淺談涂裝縮孔的原因和對策
摘要：針對某次漆膜縮孔弊病，驗證壓縮空氣、涂料、空調(diào)送風(fēng)等的影響，排查出主要影響因素，并制定出相應(yīng)對策。
關(guān)鍵詞：縮孔；污染；助劑

0 引言
縮孔是涂裝中經(jīng)常發(fā)生的涂膜弊病，其主要原因是涂層內(nèi)存在比涂料表面張力低的雜質(zhì)，涂料在表面張力差的作用下向兩邊收縮后出現(xiàn)的涂層凹陷狀缺陷。縮孔處的涂膜不平整，其完整性被破壞，外觀質(zhì)量下降；而打磨返修無法消除，需要補漆，嚴重時甚至需要回線返噴，造成生產(chǎn)效率下降、成本上漲等問題。筆者結(jié)合某涂裝生產(chǎn)現(xiàn)場縮孔的改善，對材料、工藝和設(shè)備等相關(guān)項進行排查確認，查出涂裝縮孔的主要影響因素，并制定出相應(yīng)對策。
1 現(xiàn)狀描述
筆者所在涂裝生產(chǎn)線縮孔不良率持續(xù)升高，生產(chǎn)班組抱怨極大，要求盡快改善。經(jīng)過現(xiàn)場缺陷觀察，大部分縮孔呈單點出現(xiàn)，顯微鏡下底層完好，且無可視異物。統(tǒng)計一段時間內(nèi)縮孔顏色分布，結(jié)果見各顏色縮孔發(fā)生率有一定差別，但整體都處于高位。

為進一步鎖定縮孔發(fā)生的涂層和工位，進行縮孔分段跟蹤：分別在烘干出口統(tǒng)計色漆層縮孔位置；在噴漆檢查站統(tǒng)計縮孔數(shù)量和位置。分析跟蹤結(jié)果，發(fā)現(xiàn)色漆縮孔位置與干膜縮孔位置對應(yīng)不上，濕膜檢出的縮孔數(shù)量與干膜相同，但縮孔凹陷程度減輕。由此可以判斷縮孔發(fā)生在濕漆位置，主要產(chǎn)生在噴涂段。
2 縮孔因素排查驗證
為解決縮孔問題，組建改善團隊，并利用頭腦風(fēng)暴匯總縮孔產(chǎn)生原因，經(jīng)過反復(fù)論證，排除機器異常、底材異常等干擾項，將縮孔產(chǎn)生的可能原因縮小到6零點方面：
1）加料環(huán)節(jié)污染——過濾袋；
2）氣源污染——壓縮空氣潔凈度不足；
3）涂料影響——涂料受污染；
4）烘干污染——粘塵劑污染；
5）空調(diào)系統(tǒng)影響；
6）烘干爐強冷影響。
2.1 過濾袋污染驗證
取8個過濾袋，每2個為一組，分別浸泡在涂料、稀釋劑、助劑和固化劑中。在浸泡4小時和24小時后，取上述材料調(diào)漆，噴涂到黑色濕膜板上，均未出現(xiàn)縮孔，判斷過濾袋不會污染涂料，不會造成縮孔。

2.2 壓縮空氣污染驗證
檢查壓縮空氣管路，發(fā)現(xiàn)透明氣管內(nèi)存在液態(tài)物質(zhì)（見圖3），拆除軟管，緩慢打開氣管閥門吹氣，并用一次性杯盛接，目視可見液態(tài)異物吹出。將此液態(tài)異物拌入涂料中，噴板出現(xiàn)縮孔（見圖4）。使用驗證過無污染的空氣吹掃氣管路，直至管路內(nèi)不再吹出液態(tài)異物；并用管路末端處排出的氣吹板10min，噴漆驗證不出現(xiàn)縮孔的情況下，產(chǎn)品涂裝縮孔沒有得到明顯改善，判斷空氣污染是造成縮孔的可能原因，但并非主要原因。為排除空氣對縮孔排查的干擾，提升現(xiàn)場使用的空氣品質(zhì)至工業(yè)級高純度，并在使用前進行氣嘴清潔和吹板縮孔驗證。
2.3 壓縮空氣潔凈度確認
現(xiàn)場各站使用的壓縮空氣制備流程為：壓縮機壓縮（內(nèi)含出水除油過濾罐）→儲氣罐→冷干機→吸附式干燥機→空氣總管→使用現(xiàn)場。所制得壓縮空氣至少經(jīng)過4道除水除油工藝，管路露點測量在-70℃左右，遠優(yōu)于涂料施工要求。為更直觀地確認壓縮空氣品質(zhì)，使用油蒸氣測試各噴漆機的壓縮空氣含油量，測量結(jié)果壓縮空氣油蒸氣含量為0.003mg/m3。滿足要求。隨機取噴房左邊噴漆機壓縮空氣吹板30min，噴涂后未出現(xiàn)縮孔，判斷壓縮空氣不是造成縮孔的原因。
2.4 涂料受污染的驗證
取現(xiàn)場涂料樣品與供應(yīng)商新制備的涂料標準品，送第三方檢測機構(gòu)進行紅外分析和氣相色譜分析。紅外圖譜顯示：涂料標準樣和現(xiàn)場涂料主體樹脂部分基本無差異，未見明顯其他不同物質(zhì)；氣相色譜顯示：涂料標準樣和現(xiàn)場涂料無明顯差異。故判斷縮孔非涂料受污染所導(dǎo)致。
2.5 涂料抗縮孔性能驗證
現(xiàn)場開展涂料縮孔驗證，驗證方法為：用燒杯取一定量的涂料，往燒杯中加入磁子攪拌器，使用錫箔紙蓋住燒杯后，將燒杯放在磁力攪拌器上攪拌。攪拌強度以液面出現(xiàn)深度5~10mm漩渦為宜。攪拌4h后，使用小勺子取漩渦表層的涂料，加入相應(yīng)稀釋劑和固化劑后攪勻，裝入壺子噴槍噴涂在色漆上，烘烤確認縮孔。分別對不同廠家的涂料開展驗證，結(jié)果見表2。
圖片
試驗結(jié)果表明，現(xiàn)場使用的A廠家涂料抗縮孔性能不如B廠家。A供應(yīng)商對涂料展開分析，前期為改善現(xiàn)場問題在涂料內(nèi)添加的低級性助劑，在使用過程中出現(xiàn)聚集或者富集，導(dǎo)致噴涂后出現(xiàn)局部表面張力不一致，進而引發(fā)縮孔。為此，A供應(yīng)商制作了一批新的涂料，取消了低極性助劑，轉(zhuǎn)換涂料系統(tǒng)內(nèi)涂料，統(tǒng)計轉(zhuǎn)換前后的涂料縮孔不良率從8.1%降低至2.5%。
2.6 烘干污染
為改善涂料層上的烘房顆粒，前期在烘干爐升溫段和保溫段壁板涂布有黏性粘塵劑。粘塵劑涂布前做相應(yīng)縮孔驗證，縮孔試驗方法是將粘塵劑涂在鐵板上，和噴涂的驗板一同放入烘爐內(nèi)90℃烘烤15min，再將試板噴涂涂料，觀察濕膜無縮孔；將噴涂涂料后的試板放入烘爐中，150℃烘烤30min后取出，確認干膜也無縮孔。筆者現(xiàn)場確認發(fā)現(xiàn)，由于粘塵劑涂布量偏大，在受熱后流淌到出風(fēng)口位置，可能會被吹到產(chǎn)品表面形成縮孔。為驗證粘塵劑的影響，筆者安排保潔人員在停線后，使用刮刀清除壁板粘塵劑，再用溶劑擦拭防止粘塵劑殘留。對比粘塵劑去除前后，縮孔發(fā)生率并無改變，判斷非粘塵劑影響。
2.7 送風(fēng)空調(diào)污染
在檢查噴房送風(fēng)空調(diào)時發(fā)現(xiàn)，涂料循環(huán)風(fēng)空調(diào)室體內(nèi)結(jié)漆嚴重，地面有明顯的漆渣和積水，出風(fēng)段過濾器手觸潮濕。仔細檢查發(fā)現(xiàn)積水表面已經(jīng)黃變，且表面存在發(fā)霉跡象；過濾器安裝框架上存在明顯的發(fā)霉，過濾器上也有黑色的霉斑印記。與設(shè)備專家溝通，涂料循環(huán)風(fēng)空調(diào)是將噴房送風(fēng)到噴房，由于現(xiàn)場使用的是水旋吸附除漆霧，回風(fēng)濕度普遍偏高，經(jīng)過降溫除濕后空氣中水分減少，再經(jīng)過換熱器加熱，空氣相對溫度降低，后續(xù)不應(yīng)該再出現(xiàn)凝水，即加熱段后的地面不應(yīng)出現(xiàn)積水。安排清理涂料循環(huán)風(fēng)空調(diào)地板積水、室體漆渣后，涂料縮孔發(fā)生概率明顯降低，涂料縮孔補漆率也從1.41%降低到0.44%，可以確定涂料循環(huán)風(fēng)污染是縮孔的主要原因。由于漆渣已經(jīng)干結(jié)固化，如漆渣造成縮孔，縮孔中應(yīng)有異物，與現(xiàn)場縮孔形態(tài)不符 ，因此縮孔應(yīng)是空調(diào)積水和發(fā)霉導(dǎo)致。聯(lián)合設(shè)備對發(fā)霉原因展開調(diào)查，發(fā)現(xiàn)換熱器水管存在漏水現(xiàn)象，判斷是漏水造成空氣濕度增加和地面積水，空氣濕度增加導(dǎo)致過濾器潮濕，積水的地面長時間未清理、過濾器長期潮濕導(dǎo)致發(fā)霉。
2.8 烘干強冷凝水

調(diào)查過程中還發(fā)現(xiàn)烘干強冷壁板出現(xiàn)水珠凝結(jié)，強冷循環(huán)風(fēng)空調(diào)室體和風(fēng)道內(nèi)有水珠凝結(jié)。保潔人員在停產(chǎn)后清理強冷壁板和空調(diào)室體凝水，由于缺少專業(yè)工具未能對風(fēng)道進行清理，涂料縮孔補漆率也有少量下降。
3 對策措施
歸納總結(jié)驗證結(jié)果，可以得出本次涂料縮孔的主要原因為：涂料助劑影響、涂料循環(huán)風(fēng)污染和烘干強冷凝水，分別針對這三個原因制定對策。
3.1 涂料助劑影響
供應(yīng)商調(diào)整涂料配方，取消已確認的低極性助劑添加，并在后續(xù)添加其他助劑前，按照縮孔驗證方法強化驗證，攪拌4小時、24小時兩次取樣噴板都無縮孔才能使用。
3.2 空調(diào)積水改善
由于換熱器水管關(guān)閥拆開維修，臨時安排保潔人員每日停線后清理循環(huán)風(fēng)空調(diào)積水；并通過車間立項，在長假期時對換熱器進行整體換新。為防止后續(xù)再出現(xiàn)積水、長菌等問題，保潔公司定期開展循環(huán)風(fēng)空調(diào)保潔，清理2m以下室體漆渣、積水。每月檢查各工位空調(diào)臟污情況，出現(xiàn)異常及時匯報處置。
3.3 烘干凝水
烘干強冷未設(shè)置除濕設(shè)備，無法從設(shè)備保障上杜絕凝水，只能安排保潔公司做烘干爐保潔時重點清理強冷壁板和空調(diào)的凝水，后續(xù)再通過設(shè)備改善進行消除。
4 結(jié)語
縮孔是影響涂裝質(zhì)量的缺陷之一，直接原因是涂層在表面張力差的作用下收縮導(dǎo)致。但影響涂層表面張力差的因素眾多，且難以簡單快速地判別，導(dǎo)致縮孔發(fā)生后的調(diào)查和改善極為艱難。因此，縮孔重在預(yù)防，生產(chǎn)建線、材料導(dǎo)入和日常維護，針對每一個項目每一個細節(jié)落實縮孔監(jiān)控要點，且了以貫之地執(zhí)行落地，才能從根本上減少縮孔對涂裝的影響。