6 Genomförande
6.4.5 Karbonat och kaolin
Den fjärde varianten av bestrykningssmet består av 50 delar karbonat och 50 delar kaolin. Värdena har sjunkit något jämfört med smeten som bestod endast av karbonat. Kaolin har som nämnts tidigare en lägre ljus-het än karbonat vilket är en anledning till att värdena sjunker.
Vithet R 457 L a b Olackad 73,04 80,65 93 -0,38 2,15 2 m 60,03 74,21 91 -0,45 3,92 6 m 59,25 74,38 91,16 -0,58 4,16 12 m 52,33 72,77 91,08 -0,93 5,54 Vithet R 457 L a b Olackad 71,86 79,58 92,64 -0,13 2,22 2 m 59,87 73,27 90,43 -0,32 3,66 6 m 57,37 72,19 90,09 -0,39 4,03 12 m 50,78 70,46 89,88 -0,67 5,3
Figur 6.5 Medelvärden för bestrykningen med karbonat och titandioxid
Figur 6.6 Medelvärden för bestrykningen med kaolin och titandioxid
Figur 6.7 Medelvärden för bestrykningen med karbonat
Vithet R 457 L a b Olackad 75,57 81,96 93,45 -0,27 1,83
2 m 64,51 75,76 91,25 -0,43 3,09
6 m 60,95 74,42 90,93 -0,46 3,68
35
6.4.6 Kaolin
Bestrykningssmeten som bestod av 100 delar kaolin var den smet som gav de lägsta uppmätta värdena. Jämfört med den bestrykningssmet som gav de bästa värdena, den med karbonat och titandioxid, så är skillnaden stor i vithet, ljushet (R 457) och L-värde.
6.4.7 Plastfilm
Mätningarna som gjorts på bestruken plastfilm påverkas troligen av det skikt som utgörs av själva plastfilmen och beskriver därmed inte bestryk-ningsskiktets verkliga egenskaper. En jämförelse kan dock ändå göras då alla bestrykningar har liknande förutsättningar. Mätningarna visade att samman inbördes ordning som mätningarna för bestruken kartong. Bestrykningen med 80 procent karbonat och 20 procent titandioxid hade de högsta värden och bestrykningen med 100 procent lera hade de lägsta värdena. Vithet R 457 L a b Olackad 69,55 78,59 92,38 -0,25 2,58 2 m 56,51 72,26 90,21 -0,4 4,29 6 m 55,46 71,89 90,18 -0,45 4,47 12 m 48,8 70,17 89,99 -0,72 5,77 Vithet R 457 L a b Olackad 66,68 77 91,81 -0,33 2,91 2 m 54,57 71,49 90,07 -0,35 4,6 6 m 53,78 71,42 90,11 -0,45 4,8 12 m 47,64 69,99 90,05 -0,75 6,04
Figur 6.8 Medelvärden för bestrykningen med karbonat och kaolin
Figur 6.9 Medelvärden för bestrykningen med kaolin
Vithet R457 L a b 80 karbonat/20 titandioxid 71,47 84,73 95,85 0,06 4,04 80 kaolin/20 titandioxid 68,21 82,95 95,32 -0,03 4,46 100 karbonat 69,07 83,64 95,66 0,11 4,47 50 karbonat/50 kaolin 65,33 82,09 95,3 0,03 5,09 100 kaolin 62,79 80,71 94,84 -0,13 5,38
7 Slutsats
Det främsta målet med detta examensarbete var att studera och kartläg-ga hur bestrykningsskiktets sammansättning och egenskaper påverkar lackerbarheten med framförallt UV-härdande system och särskilt med avseende på den sänkning av ytans vithet som kan följa efter lackning. Enkelt uttryckt skulle man kunna säga att det gick ut på att se om det finns bestrykningssammansättningar som får en mindre sänkning av vitheten än andra.
Vitheten, ljusheten (R 457) och L-värdet sänktes betydligt när proverna lackerats. Skiftningar skedde även i a-värdet och i b-värdet. De värden som gav störst skillnad efter lackeringen var vitheten, ljusheten och a-värdet. Det värde som påverkades minst var L-a-värdet.
Mätningarna som gjorts visar att de värden som mättes upp på de olack-erade proverna påverkas i stor utsträckning av lacken. Redan vid den lägsta lackmängden (ca 2 mikrometer) sjunker de flesta värden mycket och det är framför allt vithetensmåttet som påverkas. Detta kunde konstateras redan innan mätningarna var gjorda. Så fort proverna var lackade kundes det med blotta ögat konstateras att proverna inte uppfat-tades som lika vit som innan lackeringen. Detta kunde sedan de efterföl-jande mätningarna verifiera. Den sänkning i vithet som skedde visade sig vara mycket lika för alla bestrykningar. Beroende på hur man räknar ut skillnaden i sänkning mellan de olika bestrykningarna får man en större eller mindre skillnad. Som exempel kan man ta vitheten för bestryk-ningen bestående av karbonat och titan. Den hade en vithet på 75,57 före lackning och en vithet på 64,57 efter lackning. Det ena sättet att räkna är att det skiljer 11 enheter mellan dessa värden. Om man räknar på detta sätt så är svaret nej, skillnaden är mycket lika mellan de olika bestryk-ningarna, minsta sänkningen är 11 procentenheter och den största är 13 procentenheter. Tar man istället och räknar sänkningen procentuellt från olackad till lackad med ca 2 mikrometer lack så blir skillnaden något större. Detta betyder att för exemplet ovan blev sänkningen i vithet ca 14,5 procent från olackad till lackad. Detta sätt att räkna ger en större skillnad med en minsta sänkning på 14,5 procent som representeras av blandningen med karbonat och titan och en största sänkning på 18,7 pro-cent som är för bestrykningen med en blandkarbonat och kaolin.
37
Bestrykningen som bestod av karbonat och titandioxid hade det högsta vithetsvärdet före lackeringen och hade det även efter det att proverna lackats. Den hade även den minsta sänkningen efter att den lägsta mängden lack hade applicerats jämfört med det värde som mättes upp före lackering. Eftersom den lägsta lackeringsnivån relaterar bästa med vad som används i normal produktion visar detta att en hög vithet innan lackning ger en högre vithet även efter lackning.
Oberoende hur man räknar så kan det konstateras att den bestryknings-sammansättning som hade det högsta värdet innan lackning även hade det efter lackning. Detta betyder att med de förutsättningar som varit under dessa tester så är det viktigt att ha en så hög vithet som möjligt innan lackning för att få en så hög vithet som möjligt även efter lack-ning.
Om sänkningen från olackad till lackade med nivå ett jämförs med från nivå ett till nivå två så avtar sänkningen av vitheten. Som exempel kan ges att sänkningen från olackad till lackad med ca 2 mikrometer lack ger en sänkning på mellan 11-13 procentenheter. Sänkningen vid lack-ering med ca 6 mikrometer lack ger en större sänkning jämfört med den olackade ytan men den är bara ett par procentenheter större än nivå ett. Diagrammet nedan visar en jämförelse hur de olika bestrykningarnas vithet påverkades genom de olika nivåerna med lack.
Delta-vithetsminskning -25 -20 -15 -10 -5 0 0 2 6 12 Lackmängd (m) Deltavärde 80/20 Karbonat 80/20 Kaolin 100 Karbonat 50/50 Karbonat/Kaolin 100 Kaolin
Vid en jämförelse mellan vithet, ljushet (R457) och L-värdet ser man tydligt att vitheten påverkas mest därefter ljusheten (R457) och minst påverkas L-värdet. Diagrammet nedan visar en jämförelse mellan de tre olika värden för bestrykningen med karbonat och titandioxid. Skillnaden mellan värdena för denna bestrykning är även lika hos de andra bestryk-ningarna med den skillnaden att de har andra utgångsvärden. I bilaga D finns diagram över alla de fem bestrykningarna.
Vithet 45 50 55 60 65 70 75 80 0 5 10 15 Lackmängd (m) V ithet (W) 80/20 Karbonat 80/20 Kaolin 100 Karbonat 50/50 Karbonat/Kaolin 100 Kaolin
Figur 6.9 Jämförelse av sänkning i vithet mellan de olika bestrykningarna
80 Karbonat / 20 Titan 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Olackad 2 m 6 m 12 m Lackmängd Vithet R 457 L
39
Det andra som gick att se med blotta ögat var att ytan efter lackering fick en gul ton. Mätningarna visade också att så var fallet. Vid mätningar av Lab fick b-värdet ett högre positivt värde desto mer lack som applicera-des. Ett högre positivt b-värde betyder att den uppmätta ytan har en ton som går mot gult. De övriga värdena i Lab påverkades också men inte i samma utsträckning som b-värdet. Värt att notera är att alla värden i Lab närmar sig varandra ju större lackmängd som appliceras. Detta borde betyda att ju mer lack som appliceras desto mer ger mätningarna ett svar på egenskaperna hos lacken.
Att de optiska egenskaperna hos den bestrukna kartongen förändras till det sämre i detta fall står klart. Problemet är att exakt kunna peka på vad det är som orsakar denna försämring. Resultaten visar också att av de olika värden som mätts upp så är det vithetsmåttet som påverkas mest. Det finns ett antal möjliga orsaker som vart och ett kan påverka de optiska egenskaperna men det är troligen en kombination av dem som tillsammans bidrar till försämringen.
8 Diskussion
En av de tänkbara orsakerna kan vara lacken i sig själv. För att lacken ska påverka den bestrukna kartongytan så lite som möjlig vill man att den ska ha så liten absorption av ljus som möjligt. I detta fall så visar mätningarna av Lab att en förändring i absorption sker eftersom b-vär-det ökar. Denna ökning betyder att ytans nyans blir gulare vilket man även ser med blotta ögat. Eftersom vitheten ökar när en yta går mot blått och minskar när nyansen går mot gult kan detta förklara varför vithets-måttet sjunker så mycket jämfört med de andra uppmätta värdena. För att en yta skall uppfattas som vit är det viktigt att ytan ger en så stor ljusspridning som möjligt tillsammans med en låg ljusabsorption. Hög ljusspridning skapas genom att ha många ljusbrytande ytor i kombina-tion med att beståndsdelarna har så stor skillnad i brytningsindex som möjligt. Till ljusbrytande ytor räknas de porer, eller luftfickor som bildas i bestrykningsskiktet samt pigmenten. Tillsammans bildar de en porös struktur. Förstörs denna porösa struktur kommer ljusspridningen att för-sämras. Ett exempel på detta är att om man använder för mycket latex i bestrykningssmeten försämras porositeten. En tanke är då att när lacken appliceras på bestrykningen så förstörs porositeten i bestrykningsskiktet. Lacken täpper till porerna vilket gör att den ljusspridning som sker vid gränsytorna mellan luft och pigment inte längre är lika effektiv.
En annan tänkbar orsak kan vara den att brytningsindex för lacken inte är den optimala. Enligt Tommy Andersson så borde brytningsindex för UV-lacken ligga någonstans kring 1.5 på grund av att den är polymerba-serad. För att ljusspridningen skall bli så stor som möjligt ska brytnings-index skilja sig så mycket som möjligt. Som exempel kan nämnas att luft har 1,0 i brytningsindex, kaolin ca 1,57 och karbonat 1,6. Detta gör att ljusspridningen blir hög när ljus passerar från luft till kaolin eller tvärt om. Mellan kaolin och karbonat blir dock ljusspridningen dålig på grund av att deras brytningsindex är för lika. I och med att lackens brytnings index är mycket lika kaolin och karbonat blir ljusspridningen dålig. Att tänka på i detta fall är att endast en sorts lack har använts. UV-lacker med andra typer av de polymerer skulle kanske påverka ytan annorlunda. I detta fall så får ytan en med ögat noterbar gulton som lacken antagligen bidrar med i sig självt. För att svara exakt om detta antagande stämmer måste lackens egenskaper mätas upp.
För att få en klarare bild av hur lacken påverkar bestrykningen med beto-ning på dess optiska egenskaper bör ytterligare undersökbeto-ningar göras. Till exempel så kan tester göras för att tydligare se hur lacken samverkar med bestrykningsskiktet. De bilder som togs i genomskärning visade att lacken bredde ut sig jämt över ytan men inte om den täpper igen porerna i bestrykningsytan. Är det så att lacken förstör den porösa struktur som bestrykningsskiktet har och om så är fallet hur kan man minska detta. Något annat intressant hade varit att testa ett antal olika UV-lacker för att se om de hade gett andra resultat. Om detta hade gjorts skulle det varit lättare att urskilja vad som orsakar de största förändringarna i de optiska egenskaperna. Något annat som har med lacken att göra är de egenskaper som lacken har i sig själv, vad den har för optiska egenska-per.
Värt att notera är att alla värden i Lab närmar sig varandra ju större lackmängd som appliceras. Detta borde betyda att ju mer lack som appli-ceras desto mer ger mätningarna ett svar på egenskaperna hos lacken. Att dessa tester är gjorda med enkla metoder som gör att de inte repre-senterar fullskalig produktion bör sägas. Alla tester och moment inom detta projekt är dock gjorda under samma förutsättningar och kan därför jämföras sinsemellan.
41