V zadnjih nekaj desetletjih je bil cilj zmanjšati količino topil, ki se sproščajo v ozračje. Ta topila imenujemo HOS (hlapne organske spojine) in dejansko vključujejo vsa topila, ki jih uporabljamo, razen acetona, ki ima zelo nizko fotokemijsko reaktivnost in je bil izvzet kot topilo HOS.
Kaj pa, če bi lahko popolnoma odpravili topila in še vedno dosegli dobre zaščitne in dekorativne rezultate z minimalnim naporom?
To bi bilo super – in zmoremo. Tehnologija, ki to omogoča, se imenuje UV-sušenje. Uporablja se že od sedemdesetih let prejšnjega stoletja za vse vrste materialov, vključno s kovino, plastiko, steklom, papirjem in vse bolj za les.
Premazi, utrjeni z UV-žarki, se strdijo, ko so izpostavljeni ultravijolični svetlobi v nanometrskem območju na spodnjem koncu ali tik pod vidno svetlobo. Njihove prednosti vključujejo znatno zmanjšanje ali popolno odpravo hlapnih organskih spojin (HOS), manj odpadkov, manjšo potrebno površino, takojšnje rokovanje in zlaganje (torej ni potrebe po sušilnih stojalih), nižje stroške dela in hitrejše proizvodne stopnje.
Dve pomembni pomanjkljivosti sta visoki začetni stroški opreme in težave pri dodelavi kompleksnih 3D-predmetov. Zato je začetek UV-suševanja običajno omejen na večje delavnice, ki izdelujejo dokaj ravne predmete, kot so vrata, obloge, tla, obrobe in deli, pripravljeni za montažo.
Najlažji način za razumevanje UV-strjenih premazov je, da jih primerjate z običajnimi kataliziranimi premazi, ki jih verjetno poznate. Tako kot katalizirani premazi tudi UV-strjeni premazi vsebujejo smolo za doseganje konsistence, topilo ali nadomestek za redčenje, katalizator za začetek zamreženja in strjevanje ter nekaj dodatkov, kot so sredstva za glajenje, ki zagotavljajo posebne lastnosti.
Uporabljajo se številne primarne smole, vključno z derivati epoksi, uretana, akrila in poliestra.
V vseh primerih se te smole zelo močno strjujejo in so odporne na topila in praske, podobno kot katalizirani (konverzijski) laki. Zaradi tega so nevidna popravila težka, če se strjeni film poškoduje.
Z UV-žarki utrjeni premazi so lahko 100-odstotno trdne snovi v tekoči obliki. To pomeni, da je debelina nanosa na les enaka debelini utrjenega premaza. Ničesar ni, kar bi izhlapelo. Vendar je primarna smola predebela za enostaven nanos. Zato proizvajalci dodajajo manjše reaktivne molekule, da zmanjšajo viskoznost. Za razliko od topil, ki izhlapevajo, se te dodane molekule zamrežijo z večjimi molekulami smole in tvorijo film.
Topila ali vodo lahko dodamo tudi kot razredčila, kadar želimo tanjši film, na primer za tesnilni premaz. Vendar običajno niso potrebna za to, da bi bil končni premaz primeren za brizganje. Ko dodamo topila ali vodo, jih je treba pred začetkom UV-strjevanja pustiti ali poskrbeti, da izhlapijo.
Katalizator
Za razliko od kataliziranega laka, ki se začne strjevati ob dodajanju katalizatorja, katalizator v UV-strjenem premazu, imenovan "fotoiniciator", ne naredi ničesar, dokler ni izpostavljen energiji UV-svetlobe. Nato sproži hitro verižno reakcijo, ki poveže vse molekule v premazu skupaj in tvori film.
Zaradi tega postopka so premazi, utrjeni z UV-svetlobo, tako edinstveni. Za premaz v bistvu ni roka uporabnosti ali časa uporabe. Ostane v tekoči obliki, dokler ni izpostavljen UV-svetlobi. Nato se v nekaj sekundah popolnoma strdi. Upoštevajte, da lahko sončna svetloba sproži strjevanje, zato se je pomembno izogibati tej vrsti izpostavljenosti.
Morda bi bilo lažje razmišljati o katalizatorju za UV-premaz kot o dveh delih namesto o enem. Fotoiniciator je že v premazu – približno 5 odstotkov tekočine – in tu je energija UV-svetlobe, ki ga sproži. Brez obeh se ne zgodi nič.
Zaradi te edinstvene lastnosti je mogoče reciklirati odvečno barvo zunaj dosega UV-svetlobe in ponovno uporabiti premaz. Tako se je mogoče skoraj v celoti znebiti odpadkov.
Tradicionalna UV-svetilka je živosrebrna žarnica skupaj z eliptičnim reflektorjem, ki zbira in usmerja svetlobo na del. Ideja je, da se svetloba osredotoči za največji učinek pri sprožitvi fotoiniciatorja.
V zadnjem desetletju ali približno toliko so LED diode (svetleče diode) začele nadomeščati tradicionalne žarnice, ker LED diode porabijo manj električne energije, trajajo veliko dlje, se jim ni treba segrevati in imajo ozek valovni razpon, zato ne ustvarjajo toliko toplote, ki bi povzročala težave. Ta toplota lahko utekočini smole v lesu, na primer v borovem, in toploto je treba odvajati.
Postopek strjevanja je enak. Vse je »na vidnem polju«. Premaz se strdi le, če UV-svetloba nanj pada z določene razdalje. Območja v senci ali izven fokusa svetlobe se ne strdijo. To je trenutno pomembna omejitev UV-strjevanja.
Za strjevanje premaza na katerem koli kompleksnem predmetu, tudi na nečem tako skoraj ravnem, kot je profilirana letev, morajo biti luči razporejene tako, da osvetljujejo vsako površino na enaki fiksni razdalji, da se ujemajo s formulacijo premaza. To je razlog, da ravni predmeti predstavljajo veliko večino projektov, ki so prevlečeni z UV-strjenim premazom.
Dve običajni ureditvi za nanašanje in strjevanje UV-premazov sta ravna linija in komora.
Pri ravni liniji se ravni ali skoraj ravni predmeti premikajo po tekočem traku pod razpršilcem ali valjčkom ali skozi vakuumsko komoro, nato skozi pečico, če je potrebno, da se odstranijo topila ali voda, in na koncu pod nizom UV-luči, da se strdijo. Predmete je nato mogoče takoj zložiti.
V komorah so predmeti običajno obešeni in premikani po tekočem traku skozi iste korake. Komora omogoča hkratno obdelavo vseh strani in obdelavo nekompleksnih, tridimenzionalnih predmetov.
Druga možnost je uporaba robota za vrtenje predmeta pred UV-svetilkami ali držanje UV-svetilke in premikanje predmeta okoli nje.
Dobavitelji igrajo ključno vlogo
Pri UV-strjenih premazih in opremi je sodelovanje z dobavitelji še pomembnejše kot pri kataliziranih lakih. Glavni razlog je število spremenljivk, ki jih je treba uskladiti. Te vključujejo valovno dolžino žarnic ali LED diod in njihovo oddaljenost od predmetov, formulacijo premaza in hitrost linije, če uporabljate zaključno linijo.
Čas objave: 23. april 2023
