w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat było zmniejszenie ilości rozpuszczalników uwalnianych do atmosfery.Nazywa się je LZO (lotne związki organiczne) i w rzeczywistości obejmują wszystkie stosowane przez nas rozpuszczalniki z wyjątkiem acetonu, który ma bardzo niską reaktywność fotochemiczną i został wyłączony jako rozpuszczalnik LZO.
A co by było, gdybyśmy mogli całkowicie wyeliminować rozpuszczalniki, a mimo to przy minimalnym wysiłku uzyskać dobre rezultaty ochronne i dekoracyjne?
Byłoby wspaniale — i możemy to zrobić.Technologia, która to umożliwia, nazywa się utwardzaniem promieniami UV.Jest stosowany od lat 70. XX wieku do wszelkiego rodzaju materiałów, w tym metalu, plastiku, szkła, papieru i coraz częściej drewna.
Powłoki utwardzane promieniowaniem UV utwardzają się pod wpływem światła ultrafioletowego w zakresie nanometrów w dolnej części lub tuż poniżej światła widzialnego.Ich zalety obejmują znaczną redukcję lub całkowitą eliminację LZO, mniej odpadów, mniej wymaganej powierzchni, natychmiastową obsługę i układanie w stosy (więc nie ma potrzeby stosowania stojaków do suszenia), obniżone koszty pracy i szybsze tempo produkcji.
Dwie istotne wady to wysoki koszt początkowy sprzętu i trudność w wykańczaniu skomplikowanych obiektów 3D.Zatem podejście do utwardzania promieniami UV ogranicza się zwykle do większych warsztatów wytwarzających dość płaskie przedmioty, takie jak drzwi, boazerie, podłogi, wykończenia i części gotowe do montażu.
Najłatwiejszym sposobem zrozumienia wykończeń utwardzanych promieniami UV jest porównanie ich z powszechnie stosowanymi wykończeniami katalizowanymi, które prawdopodobnie znasz.Podobnie jak w przypadku wykończeń katalizowanych, wykończenia utwardzane promieniami UV zawierają żywicę do uzyskania powłoki, rozpuszczalnik lub substytut rozcieńczania, katalizator inicjujący sieciowanie i powodujący utwardzanie oraz pewne dodatki, takie jak środki matujące, aby zapewnić specjalne właściwości.
Stosuje się szereg żywic pierwotnych, w tym pochodne epoksydowe, uretanowe, akrylowe i poliestrowe.
We wszystkich przypadkach żywice te utwardzają się bardzo mocno i są odporne na rozpuszczalniki i zarysowania, podobnie jak lakier katalizowany (konwersyjny).Utrudnia to niewidoczne naprawy w przypadku uszkodzenia utwardzonej folii.
Wykończenia utwardzane promieniowaniem UV mogą składać się w 100% z substancji stałych w postaci płynnej.Oznacza to, że grubość tego, co osadza się na drewnie, jest taka sama jak grubość utwardzonej powłoki.Nie ma co odparowywać.Jednak żywica podstawowa jest zbyt gęsta, aby można ją było łatwo zastosować.Dlatego producenci dodają mniejsze reaktywne cząsteczki, aby zmniejszyć lepkość.W przeciwieństwie do rozpuszczalników, które odparowują, te dodane cząsteczki sieciują się z większymi cząsteczkami żywicy, tworząc film.
Rozpuszczalniki lub wodę można również dodać jako rozcieńczalniki, gdy pożądana jest cieńsza powłoka, na przykład w przypadku powłoki uszczelniającej.Ale zwykle nie są potrzebne, aby wykończenie dało się natryskiwać.Po dodaniu rozpuszczalników lub wody należy je odparować lub doprowadzić (w piecu) do odparowania przed rozpoczęciem utwardzania promieniami UV.
Katalizator
W przeciwieństwie do lakieru katalizowanego, który utwardza się po dodaniu katalizatora, katalizator w wykończeniu utwardzanym promieniowaniem UV, zwany „fotoinicjatorem”, nie robi nic, dopóki nie zostanie wystawiony na działanie energii światła UV.Następnie rozpoczyna się szybka reakcja łańcuchowa, która łączy wszystkie cząsteczki powłoki, tworząc film.
Dzięki temu procesowi wykończenia utwardzane promieniami UV są tak wyjątkowe.Wykończenie zasadniczo nie ma określonego okresu trwałości ani przydatności do użycia.Pozostaje w postaci płynnej, dopóki nie zostanie wystawiony na działanie światła UV.Następnie utwardza się całkowicie w ciągu kilku sekund.Należy pamiętać, że światło słoneczne może przyspieszyć utwardzanie, dlatego ważne jest, aby unikać tego typu ekspozycji.
Łatwiej byłoby pomyśleć o katalizatorze powłok UV jako o dwóch częściach, a nie o jednej.Fotoinicjator jest już na wykończeniu – około 5 procent cieczy – i jest energia światła UV, która go uruchamia.Bez obu nic się nie stanie.
Ta unikalna cecha umożliwia odzyskanie lakieru poza zasięgiem światła UV i ponowne użycie wykończenia.Dzięki temu odpady można niemal całkowicie wyeliminować.
Tradycyjne światło UV to żarówka rtęciowa wraz z eliptycznym odbłyśnikiem zbierającym i kierującym światło na część.Chodzi o to, aby skupić światło tak, aby uzyskać maksymalny efekt w aktywowaniu fotoinicjatora.
Mniej więcej w ostatniej dekadzie diody LED (diody elektroluminescencyjne) zaczęły zastępować tradycyjne żarówki, ponieważ diody LED zużywają mniej energii elektrycznej, działają znacznie dłużej, nie muszą się nagrzewać i mają wąski zakres długości fal, dzięki czemu nie tworzą prawie tak ciepło powodujące wiele problemów.Ciepło to może upłynnić żywice zawarte w drewnie, takim jak sosna, i ciepło musi zostać wyczerpane.
Proces utwardzania jest jednak taki sam.Wszystko jest „w zasięgu wzroku”.Wykończenie utwardza się tylko wtedy, gdy światło UV pada na niego z określonej odległości.Obszary w cieniu lub poza zasięgiem światła nie są utwardzane.Jest to obecnie ważne ograniczenie utwardzania promieniami UV.
Aby utwardzić powłokę na dowolnym skomplikowanym przedmiocie, nawet na czymś tak prawie płaskim jak profilowana listwa, światła muszą być rozmieszczone w taki sposób, aby padały na każdą powierzchnię w tej samej stałej odległości, aby dopasować ją do składu powłoki.Z tego powodu płaskie przedmioty stanowią zdecydowaną większość projektów pokrytych powłoką utwardzaną promieniami UV.
Dwa powszechne sposoby nakładania i utwardzania powłoki UV to linia płaska i komora.
W przypadku linii płaskiej płaskie lub prawie płaskie przedmioty przesuwają się po przenośniku pod natryskiem, wałkiem lub przez komorę próżniową, a następnie, jeśli to konieczne, przez piekarnik w celu usunięcia rozpuszczalników lub wody, a na koniec pod szeregiem lamp UV w celu utwardzenia.Następnie obiekty można natychmiast ułożyć w stos.
W komorach przedmioty są zwykle zawieszane i przemieszczane przenośnikiem po tych samych etapach.Komora umożliwia wykańczanie wszystkich stron jednocześnie oraz wykańczanie nieskomplikowanych, trójwymiarowych obiektów.
Inną możliwością jest użycie robota do obracania obiektu przed lampami UV lub trzymanie lampy UV i przesuwanie obiektu wokół niego.
Dostawcy odgrywają kluczową rolę
W przypadku powłok i sprzętu utwardzanych promieniowaniem UV współpraca z dostawcami jest jeszcze ważniejsza niż w przypadku lakierów katalizowanych.Głównym powodem jest liczba zmiennych, które należy skoordynować.Należą do nich długość fali żarówek lub diod LED oraz ich odległość od obiektów, formuła powłoki i prędkość linii, jeśli używasz linii mety.
Czas publikacji: 23 kwietnia 2023 r
