Mnogi menijo, da je UV-tehnologija »prihajajoča« tehnologija za strjevanje industrijskih premazov. Čeprav je morda za mnoge v industriji industrijskih in avtomobilskih premazov nov, je v drugih panogah prisoten že več kot tri desetletja ...
Mnogi menijo, da je UV-tehnologija »prihajajoča« tehnologija za strjevanje industrijskih premazov. Čeprav je za mnoge v industriji industrijskih in avtomobilskih premazov morda nov, je v drugih panogah prisoten že več kot tri desetletja. Ljudje vsak dan hodijo po vinilnih talnih oblogah, prevlečenih z UV žarki, in mnogi od nas jih imamo v svojih domovih. Tehnologija UV strjevanja igra pomembno vlogo tudi v industriji zabavne elektronike. Na primer, v primeru mobilnih telefonov se UV-tehnologija uporablja pri prevleki plastičnih ohišij, prevlek za zaščito notranje elektronike, komponent z UV lepilom in celo pri izdelavi barvnih zaslonov, ki jih najdemo na nekaterih telefonih. Podobno industrija optičnih vlaken in DVD/CD uporablja izključno UV premaze in lepila in ne bi obstajala, kot jih poznamo danes, če UV tehnologija ne bi omogočila njihovega razvoja.
Kaj je torej UV-strjevanje? Najenostavneje, gre za postopek premreženja (utrjevanja) premazov s kemičnim postopkom, ki ga sproži in vzdržuje UV energija. V manj kot minuti se premaz spremeni iz tekočine v trdno snov. Obstajajo bistvene razlike v nekaterih surovinah in funkcionalnosti smol v premazu, vendar so te za uporabnika premaza vidne.
Konvencionalna oprema za nanašanje, kot so pršilne pištole z zračnim razprševanjem, HVLP, rotacijski zvonci, prevleka, nanos z valjčkom in druga oprema za nanašanje UV premazov. Namesto da bi šel v toplotno peč po nanosu premaza in bliskavici s topilom, se premaz strdi z UV-energijo, ki jo ustvarijo sistemi UV-žarnic, organizirani na način, ki osvetljuje premaz z minimalno količino energije, ki je potrebna za dosego strjevanja.
Podjetja in panoge, ki izkoriščajo atribute UV-tehnologije, so zagotovile izjemno vrednost z zagotavljanjem vrhunske učinkovitosti proizvodnje in vrhunskim končnim izdelkom ob izboljšanju dobička.
Izkoriščanje atributov UV
Katere so ključne lastnosti, ki jih je mogoče izkoristiti? Prvič, kot je bilo že omenjeno, je strjevanje zelo hitro in ga je mogoče izvesti pri sobni temperaturi. To omogoča učinkovito utrjevanje toplotno občutljivih substratov, vse premaze pa je mogoče strditi zelo hitro. UV-strjevanje je ključ do produktivnosti, če je omejitev (ozko grlo) v vašem procesu dolg čas strjevanja. Tudi hitrost omogoča proces z veliko manjšim odtisom. Za primerjavo, običajna prevleka, ki zahteva 30-minutno pečenje pri hitrosti linije 15 fpm, zahteva 450 ft tekočega traku v pečici, medtem ko lahko premaz, utrjen z UV žarki, zahteva le 25 ft (ali manj) tekočega traku.
Reakcija navzkrižnega povezovanja z UV-žarki lahko povzroči premaz z izjemno visoko fizično vzdržljivostjo. Čeprav so premazi lahko oblikovani tako, da so trdi za aplikacije, kot so tla, so lahko tudi zelo prilagodljivi. Obe vrsti premazov, trdi in fleksibilni, se uporabljata v avtomobilski industriji.
Ti atributi so gonilna sila za nadaljnji razvoj in prodor UV tehnologije za avtomobilske premaze. Seveda obstajajo izzivi, povezani z UV utrjevanjem industrijskih premazov. Glavna skrb lastnika procesa je zmožnost izpostavitve vseh področij kompleksnih delov UV-energiji. Celotna površina premaza mora biti izpostavljena minimalni UV-energiji, potrebni za strjevanje premaza. To zahteva natančno analizo dela, zlaganje delov in razporeditev svetilk, da se odstranijo senčna območja. Vendar pa je prišlo do bistvenih izboljšav pri svetilkah, surovinah in formuliranih izdelkih, ki premagajo večino teh omejitev.
Avtomobilske sprednje luči
Specifična uporaba v avtomobilski industriji, pri kateri je UV postal standardna tehnologija, je industrija sprednjih avtomobilskih luči, kjer se UV-premazi uporabljajo že več kot 15 let in zdaj obvladujejo 80 % trga. Žarometi so sestavljeni iz dveh primarnih komponent, ki ju je treba premazati – polikarbonatne leče in ohišja reflektorja. Za zaščito polikarbonata pred vremenskimi vplivi in fizično zlorabo je za lečo potreben zelo trden premaz, odporen na praske. Ohišje reflektorja ima UV osnovni premaz (primer), ki tesni podlago in zagotavlja izjemno gladko površino za metalizacijo. Trg reflektorskih osnovnih premazov je zdaj v bistvu 100 % UV utrjen. Glavni razlogi za sprejetje so bili izboljšana produktivnost, majhen procesni odtis in vrhunske lastnosti premaza.
Čeprav so uporabljeni premazi utrjeni z UV žarki, vsebujejo topilo. Vendar se večina odvečnega razpršila predela in reciklira nazaj v proces, pri čemer se doseže skoraj 100-odstotna učinkovitost prenosa. Poudarek prihodnjega razvoja je povečanje trdnih snovi na 100 % in odprava potrebe po oksidantu.
Zunanji plastični deli
Ena od manj znanih aplikacij je uporaba prozornega laka, ki se utrjuje z UV-žarki, preko ulitih stranskih letvic karoserije v barvi. Sprva je bil ta premaz razvit za zmanjšanje porumenelosti na zunanji strani vinilnih stranskih letvic karoserije. Premaz je moral biti zelo trd in prožen, da je ohranil oprijem brez razpok zaradi predmetov, ki so udarili ob model. Gonila za uporabo UV-prevlek v tej aplikaciji so hitrost strjevanja (majhen procesni odtis) in vrhunske lastnosti delovanja.
Karoserijske plošče SMC
Masa za oblikovanje pločevine (SMC) je kompozitni material, ki se že več kot 30 let uporablja kot alternativa jeklu. SMC je sestavljen iz poliestrske smole, polnjene s steklenimi vlakni, ki je bila vlita v plošče. Te plošče se nato položijo v kalup za stiskanje in oblikujejo v karoserijske plošče. SMC je mogoče izbrati, ker znižuje stroške orodja za majhne proizvodne naklade, zmanjšuje težo, zagotavlja odpornost na udrtine in korozijo ter daje večjo svobodo stilistom. Vendar pa je eden od izzivov pri uporabi SMC končna obdelava dela v montažnem obratu. SMC je porozen substrat. Ko gre karoserijska plošča, ki je zdaj na vozilu, skozi peč za lakiranje prozornega laka, lahko pride do napake na barvi, znane kot "pok poroznosti". To bo zahtevalo vsaj točkovno popravilo ali, če bo dovolj "pokov", celotno prebarvanje karoserije.
Pred tremi leti je podjetje BASF Coatings v prizadevanju za odpravo te napake komercializiralo UV/toplotno hibridno lepilo. Razlog za uporabo hibridnega strjevanja je v tem, da se bo presežek strdil na nekritičnih površinah. Ključni korak za odpravo "izboklin poroznosti" je izpostavljenost UV-energiji, ki znatno poveča gostoto navzkrižne povezave izpostavljenega premaza na kritičnih površinah. Če tesnilo ne prejme minimalne UV-energije, premaz še vedno izpolnjuje vse druge zahteve glede učinkovitosti.
Uporaba tehnologije dvojnega strjevanja v tem primeru zagotavlja nove lastnosti premaza z uporabo UV-strjevanja, hkrati pa zagotavlja varnostni faktor za premaz pri nanosu visoke vrednosti. Ta aplikacija ne prikazuje le, kako lahko UV-tehnologija zagotovi edinstvene lastnosti premazov, ampak tudi kaže, da je sistem premazov, utrjen z UV-žarki, uporaben na velikih in zapletenih avtomobilskih delih visoke vrednosti, velikih količin. Ta premaz je bil uporabljen na približno milijonu karoserijskih plošč.
Prozorni lak OEM
Tržni segment UV-tehnologije z največjo prepoznavnostjo so verjetno premazi razreda A za zunanje karoserijske plošče avtomobilov. Podjetje Ford Motor Company je razstavljalo UV-tehnologijo na prototipu vozila, avtomobilu Concept U, na severnoameriškem mednarodnem avtomobilskem salonu leta 2003. Prikazana tehnologija premaza je bil UV-sušen prozorni lak, ki ga je oblikovalo in dobavilo Akzo Nobel Coatings. Ta premaz je bil nanesen in strjen na posamezne karoserijske plošče iz različnih materialov.
Na Surcarju, glavni svetovni konferenci o avtomobilskih premazih, ki poteka vsako drugo leto v Franciji, sta tako DuPont Performance Coatings kot BASF v letih 2001 in 2003 predstavila tehnologijo UV-strjevanja za avtomobilske prozorne lake. Gonilo tega razvoja je izboljšanje primarnega zadovoljstva strank glede odpornosti barve na praske in umazanijo. Obe podjetji sta razvili premaze s hibridnim utrjevanjem (UV in toplota). Namen zasledovanja hibridne tehnološke poti je čim bolj zmanjšati kompleksnost sistema za UV strjevanje ob hkratnem doseganju ciljnih lastnosti delovanja.
Tako DuPont kot BASF sta v svojih obratih namestila pilotne linije. Linija DuPont v Wuppertalu lahko zdravi celotno telo. Podjetja, ki se ukvarjajo z nanosom premazov, morajo pokazati dobre lastnosti premazov, pokazati morajo tudi rešitev za barvno linijo. Ena od drugih prednosti UV/toplotnega strjevanja, ki jo navaja DuPont, je ta, da je mogoče dolžino dela brezbarvnega laka končne črte skrajšati za 50 % preprosto z zmanjšanjem dolžine termične peči.
Z inženirske strani je podjetje Dürr System GmbH predstavilo koncept montažnega obrata za UV utrjevanje. Ena od ključnih spremenljivk v teh konceptih je bila lokacija postopka UV utrjevanja na končni liniji. Inženirske rešitve so vključevale namestitev UV žarnic pred, znotraj ali za termalno pečico. Dürr meni, da obstajajo inženirske rešitve za večino procesnih možnosti, ki vključujejo trenutne formulacije v razvoju. Fusion UV Systems je predstavil tudi novo orodje — računalniško simulacijo UV-postopka strjevanja avtomobilskih karoserij. Ta razvoj je bil izveden za podporo in pospešitev uvedbe tehnologije UV-strjevanja v montažnih obratih.
Druge aplikacije
Nadaljuje se razvojno delo za plastične premaze, ki se uporabljajo v notranjosti avtomobilov, premaze za aluminijasta platišča in pokrove koles, prozorne lake za velike dele v barvah in dele pod pokrovom. Postopek UV še naprej velja za stabilno platformo za strjevanje. Vse, kar se dejansko spreminja, je to, da se UV premazi selijo na bolj zapletene dele višje vrednosti. Stabilnost in dolgoročna sposobnost preživetja procesa sta bili dokazani z uporabo prednje osvetlitve. Začelo se je pred več kot 20 leti in je zdaj industrijski standard.
Čeprav ima UV-tehnologija, kar nekateri menijo, "kul" faktor, želi industrija s to tehnologijo zagotoviti najboljše rešitve za težave zaključevalcev. Nihče ne uporablja tehnologije zaradi tehnologije same. Zagotavljati mora vrednost. Vrednost je lahko v obliki izboljšane produktivnosti, povezane s hitrostjo strjevanja. Lahko pa izhaja iz izboljšanih ali novih lastnosti, ki jih s trenutnimi tehnologijami niste mogli doseči. Lahko izvira iz višje prvotne kakovosti, ker je premaz manj časa odprt za umazanijo. Lahko zagotovi sredstvo za zmanjšanje ali odpravo VOC v vaši ustanovi. Tehnologija lahko prinese vrednost. UV-industrija in dodelavci morajo še naprej sodelovati pri oblikovanju rešitev, ki izboljšajo rezultat dodelave.
Čas objave: 14. marca 2023
