Lawrence (Larry) Van Iseghem je predsednik/izvršni direktor podjetja Van Technologies, Inc.
V času poslovanja z industrijskimi strankami na mednarodni ravni smo odgovorili na neverjetno število vprašanj in ponudili številne rešitve, povezane z UV-strdljivimi premazi. V nadaljevanju je nekaj najpogostejših vprašanj, priloženi odgovori pa vam lahko nudijo koristen vpogled.
1. Kaj so UV-strdljivi premazi?
V industriji obdelave lesa obstajajo tri glavne vrste UV-strdljivih premazov.
100 % aktivni (včasih imenovani tudi 100 % trdne snovi) UV-strdljivi premazi so tekoče kemične sestave, ki ne vsebujejo topil ali vode. Po nanosu je premaz takoj izpostavljen UV-energiji, ne da bi se moral pred strjevanjem sušiti ali izhlapevati. Nanesena sestava premaza reagira in tvori trdno površinsko plast preko opisanega reaktivnega procesa, ki ga ustrezno imenujemo fotopolimerizacija. Ker pred strjevanjem ni potrebno izhlapevanje, sta postopek nanašanja in strjevanja izjemno učinkovita in stroškovno učinkovita.
Hibridni UV-premazi na vodni ali topilni osnovi, ki se strjujejo z UV-žarki, očitno vsebujejo vodo ali topilo za zmanjšanje aktivne (ali trdne) vsebnosti. To zmanjšanje trdne vsebnosti omogoča lažji nadzor nad debelino nanesenega mokrega filma in/ali nadzor nad viskoznostjo premaza. Pri uporabi se ti UV-premazi nanašajo na lesene površine z različnimi metodami in jih je treba pred strjevanjem z UV-žarki popolnoma posušiti.
Praškasti premazi, ki se strjujejo z UV-žarki, so prav tako 100 % trdne sestave in se običajno nanašajo na prevodne podlage z elektrostatično privlačnostjo. Po nanosu se podlaga segreje, da se prah stopi, ki nato steče ven in tvori površinski film. Premazani substrat se nato lahko takoj izpostavi UV-energiji, da se olajša strjevanje. Nastali površinski film ni več toplotno deformabilen ali občutljiv.
Na voljo so različice teh UV-strdljivih premazov, ki vsebujejo mehanizem sekundarnega strjevanja (aktiviran s toploto, reaktiven na vlago itd.), ki lahko zagotovi strjevanje na površinskih območjih, ki niso izpostavljena UV-energiji. Ti premazi se običajno imenujejo premazi z dvojnim strjevanjem.
Ne glede na vrsto uporabljenega UV-strdljivega premaza, končna površinska obdelava ali sloj zagotavlja izjemno kakovost, vzdržljivost in odpornost.
2. Kako dobro se UV-strdljivi premazi oprimejo različnih vrst lesa, vključno z oljnatimi vrstami lesa?
Premazi, ki se strjujejo z UV-žarki, kažejo odličen oprijem na večino vrst lesa. Pomembno je zagotoviti zadostne pogoje za strjevanje, ki zagotavljajo temeljito strjevanje in ustrezen oprijem na podlago.
Obstajajo določene vrste lesa, ki so po naravi zelo mastne in lahko zahtevajo nanos temeljnega premaza ali »veznega premaza«, ki spodbuja oprijem. Podjetje Van Technologies je opravilo obsežne raziskave in razvoj na področju oprijema UV-strdljivih premazov na te vrste lesa. Nedavni razvoji vključujejo eno samo UV-strdljivo tesnilno maso, ki preprečuje, da bi olja, smola in smola vplivali na oprijem UV-strdljivega končnega premaza.
Lahko pa olje, ki je prisotno na površini lesa, odstranite tik pred nanosom premaza z brisanjem z acetonom ali drugim primernim topilom. Vpojno krpo, ki ne pušča vlaken, najprej navlažite s topilom in nato obrišite površino lesa. Površina se posuši, nato pa se lahko nanese UV-strdljiv premaz. Odstranitev površinskega olja in drugih onesnaževalcev pospeši kasnejši oprijem nanesenega premaza na leseno površino.
3. Katere vrste lazur so združljive z UV-premazami?
Vsako od tukaj opisanih lazur je mogoče učinkovito zatesniti in premazati s 100 % UV-strdljivimi, UV-strdljivimi s topilom, UV-strdljivimi na vodni osnovi ali UV-strdljivimi praškastimi sistemi. Zato obstaja več izvedljivih kombinacij, zaradi katerih je skoraj vsaka lazura na trgu primerna za kateri koli UV-strdljivi premaz. Vendar pa obstajajo določeni dejavniki, ki jih je treba upoštevati, da se zagotovi združljivost za kakovostno obdelavo lesene površine.
Vodno prepustne barve in vodno prepustne barve, ki se strjujejo z UV-žarki:Pri nanašanju 100 % UV-strdljivih, UV-strdljivih z reduciranimi topilnimi ali UV-strdljivih praškastih tesnilnih premazov/končnih premazov na vodno disperzijske barve je bistveno, da se barva popolnoma posuši, da se preprečijo napake v enakomernosti premaza, vključno s pomarančno lupino, ribjimi očmi, kraterji, lužami in nabiranjem. Takšne napake nastanejo zaradi nizke površinske napetosti nanesenih premazov v primerjavi z visoko preostalo površinsko napetostjo vode iz nanesene barve.
Nanos premaza na vodni osnovi, ki se strdi z UV-žarki, pa je na splošno bolj prizanesljiv. Nanesena barva lahko pri uporabi določenih tesnilnih premazov/končnih premazov, ki se strdijo z UV-žarki, kaže vlažnost brez negativnih učinkov. Preostala vlaga ali voda iz nanosa barve bo med sušenjem zlahka pronicala skozi naneseno tesnilno barvo/končni premaz na vodni osnovi. Vendar pa je zelo priporočljivo, da pred dejansko obdelavo površine preizkusite katero koli kombinacijo barve in tesnilne mase/končnega premaza na reprezentativnem testnem vzorcu.
Barve na osnovi olja in topil:Čeprav morda obstaja sistem, ki ga je mogoče uporabiti za premalo posušene lazure na osnovi olja ali topil, je običajno potrebno in zelo priporočljivo, da se te lazure pred nanosom kakršnega koli tesnila/končnega premaza popolnoma posušijo. Počasi sušeče lazure te vrste lahko zahtevajo od 24 do 48 ur (ali dlje), da dosežejo popolno suhost. Ponovno je priporočljivo preizkusiti sistem na reprezentativni leseni površini.
100 % UV-strdljive barve:Na splošno kažejo 100 % UV-strdljivi premazi visoko kemično in vodoodpornost, ko so popolnoma strjeni. Zaradi te odpornosti se naknadno naneseni premazi težko dobro oprimejo, razen če je osnovna UV-strdljiva površina ustrezno obrušena, da se omogoči mehansko lepljenje. Čeprav so na voljo 100 % UV-strdljivi premazi, ki so zasnovani tako, da so dovzetni za naknadno nanesene premaze, je treba večino 100 % UV-strdljivih premazov obrusiti ali delno strditi (imenovano faza »B« ali strjevanje z udarcem), da se spodbudi oprijem med premazi. Stopnja »B« povzroči preostala reaktivna mesta v plasti premaza, ki bodo soreagirala z nanesenim UV-strdljivim premazom, ko je ta izpostavljen pogojem popolnega strjevanja. Stopnja »B« omogoča tudi blago brušenje, da se odstranijo ali odrežejo morebitni dvigi zrn, ki lahko nastanejo zaradi nanosa premaza. Gladko tesnjenje ali nanos končnega premaza bo zagotovil odličen oprijem med premazi.
Druga skrb glede 100-odstotno UV-strdljivih barv se nanaša na temnejše barve. Močno pigmentirane barve (in pigmentirani premazi na splošno) se bolje obnesejo pri uporabi UV-žarnic, ki oddajajo energijo bližje vidnemu svetlobnemu spektru. Konvencionalne UV-žarnice, dopirane z galijem, v kombinaciji s standardnimi živosrebrnimi žarnicami so odlična izbira. UV LED-žarnice, ki oddajajo 395 nm in/ali 405 nm, se bolje obnesejo pri pigmentiranih sistemih v primerjavi z nizi 365 nm in 385 nm. Poleg tega sistemi UV-žarnic, ki oddajajo večjo UV moč (mW/cm2) in gostota energije (mJ/cm2) spodbujajo boljše strjevanje z naneseno plastjo lazure ali pigmentiranega premaza.
Nenazadnje, tako kot pri drugih zgoraj omenjenih sistemih barvanja, je priporočljivo preizkusiti, preden začnete z dejansko površino, ki jo želite barvati in obdelati. Pred sušenjem se prepričajte!
4. Kakšna je največja/najmanjša dovoljena debelina filma za 100 % UV premaze?
Prašni premazi, ki se strdijo z UV-žarki, so tehnično gledano 100-odstotno premazi, ki se strdijo z UV-žarki, njihova debelina nanosa pa je omejena z elektrostatičnimi privlačnimi silami, ki vežejo prah na površino, ki jo obdelujemo. Najbolje je, da se posvetujete s proizvajalcem UV prašnih premazov.
Pri tekočih premazih, ki se 100 % strjujejo z UV-žarki, bo nanesena debelina mokrega filma po strjevanju z UV-žarki povzročila približno enako debelino suhega filma. Nekaj krčenja je neizogibno, vendar je običajno minimalno. Vendar pa obstajajo zelo tehnične aplikacije, ki zahtevajo zelo tesne ali ozke tolerance debeline filma. V teh okoliščinah se lahko izvede neposredna meritev strjenega filma za korelacijo debeline mokrega in suhega filma.
Končna debelina strjenega premaza, ki jo je mogoče doseči, bo odvisna od kemijske sestave UV-strdljivega premaza in njegove formulacije. Na voljo so sistemi, ki so zasnovani tako, da zagotavljajo zelo tanke nanose med 0,2 mil in 0,5 mil (5 µ – 15 µ), drugi pa lahko zagotovijo debelino več kot 0,5 palca (12 mm). Običajno UV-strdljivi premazi z visoko gostoto zamreženja, kot so nekatere formulacije uretan akrilata, niso sposobni doseči visoke debeline filma v enem samem nanosu. Stopnja krčenja ob strjevanju bo povzročila hude razpoke debelo nanesenega premaza. Visoko debelino nanosa ali končne obdelave je še vedno mogoče doseči z UV-strdljivimi premazi z visoko gostoto zamreženja z nanašanjem več tankih slojev in brušenjem in/ali faznim nanosom "B" med posameznimi sloji za spodbujanje medslojne adhezije.
Reaktivni mehanizem strjevanja večine UV-strjevalnih premazov se imenuje »sprožen s prostimi radikali«. Ta reaktivni mehanizem strjevanja je dovzeten za kisik v zraku, ki upočasni ali zavira hitrost strjevanja. To upočasnitev pogosto imenujemo zaviranje kisika in je najpomembnejše pri doseganju zelo tankih debelin filma. Pri tankih filmih je površina glede na celoten volumen nanesenega premaza relativno velika v primerjavi z debelinami debelih filmov. Zato so tanki filmi veliko bolj dovzetni za zaviranje kisika in se strjujejo zelo počasi. Pogosto površina premaza ostane premalo strjena in kaže oljnat/masten občutek. Za preprečevanje zaviranja kisika se lahko med strjevanjem čez površino spuščajo inertni plini, kot sta dušik in ogljikov dioksid, da se odstrani koncentracija kisika, kar omogoča popolno in hitro strjevanje.
5. Kako prozoren je prozoren UV premaz?
Premazi, ki se 100 % strdijo z UV-žarki, lahko kažejo odlično prosojnost in se kosajo z najboljšimi prozornimi premazi v industriji. Poleg tega pri nanosu na les dosežejo maksimalno lepoto in globino slike. Posebej zanimivi so različni alifatski uretanski akrilatni sistemi, ki so izjemno prozorni in brezbarvni pri nanosu na najrazličnejše površine, vključno z lesom. Poleg tega so alifatski poliuretanski akrilatni premazi zelo stabilni in se s starostjo ne razbarvajo. Pomembno je poudariti, da premazi z nizkim sijajem veliko bolj razpršijo svetlobo kot sijajni premazi in bodo zato imeli manjšo prosojnost. V primerjavi z drugimi kemijskimi sestavami premazov pa so premazi, ki se 100 % strdijo z UV-žarki, enakovredni, če ne celo boljši.
Vodno-difuzijski UV-strdljivi premazi, ki so trenutno na voljo, so lahko oblikovani tako, da zagotavljajo izjemno prosojnost, toplino lesa in odzivnost, ki se kosajo z najboljšimi običajnimi sistemi zaključnih obdelav. Prozornost, sijaj, odzivnost lesa in druge funkcionalne lastnosti UV-strdljivih premazov, ki so danes na voljo na trgu, so odlične, če so pridobljeni od kakovostnih proizvajalcev.
6. Ali obstajajo barvni ali pigmentirani UV-strdljivi premazi?
Da, barvni ali pigmentirani premazi so na voljo v vseh vrstah UV-strdljivih premazov, vendar je treba za optimalne rezultate upoštevati dejavnike. Prvi in najpomembnejši dejavnik je dejstvo, da nekatere barve vplivajo na sposobnost UV-energije, da prehaja v naneseni UV-strdljivi premaz ali prodira vanj. Elektromagnetni spekter je prikazan na sliki 1 in vidimo, da je spekter vidne svetlobe tik ob UV-spektru. Spekter je kontinuum brez jasnih razmejitvenih črt (valovnih dolžin). Zato se eno območje postopoma zliva s sosednjim območjem. Glede območja vidne svetlobe obstajajo nekatere znanstvene trditve, da se razteza od 400 nm do 780 nm, medtem ko druge trditve navajajo, da se razteza od 350 nm do 800 nm. Za to razpravo je pomembno le, da se zavedamo, da lahko nekatere barve učinkovito blokirajo prenos določenih valovnih dolžin UV-sevanja.
Ker se osredotočamo na valovno dolžino ali območje UV sevanja, si to območje podrobneje oglejmo. Slika 2 prikazuje razmerje med valovno dolžino vidne svetlobe in ustrezno barvo, ki jo učinkovito blokira. Pomembno je tudi vedeti, da barvila običajno segajo v širok razpon valovnih dolžin, tako da lahko rdeče barvilo segajo v precejšen razpon, tako da se lahko delno absorbira v območje UVA. Zato bodo barve, ki vzbujajo največjo zaskrbljenost, segajo v rumeno-oranžno-rdeče območje, te barve pa lahko vplivajo na učinkovito strjevanje.
Barvila ne le motijo UV strjevanje, ampak so tudi pomembna pri uporabi belih pigmentiranih premazov, kot so temeljni premazi in končni premazi, ki se strjujejo z UV-žarki. Upoštevajte absorbančni spekter belega pigmenta titanovega dioksida (TiO2), kot je prikazano na sliki 3. TiO2 kaže zelo močno absorbanco v celotnem UV-območju, vendar se beli premazi, ki se strjujejo z UV-žarki, učinkovito strjujejo. Kako? Odgovor se skriva v skrbni formulaciji s strani razvijalca in proizvajalca premaza v sodelovanju z uporabo ustreznih UV-žarnic za strjevanje. Običajne, konvencionalne UV-žarnice, ki se uporabljajo, oddajajo energijo, kot je prikazano na sliki 4.
Vsaka prikazana svetilka temelji na živem srebru, vendar se z dopiranjem živega srebra z drugim kovinskim elementom emisija lahko premakne v druga območja valovnih dolžin. V primeru belih premazov na osnovi TiO2, ki se strdijo z UV-žarki, bo energija, ki jo oddaja standardna živosrebrna svetilka, učinkovito blokirana. Nekatere višje valovne dolžine lahko zagotovijo strjevanje, vendar čas, potreben za popolno strjevanje, morda ni praktičen. Z dopiranjem živosrebrne svetilke z galijem pa se pridobi obilica energije, ki je uporabna v območju, ki ga TiO2 ne blokira učinkovito. Z uporabo kombinacije obeh vrst svetilk je mogoče doseči tako površinsko strjevanje (z uporabo galija, dopiranega z njim) kot površinsko strjevanje (z uporabo standardnega živega srebra) (slika 5).
Nenazadnje je treba barvne ali pigmentirane UV-strdljive premaze formulirati z uporabo optimalnih fotoiniciatorjev, da se UV-energija – območje valovnih dolžin vidne svetlobe, ki ga oddajajo sijalke – pravilno izkoristi za učinkovito strjevanje.
Druga vprašanja?
Glede vseh vprašanj, ki se pojavijo, se brez oklevanja obrnite na trenutnega ali bodočega dobavitelja premazov, opreme in sistemov za nadzor procesov podjetja. Na voljo so dobri odgovori, ki vam bodo pomagali pri sprejemanju učinkovitih, varnih in donosnih odločitev.
Lawrence (Larry) Van Iseghem je predsednik/izvršni direktor podjetja Van Technologies, Inc. Van Technologies ima več kot 30 let izkušenj z UV-trdljivimi premazi. Sprva se je podjetje za raziskave in razvoj hitro preoblikovalo v proizvajalca Application Specific Advanced Coatings™, ki služi industrijskim premaznim obratom po vsem svetu. UV-trdljivi premazi so bili vedno v središču pozornosti, skupaj z drugimi »zelenimi« tehnologijami premazov, s poudarkom na učinkovitosti, ki je enaka ali presega konvencionalne tehnologije. Van Technologies proizvaja industrijske premaze znamke GreenLight Coatings™ v skladu s sistemom vodenja kakovosti, certificiranim po standardu ISO-9001:2015. Za več informacij obiščitewww.greenlightcoatings.com.
Čas objave: 22. julij 2023
