti<n hành thFc nghi8m to m9u nghiên cbu - GŠ trịn Keo lai $%c ti<n hành x‡ thanh (x‡ phá, x‡ li), s5y $<n $) mm 10 ± 2%, sau $ĩ bào b.n mBt và $ánh nh¢n $t ∇8 (Rmax≤ 60 µm) cĩ kích th#c: dài x r)ng x dày = 350 x 100 x18 mm, b mBt ph6i sch bKi. - Mơ t6 các b#c phân tán nano TiO2 vào sn PU và ky thu;t sn ph" lên b mBt gŠ: ^u tiên phân tán nano TiO2 vào dung mơi butila axêtat $ã cĩ ch5t hot $)ng b mBt LAS bwng thi<t b sĩng siêu âm k<t h%p v#i thi<t b khu5y tX v#i t.c $) 400-600 vịng/phút C nhi8t $) thUng, phân tán trong 3 giU. Sau $ĩ, bp sung ph^n sn bĩng và ch5t cbng PU và khu5y $ u bwng máy khu5y tX v#i t.c $) 200-300 vịng/phút trong 15 phút. Các m9u gŠ $%c ti<n hành trang sbc bwng sn PU $.i chbng và PU-TiO2 theo s $@ C hình 1. Hình 1. Quy trình thFc nghi8m trang sbc b mBt gŠ bwng sn PU-TiO2 2.3. Ki3m tra tính ch5t ch5t l%ng màng trang sbc trên b mBt gŠ ) b n bám dính c"a màng trang sbc $%c ki3m tra theo DIN EN ISO 2409; $) bĩng c"a màng trang sbc ki3m tra theo TCVN 2101: 2008; chi u dày màng trang sbc ki3m tra theo TCVN 9760:2013; thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc ki3m tra theo TCVN 2096 -1: 2015. Kh6 nng ch.ng bi<n màu c"a màng sn ki3m tra bwng $èn UV cơng su5t 40 W, b#c sĩng 350 nm; kho6ng cách tX $èn t#i b mBt m9u kho6ng 50 mm, thUi gian chi<u tia UV là 960 giU. Kh6 nng ch.ng bi<n màu c"a m9u gŠ $ã sn ph" $%c $ánh giá bwng sF chênh l8ch gi?a các ch/ s. màu s c b mBt c"a m9u tr#c và sau khi chi<u tia UV C thUi $i3m 960 giU. Các ch/ s. L*, a*, b* $%c $o bwng máy $o màu s c BYK c"a hãng s6n xu5t BYK- KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 113 Gardner ti bc, $o 3 $i3m trên 1 m9u $3 xác $nh giá tr trung bình, sau $ĩ tính các ch/ s. màu theo cơng thbc: ∆L* = L*UV - L*o (1) ∆a* = a*UV - a*o (2) ∆b* = b*UV- b*o (3) 222 *** baLE ∆+∆+∆=∆ (4) Trong $ĩ: L*o - ) sáng màu c"a m9u tr#c khi chi<u UV, L*UV - ) sáng màu c"a m9u sau khi chi<u UV, a*o - Ch/ s. a* c"a m9u tr#c khi chi<u UV, a*UV - Ch/ s. a* c"a m9u sau khi chi<u UV, b*o - Ch/ s. b* c"a m9u tr#c khi chi<u UV, b*UV - Ch/ s. b* c"a m9u sau khi chi<u UV. S. li8u trong nghiên cbu $%c xL lý bwng ph^n m m Excel và ph^n m m OPT. 3. KT QU NGHIÊN CU VÀ THO LU!N 3.1. nh hCng c"a áp su5t khí và t.c $) phun $<n $) bám dính c"a màng trang sbc ) bám dính c"a màng ch5t ph" trên b mBt gŠ $ánh giá kh6 nng liên k<t c"a các phân tL ch5t ph" và các phân tL c"a ván n n. ây là m)t ch/ tiêu quan tr2ng $3 $ánh giá ch5t l%ng màng trang sbc trên b mBt s6n phmm gŠ. Trong nghiên cbu này, $) b n bám dính c"a màng trang sbc $%c $ánh giá tX c5p $) 0 $<n c5p $) 5 (trong $ĩ: c5p $) 0 tng $ng v#i v<t c t hồn tồn nh¢n khơng b bong; c5p $) 1 cĩ di8n tích v<t c t b bong chi<m <5% di8n tích b mBt c"a mng l#i; c5p $) 2 cĩ di8n tích b bong 5%-15%; c5p $) 3 cĩ di8n tích b bong chi<m 15%-35%; c5p $) 4 cĩ di8n tích b bong chi<m 35%- 65%; c5p $) 5 cĩ di8n tích b bong >65%). K<t qu6 ki3m tra $) b n bám dính c"a màng trang sbc $%c trình bày C b6ng 2. B6ng 2. ) b n bám dính c"a màng trang sbc (c5p $)) S. l^n lBp STT Áp su5t (P, MPa) T.c $) (v, m/phút) Y1 Y2 Y3 Ytb 1 0,14 65 0 0 0 0 2 0,22 65 0 0 0 0 3 0,14 75 0 0 0 0 4 0,22 75 0 0 0 0 5 0,1 70 0 0 0 0 6 0,26 70 0 0 0 0 7 0,18 60 0 0 0 0 8 0,18 80 0 0 0 0 9 0,18 70 0 0 0 0 K<t qu6 nghiên cbu C b6ng 2 cho th5y $) b n bám dính c"a màng trang sbc bwng sn PU-TiO2 C các ch< $) phun $ u $t c5p $) 0 tng bng v#i v<t c t hồn tồn nh¢n sn khơng b bong khi b mBt gŠ. Nh v;y, khi thay $pi áp su5t khí và t.c $) phun C các c5p $) nghiên cbu trên, $) b n bám dính c"a màng trang sbc cha 6nh hCng rõ nét. 3.2. nh hCng c"a áp su5t khí và t.c $) phun $<n chi u dày màng trang sbc B6ng 3. Chi u dày c"a màng trang sbc (µm) Dng mã Dng thFc S. l^n lBp TT X1 X2 Áp su5t (P, MPa) T.c $) (V, m/phút) Y1 Y2 Y3 1 -1 -1 0,14 65 58,81 56,25 57,51 2 +1 -1 0,22 65 64,67 65,11 66,29 3 -1 +1 0,14 75 54,06 52,93 50,73 4 +1 +1 0,22 75 62,05 61,15 60,19 5 -α 0 0,1 70 48,46 43,58 47,52 6 +α 0 0,26 70 70,21 70,10 70,01 7 0 -α 0,18 60 65,66 65,47 65,74 8 0 +α 0,18 80 50,18 56,26 53,30 9 0 0 0,18 70 60,75 60,92 60,88 KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 114 Chi u dày màng trang sbc $%c xác $nh bwng sF chênh l8ch gi?a chi u dày tr#c và sau khi sn ph" c"a m9u gŠ. K<t qu6 $o chi u dày c"a màng trang sbc các m9u thí nghi8m và sau khi xL lý s. li8u bwng ph^n m m OPT c"a Vi8n C $i8n Nơng nghi8p và CNSTH thu $%c k<t qu6 C b6ng 3. TX k<t qu6 C b6ng 3 thơng qua xL lý h@i quy bwng ph^n m m OPT xây dFng $%c phng trình tng quan gi?a áp su5t khí và t.c $) phun v#i chi u dày c"a màng trang sbc nh C cơng thbc: - Phng trình dng mã: Y = 37,539 + 121,756 X1 — 211,444 X12 + 0,721 X2 + 0,680 X2X1 — 0,010 X22 - Phng trình dng thFc: Y = 37,539 + 121,756 P1 — 211,444 P12 + 0,721V2 + 0,680 V2P1 — 0,010 V22 @ th quan h8 gi?a áp su5t khí và t.c $) phun v#i chi u dày c"a màng trang sbc $%c th3 hi8n C hình 2. Hình 2. Bi3u $@ quan h8 gi?a áp su5t khí và t.c $) phun v#i chi u dày màng trang sbc K<t qu6 phân tích phng sai (Anova) chi u dày c"a màng trang sbc C các ch< $) cơng ngh8 phun: F = 1504,081; Fcrit = 1,947348 (F> Fcrit), $i u này chbng minh rwng chi u dày c"a màng trang sbc gi?a các ch< $) cơng ngh8 phun (áp su5t và t.c $)) $ã cĩ sF sai khác và h8 s. c"a phng trình $ u cĩ ý ngh’a. K<t qu6 C b6ng 3 và bi3u $@ C hình 2 cho th5y khi thay $pi áp su5t khí và t.c $) c"a súng phun thì chi u dày c"a màng trang sbc b 6nh hCng $áng k3, bi<n $pi tX 46,52 µm $<n 70,11 µm. Khi áp su5t khí tng, t.c $) di chuy3n c"a súng phun gi6m, chi u dày màng trang sbc tng. Ng%c li, khi áp su5t khí gi6m, t.c $) di chuy3n c"a súng phun tng, chi u dày màng trang sbc gi6m, cK th3 chi u dày màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút tng 33,65% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút; chi u dày màng C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 80 m/phút gi6m 18,85% so v#i C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút. Nguyên nhân là do khi áp su5t khí l#n, t.c $) di chuy3n c"a súng phun ch;m, làm cho ch5t ph" sng hĩa mnh, l%ng sn phun ra nhi u, d9n $<n chi u dày màng trang sbc tng và $@ng $ u. Khi áp su5t khí th5p, súng phun di chuy3n nhanh, ch5t ph" sng hĩa kém, l%ng sn phun ra ít, làm cho chi u dày màng trang sbc mng và khơng $@ng $ u, d9n $<n ch5t l%ng trang sbc kém. Tuy nhiên, n<u áp su5t khí quá cao, súng phun di chuy3n quá ch;m, ch5t ph" sng hĩa r5t mãnh li8t, làm tng thêm sF tpn th5t ch5t ph" ra mơi trUng xung quanh và trong quá trình phun d b ch6y gi2t, crng làm 6nh hCng $<n ch5t l%ng màng trang sbc [1, 2, 3]. 3.3. nh hCng c"a áp su5t khí và t.c $) phun $<n $) bĩng c"a màng trang sbc K<t qu6 ki3m tra $) bĩng c"a màng trang sbc các m9u thí nghi8m và sau khi xL lý bwng ph^n m m OPT c"a Vi8n C $i8n Nơng nghi8p và CNSTH $%c trình bày C b6ng 4. B6ng 4. ) bĩng c"a màng trang sbc (%) Dng mã Dng thFc S. l^n lBp TT X1 X2 Áp su5t (P, MPa) T.c $) (V, m/phút) Y1 Y2 Y3 1 -1 -1 0,14 65 76,4 76,4 76,5 2 +1 -1 0,22 65 89,3 90,2 88,6 3 -1 +1 0,14 75 72,7 72,5 72,7 4 +1 +1 0,22 75 80,6 80,3 80,4 5 -α 0 0,1 70 65,8 65,5 65,3 6 +α 0 0,26 70 92,1 92,1 92,2 7 0 -α 0,18 60 81,8 81,7 81,9 8 0 +α 0,18 80 73,5 73,1 73,8 9 0 0 0,18 70 88,5 88,6 88,6 KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 115 TX k<t qu6 C b6ng 4 thơng qua xL lý h@i quy bwng ph^n m m OPT xây dFng $%c phng trình tng quan gi?a áp su5t và t.c $) phun v#i $) bĩng c"a màng trang sbc nh C cơng thbc: - Phng trình dng mã: Y = -315,064 + 399,600X1 — 661,111X12 + 10,730X2 — 1,207X2X1 — 0,078X22 - Phng trình dng thFc: Y = -315,064 + 399,600P1 — 661,111P12 + 10,730V2 — 1,207V2P1 — 0,078V22 @ th quan h8 gi?a áp su5t và t.c $) phun v#i $) bĩng c"a màng trang sbc $%c th3 hi8n C hình 3. Hình 3. Bi3u $@ quan h8 gi?a áp su5t khí và t.c $) phun v#i $) bĩng màng trang sbc K<t qu6 phân tích phng sai (ANOVA) $) bĩng c"a màng trang sbc C các ch< $) cơng ngh8 phun: F = 3653,021; Fcrit = 1,947348 (F> Fcrit), $i u này chbng minh rwng $) bĩng c"a màng trang sbc gi?a các ch< $) cơng ngh8 phun (áp su5t và t.c $)) $ã cĩ sF sai khác và h8 s. c"a phng trình $ u cĩ ý ngh’a. K<t qu6 C b6ng 4 và bi3u $@ C hình 3 nh;n th5y áp su5t khí và t.c $) di chuy3n c"a súng phun cĩ 6nh hCng $<n $) bĩng c"a màng trang sbc C các mbc $) khác nhau, bi<n $pi tX 65,5% $<n 92,1%. Khi áp su5t khí tng, t.c $) di chuy3n c"a súng phun gi6m, $) bĩng c"a màng trang sbc tng. Ng%c li, khi áp su5t khí gi6m, t.c $) di chuy3n c"a súng phun tng, $) bĩng c"a màng trang sbc gi6m, cK th3 $) bĩng c"a màng trang sbc C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút tng 40,61% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút, $) bĩng màng C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 80 m/phút gi6m 17,04% so v#i ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút. Hi8n t%ng này là do khi áp su5t khí l#n, t.c $) di chuy3n c"a súng phun ch;m, ch5t ph" sng hĩa mnh, ht ch5t ph" bé, làm cho màng trang sbc mn và $@ng $ u nên $) bĩng c"a màng ph" tng. Khi áp su5t phun th5p, súng phun di chuy3n nhanh, ch5t ph" sng hĩa kém, ht ch5t ph" thơ, làm cho màng trang sbc thơ, s^n sùi, khơng bwng phˆng, d9n $<n $) bĩng c"a màng ph" gi6m. Tuy nhiên, n<u áp su5t khơng khí quá l#n, súng phun di chuy3n quá ch;m, làm cho quá trình sng hĩa r5t mãnh li8t, l%ng sn phun ra nhi u d b ch6y gi2t trong quá trình phun và làm tng thêm sF tpn th5t ch5t ph" do sng hĩa [1, 2, 3]. 3.4. nh hCng c"a áp su5t khí và t.c $) phun $<n thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc K<t qu6 ki3m tra thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc các m9u thí nghi8m và sau khi xL lý s. li8u bwng ph^n m m OPT c"a Vi8n C $i8n Nơng nghi8p và CNSTH thu $%c k<t qu6 C b6ng 5. B6ng 5. ThUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc (µm) Dng mã Dng thFc S. l^n lBp TT X1 X2 Áp su5t (P, MPa) T.c $) (V, m/phút) Y1 Y2 Y3 1 -1 -1 0,14 65 27,12 26,15 25,25 2 +1 -1 0,22 65 26,51 27,44 28,53 3 -1 +1 0,14 75 26,43 24,35 25,38 4 +1 +1 0,22 75 27,01 27,03 27,02 5 -α 0 0,1 70 22,07 25,01 25,03 6 +α 0 0,26 70 28,96 29,03 29,02 7 0 -α 0,18 60 28,02 27,95 27,.95 8 0 +α 0,18 80 26,62 24,89 25,68 9 0 0 0,18 70 26,44 26,59 26,46 K<t qu6 C b6ng 5 thơng qua xL lý h@i quy bwng ph^n m m OPT xây dFng $%c phng trình tng quan gi?a áp su5t và t.c $) phun v#i thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc nh C cơng thbc: KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 116 - Phng trình dng mã: Y = 51,923 — 4,439 X1+ 6,556 X12 + 0,666 X2 + 0,343 X2X1 + 0,004 X22 - Phng trình dng thFc: Y = 51,923 — 4,439 P1+ 6,556 P12 + 0,666 V2 + 0,343 V2P1 + 0,004 V22 @ th quan h8 gi?a áp su5t và t.c $) phun v#i thUi gian khơ c"a màng trang sbc $%c th3 hi8n C hình 4. Hình 4. Bi3u $@ quan h8 gi?a áp su5t khí và t.c $) phun v#i thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc K<t qu6 phân tích phng sai (ANOVA) thUi gian khơ màng trang sbc C các ch< $) cơng ngh8 phun: F = 265,176; Fcrit = 1,947348 (F> Fcrit), $i u này chbng minh rwng thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc gi?a các ch< $) cơng ngh8 phun (áp su5t và t.c $)) $ã cĩ sF sai khác và h8 s. c"a phng trình $ u cĩ ý ngh’a. K<t qu6 nghiên cbu C b6ng 5 và bi3u $@ C hình 4 cho th5y thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc C các ch< $) phun cĩ sF khác bi8t rõ nét, bi<n $pi tX 24,04 giU $<n 29,01 giU. Khi áp su5t khí tng, t.c $) di chuy3n c"a súng phun gi6m, thUi gian khơ hồn tồn c"a màng trang sbc dài hn. Ng%c li, khi áp su5t khí gi6m, t.c $) di chuy3n c"a súng phun tng, thUi gian khơ c"a màng trang sbc li gi6m, cK th3 thUi gian khơ màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút tng 17,13% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút, thUi gian khơ màng C ch< $) 0,18 MPa, V = 80 m/phút gi6m 8,74% so v#i ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút. i u này crng $%c gi6i thích là do khi áp su5t khí l#n, t.c $) di chuy3n c"a súng phun ch;m, làm cho ch5t ph" sng hĩa mnh, l%ng sn phun ra nhi u, d9n $<n chi u dày màng sn tng nên thUi gian khơ c"a màng tng lên. Khi áp su5t khí th5p, súng phun di chuy3n nhanh, ch5t ph" sng hĩa kém, l%ng sn phun ra ít, chi u dày màng sn mng, d9n $<n thUi gian khơ c"a màng gi6m xu.ng. Tuy nhiên, n<u áp su5t khí quá cao, súng phun di chuy3n quá ch;m, ch5t ph" sng hĩa r5t mãnh li8t, làm tng thêm sF tpn th5t ch5t ph" ra mơi trUng xung quanh và trong quá trình phun d b ch6y gi2t, làm 6nh hCng $<n ch5t l%ng màng trang sbc [1, 2, 3]. 3.5. nh hCng c"a áp su5t khí và t.c $) phun $<n kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc Kh6 nng ch.ng bi<n màu c"a m9u gŠ $ã sn ph" $%c $ánh giá bwng sF chênh l8ch gi?a các ch/ s. màu s c b mBt c"a m9u tr#c và sau khi chi<u tia UV trong 960 giU. K<t qu6 ki3m tra kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc các m9u thí nghi8m và xL lý s. li8u bwng ph^n m m OPT c"a Vi8n C $i8n Nơng nghi8p và CNSTH thu $%c ghi trong b6ng 6. B6ng 6. Kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc sau 960 h (µm) Dng mã Dng thFc S. l^n lBp TT X1 X2 Áp su5t (P, MPa) T.c $) (V, m/phút) Y1 Y2 Y3 1 -1 -1 0,14 65 11,24 11,30 11,19 2 +1 -1 0,22 65 9,76 9,70 9,83 3 -1 +1 0,14 75 13,05 12,29 14,06 4 +1 +1 0,22 75 10,74 10,41 10,45 5 -α 0 0,1 70 14,08 14,70 13,95 6 +α 0 0,26 70 8,58 8,56 8,55 7 0 -α 0,18 60 9,83 9,84 9,87 8 0 +α 0,18 80 13,38 11,32 14,01 9 0 0 0,18 70 10,52 10,53 10,63 TX k<t qu6 C b6ng 6 và thơng qua xL lý h@i quy bwng ph^n m m OPT xây dFng $%c phng trình tng quan gi?a áp su5t và t.c $) phun v#i kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc nh C cơng thbc: KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 117 - Phng trình dng mã: Y = 27,809 + 31,242X1 + 71,417 X12 - 0,646 X2 - 1,120 X2X1 + 0,007 X22 - Phng trình dng thFc: Y = 27,809 + 31,242P1 + 71,417 P12 - 0,646 V2 - 1,120 V2P1 + 0,007 V22 @ th quan h8 gi?a áp su5t và t.c $) phun v#i kh6 nng ch.ng tia UV màng trang sbc $%c th3 hi8n C hình 5. Hình 5. Bi3u $@ quan h8 gi?a áp su5t khí và t.c $) phun v#i kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc sau 960 h K<t qu6 phân tích phng sai (ANOVA) kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc C các ch< $) cơng ngh8 phun: F = 28,932, Fcrit = 1,947348 (F> Fcrit), $i u này chbng minh rwng kh6 nng ch.ng tia UV c"a màng trang sbc gi?a các ch< $) cơng ngh8 phun (áp su5t và t.c $)) $ã cĩ sF sai khác và h8 s. c"a phng trình $ u cĩ ý ngh’a. K<t qu6 ki3m tra C b6ng 6 và bi3u $@ C hình 5 cho th5y, $) l8ch màu ∆E c"a màng trang sbc C các ch< $) phun là khác nhau, bi<n $pi tX 8,57 $<n 14,25. Khi áp su5t khí tng, t.c $) di chuy3n c"a súng phun gi6m, $) bi<n màu c"a màng trang sbc gi6m. Ng%c li, khi áp su5t khí gi6m, t.c $) di chuy3n c"a súng phun tng, $) bi<n màu tng, cK th3 $) l8ch màu c"a màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút gi6m 33,84% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút; $) l8ch màu c"a màng C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 80 m/phút tng 23,72% so v#i ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút. Nguyên nhân là do nano TiO2 cĩ kh6 nng h5p thK tia UV [4], $i u này crng phù h%p v#i k<t qu6 nghiên cbu c"a Selamawit Mamo Fufa và c)ng sF (2012), Mirela Vlad và c)ng sF (2009). Khi áp su5t khí tng, súng di chuy3n ch;m, ch5t ph" sng hĩa mnh, l%ng sn PU-TiO2 phun ra nhi u, màng sn ph" $ u và mn trên b mBt gŠ nên hi8u qu6 h5p thK tia UV c"a các ht nano TiO2 trong màng sn t.t hn, làm cho $) bi<n màu c"a màng gi6m. Khi áp su5t khí th5p, t.c $) di chuy3n c"a súng phun nhanh, l%ng sn phun ra ít, màng sn mng và khơng $ u nên hi8u qu6 h5p thK tia UV c"a các ht nano TiO2 trong màng sn gi6m xu.ng, d9n $<n $) bi<n màu c"a màng tng lên. Tuy nhiên, n<u áp su5t khí quá cao, t.c $) phun quá ch;m, ch5t ph" sng hĩa r5t mãnh li8t d b ch6y gi2t trong quá trình phun và làm tng sF tpn th5t sn ra mơi trUng xung quanh [1, 2, 3]. 4. KT LU!N Khi phun sn PU-TiO2 lên b mBt gŠ C áp su5t 0,1 Mpa, 0,14 Mpa, 0,18 Mpa, 0,22 Mpa, 0,26 MPa và t.c $) phun 60 vịng/phút, 65 vịng/phút, 70 vịng/phút, 75 vịng/phút, 80 vịng/phút thì $) b n bám dính c"a màng trang sbc $ u $t c5p $) 0, tng bng v#i v<t c t hồn tồn nh¢n, sn khơng b bong khi b mBt gŠ. Bên cnh $ĩ, m)t s. tính ch5t c"a màng trang sbc b 6nh hCng C các mbc $) khác nhau, cK th3 nh sau: Khi áp su5t khí tng, t.c $) di chuy3n c"a súng phun gi6m thì chi u dày màng tng, $) bĩng tng, $) bi<n màu gi6m, thUi gian khơ hồn tồn li b tng lên. Ng%c li, khi áp su5t khí gi6m, t.c $) di chuy3n c"a súng phun nhanh thì chi u dày màng, $) bĩng và thUi gian khơ c"a màng trang sbc $ u gi6m nhng $) bi<n màu màng li tng, cK th3 là chi u dày tng tX 46,52 µm $<n 70,11 µm (chi u dày màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 vịng/phút tng 33,65% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút, chi u dày màng C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 80 m/phút gi6m 18,85% so v#i C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút), $) bĩng c"a màng tng tX 65,5% $<n 92,1% ($) bĩng c"a màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút tng 40,61% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút, $) bĩng màng C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 80 m/phút gi6m 17,04% so v#i ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút); $) bi<n màu gi6m tX 14,25 $<n 8,57 ($) l8ch màu c"a màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút gi6m 33,84% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút, $) l8ch màu c"a màng C ch< $) P = 0,18 MPa, V = 80 m/phút tng 23,72% so v#i ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút); thUi gian khơ hồn tồn c"a màng dao $)ng tX 24,04 giU $<n 29,01 giU (thUi gian khơ màng C ch< $) P = 0,26 MPa, V = 70 m/phút tng 17,13% so v#i ch< $) P = 0,1 MPa, V = 70 m/phút, thUi gian khơ màng C ch< $) 0,18 MPa, V KHOA HC CƠNG NGH N«ng nghiƯp vµ ph¸t triĨn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 3/2018 118 = 80 m/phút gi6m 8,74% so v#i ch< $) P = 0,18 MPa, V = 60 m/phút). Tuy nhiên, n<u áp su5t khơng khí quá l#n, súng phun di chuy3n quá ch;m, làm cho quá trình sng hĩa r5t mãnh li8t, l%ng sn phun ra nhi u d b ch6y gi2t trong quá trình phun và làm tng thêm sF tpn th5t ch5t ph" do sng hĩa [1, 2, 3]. Do $ĩ, áp su5t khơng khí và t.c $) di chuy3n c"a súng phun cĩ 6nh 6nh rõ r8t $<n m)t s. ch/ tiêu ch5t l%ng màng trang sbc trên b mBt gŠ. TÀI LI#U THAM KHO 1. Tr^n Vn Chb (2004). Cơng ngh8 trang sbc v;t li8u gŠ. NXB Nơng nghi8p, Hà N)i, Tr.154-176. 2. Tr^n Ng2c Thi8p (2003). Ch5t li8u và cơng ngh8 trang sbc. NXB Lâm nghi8p Trung Qu.c. Tài li8u dch nguyên b6n ti<ng Trung. Tr. 82-112. 3. Noel johnson leach (1996). Cơng ngh8 trang sbc hi8n $i. NXB Neweltham, Lon don. Tài li8u dch nguyên b6n ti<ng Anh. Tr. 83-96. 4. Phm Th Ánh H@ng, Cao Qu.c An, Nguyn Th V’nh Khánh (2018). nh hCng c"a n@ng $) nano titandioxid (TiO2) $<n ch5t l%ng màng sn polyurethane trên b mBt s6n phmm gŠ. Tp chí Nơng nghi8p và Phát tri3n nơng thơn s. 1. Tr. 117- 125. 5. P. A. Charpentier, K. Burgess, L. Wang, R. R. Chowdhury, A. F. Lotus and G. Moula (2012). Nano- TiO2/polyurethane composites for antibacterial and self-cleaning coatings, Department of Chemical and Biochemical Engineering, University of Western Ontario, London, ON, N6A 5B9, Canada, pp: 1-9. 6. Mirela Vlad, Bernard Riedl, Ing. Pierre Blanchet. Anti-UV waterborne nanocomposite Anti- UV waterborne nanocomposite coatings for exterior wood (2009). International Conference on Nanotechnology for the Forest Products Industry June 23-26, Edmonton, Alberta, pp: 1-21. EFFECTS OF AIR PRESSURE AND SPRAYING SPEED TO QUALITY OF THE COATING FILM ON WOOD SURFACE Pham Thi Anh Hong, Tran Van Chu, Cao Quoc An, Phan Duy Hung Summary The article presents the effect of the air pressure and speed of the spray gun to quality of the coating film on wood surface. The wood samples painted by PU-TiO2 coating at air pressure 0.1 MPa, 0.14 MPa, 0.18 MPa, 0.22 MPa, 0.26 MPa and spray speed 60 m/min, 65 m/min, 70 m/min, 75 m/min, 80 m/min. The results show that, when air pressure and speed of the spray gun change, the cross-cut adhesion of coating film at the spray mode reached level 0, corresponding to the completely smooth cut, the paint is not detached from the wood surface. However, some properties of the coating film are affected at different levels, namely the film coating thickness at the spray mode increase from 46.52 µm to 70.11 µm; the gloss increased from 65.5% to 92.1%; drying time completely transform from 24.04 hours to 29.01 hours; the ∆E deviation decrease from. As such, the change of air pressure and the speed of the spray gun affect to quality of the film coating on wood surface. Keywords: Air pressure, PU coating, quality, spraying speed, wood surface. NgUi ph6n bi8n: GS.TS. Hà Chu ChL Ngày nh;n bài: 15/12/2017 Ngày thơng qua ph6n bi8n: 17/01/2018 Ngày duy8t $ng: 24/01/2018