Az UV-technológiát sokan az ipari bevonatok kikeményedésének „feltörekvő” technológiájának tartják. Bár sokak számára újdonságnak számíthat az ipari és autóipari bevonatiparban, más iparágakban már több mint három évtizede létezik…
Az UV-technológiát sokan az ipari bevonatok kikeményedésének „feltörekvő” technológiájának tartják. Bár sokak számára újdonságnak számíthat az ipari és autóipari bevonatok iparágában, más iparágakban már több mint három évtizede létezik. Az emberek nap mint nap UV-bevonatú vinil padlóburkolatokon járnak, és sokan közülünk otthon is tartanak ilyeneket. Az UV-keményedési technológia a szórakoztatóelektronikai iparban is jelentős szerepet játszik. Például mobiltelefonok esetében az UV-technológiát műanyag házak bevonására, a belső elektronika védelmére szolgáló bevonatokra, UV-ragasztott alkatrészekre, sőt egyes telefonokon található színes képernyők gyártására is használják. Hasonlóképpen, az optikai szálas és a DVD/CD-ipar kizárólag UV-bevonatokat és ragasztókat használ, és nem létezne a mai formájában, ha az UV-technológia nem tette volna lehetővé a fejlesztésüket.
Szóval, mi is az UV-keményítés? Egyszerűbben fogalmazva, ez egy olyan eljárás, amelynek során bevonatokat térhálósítanak (keményítenek) egy kémiai folyamattal, amelyet UV-energia indít el és tart fenn. Kevesebb mint egy perc alatt a bevonat folyékony halmazállapotúból szilárd halmazállapotúvá alakul. Alapvető különbségek vannak egyes nyersanyagokban és a bevonatban lévő gyanták funkcionalitásában, de ezek a bevonat felhasználója számára átláthatóak.
A hagyományos felhordóberendezések, mint például a levegőporlasztásos szórópisztolyok, a HVLP, a forgóharangos, az áramlásos bevonatoló, a hengerelt bevonatoló és egyéb berendezések UV-bevonatokat visznek fel. A bevonat felvitele és az oldószeres vaku után azonban ahelyett, hogy hőkemencébe kerülne, a bevonatot UV-lámpák által generált UV-energiával kötik meg, amelyeket úgy szerveznek meg, hogy a bevonatot a kikeményedéshez szükséges minimális energiával világítsák meg.
Az UV-technológia tulajdonságait kiaknázó vállalatok és iparágak rendkívüli értéket képviselnek azáltal, hogy kiváló termelési hatékonyságot és kiváló végterméket biztosítanak, miközben növelik a profitjukat.
Az UV attribútumainak kihasználása
Melyek a legfontosabb kihasználható tulajdonságok? Először is, ahogy korábban említettük, a kikeményedés nagyon gyors, és szobahőmérsékleten elvégezhető. Ez lehetővé teszi a hőérzékeny aljzatok hatékony kikeményedését, és minden bevonat nagyon gyorsan kikeményíthető. Az UV-kikeményítés kulcsfontosságú a termelékenység szempontjából, ha a folyamat szűk keresztmetszete a hosszú kikeményedési idő. Emellett a sebesség sokkal kisebb helyigénnyel járó folyamatot tesz lehetővé. Összehasonlításképpen, egy hagyományos bevonat, amely 30 perces sütést igényel 15 láb/perc sebességgel, 450 láb szállítószalagot igényel a kemencében, míg egy UV-kikeményedő bevonathoz csak 25 láb (vagy kevesebb) szállítószalag szükséges.
Az UV-térhálósodási reakció rendkívül kiváló fizikai tartósságú bevonatot eredményezhet. Bár a bevonatok kialakíthatók keményre olyan alkalmazásokhoz, mint a padlóburkolatok, nagyon rugalmassá is tehetők. Mindkét típusú bevonatot, a keményet és a rugalmasat, használják az autóiparban.
Ezek a tulajdonságok a mozgatórugói az UV-technológia folyamatos fejlesztésének és elterjedésének az autóipari bevonatok esetében. Természetesen vannak kihívások az ipari bevonatok UV-keményedésével kapcsolatban. A folyamat tulajdonosa számára az elsődleges szempont az, hogy az összetett alkatrészek minden területét UV-energiának lehessen kitenni. A bevonat teljes felületét a bevonat kikeményedéséhez szükséges minimális UV-energiának kell kitenni. Ehhez az alkatrész gondos elemzésére, az alkatrészek átrendezésére és a lámpák elrendezésére van szükség az árnyékos területek kiküszöbölése érdekében. Azonban jelentős fejlesztések történtek a lámpák, a nyersanyagok és a formulált termékek terén, amelyek leküzdötték ezen korlátok nagy részét.
Autóipari előrejelző világítás
Az UV-technológia az autóipari első világítási iparban vált a standard technológiává, ahol az UV-bevonatokat több mint 15 éve használják, és mára a piac 80%-át teszik ki. A fényszórók két fő alkotóelemből állnak, amelyeket bevonni kell: a polikarbonát lencséből és a reflektorházból. A lencsének nagyon kemény, karcálló bevonatra van szüksége, hogy megvédje a polikarbonátot az elemektől és a fizikai behatásoktól. A reflektorház UV-alapbevonattal (alapozóval) rendelkezik, amely lezárja az aljzatot, és ultrasima felületet biztosít a fémezéshez. A reflektor alapbevonat piaca ma már lényegében 100%-ban UV-kezelt. Az alkalmazás fő okai a megnövekedett termelékenység, a kis gyártási helyigény és a kiváló bevonatteljesítmény.
Bár a felhasznált bevonatok UV-szárításúak, oldószert tartalmaznak. A túlfújt festék nagy részét azonban visszanyerik és visszavezetik a folyamatba, így közel 100%-os átviteli hatékonyságot érnek el. A jövőbeli fejlesztések célja a szilárdanyag-tartalom 100%-ra növelése és az oxidálószer szükségességének kiküszöbölése.
Külső műanyag alkatrészek
Az egyik kevésbé ismert alkalmazás az UV-fényre kötő lakk használata a színesre öntött karosszéria oldalsó díszléceken. Ezt a bevonatot eredetileg a vinil karosszéria oldalsó díszlécek külső expozícióján fellépő sárgulás csökkentésére fejlesztették ki. A bevonatnak nagyon erősnek és rugalmasnak kellett lennie ahhoz, hogy a díszléchez ütődő tárgyaktól való repedésmentes tapadás megmaradjon. Az UV-bevonatok használatának mozgatórugói ebben az alkalmazásban a kikeményedés gyorsasága (kis folyamatigény) és a kiváló teljesítménytulajdonságok.
SMC karosszériaelemek
A lemezformázó kompozit (SMC) egy kompozit anyag, amelyet több mint 30 éve használnak az acél alternatívájaként. Az SMC egy üvegszállal töltött poliészter gyantából áll, amelyet lemezekké öntöttek. Ezeket a lemezeket ezután présformába helyezik, és karosszériaelemekké formálják. Az SMC azért választható, mert csökkenti a szerszámköltségeket kis gyártási sorozatok esetén, csökkenti a súlyt, horpadás- és korrózióállóságot biztosít, és nagyobb mozgásteret biztosít a stylistoknak. Az SMC használatának egyik kihívása azonban az alkatrész kidolgozása az összeszerelő üzemben. Az SMC egy porózus hordozó. Amikor a karosszériaelem, amely már a járművön van, átmegy a lakkbevonat-kemencén, egy festékhiba, az úgynevezett „porozitási kipattanás” keletkezhet. Ez legalább egy foltjavítást igényel, vagy ha elegendő „kipattanás” van, akkor a karosszéria teljes újrafestését.
Három évvel ezelőtt, a hiba kiküszöbölésére törekedve, a BASF Coatings forgalomba hozott egy UV/termikus hibrid tömítőanyagot. A hibrid kikeményedés használatának az az oka, hogy a túlfújt festék nem kritikus felületeken köt meg. A „porozitási kiemelkedések” kiküszöbölésének kulcsfontosságú lépése az UV-energia besugárzása, ami jelentősen növeli a kritikus felületeken lévő bevonat térhálósodásának sűrűségét. Ha a tömítőanyag nem kapja meg a minimális UV-energiát, a bevonat akkor is megfelel az összes többi teljesítménykövetelménynek.
A kettős kikeményedési technológia alkalmazása ebben az esetben új bevonattulajdonságokat biztosít az UV-keményedésnek köszönhetően, miközben biztonsági tényezőt biztosít a bevonat számára nagy értékű alkalmazásokban. Ez az alkalmazás nemcsak azt demonstrálja, hogy az UV-technológia hogyan biztosíthat egyedi bevonattulajdonságokat, hanem azt is, hogy az UV-keményedéses bevonatrendszer életképes nagy értékű, nagy volumenű, nagy és összetett autóipari alkatrészeken. Ezt a bevonatot körülbelül egymillió karosszériaelemen használták.
OEM lakkréteg
Vitán felül, az UV-technológia piacának leglátványosabb szegmense az autóipari külső karosszériaelemek A osztályú bevonatai. A Ford Motor Company egy prototípus járművön, a Concept U autón mutatta be az UV-technológiát a 2003-as Észak-Amerikai Nemzetközi Autókiállításon. A bemutatott bevonattechnológia egy UV-származékkal kikeményedett átlátszó bevonat volt, amelyet az Akzo Nobel Coatings fejlesztett ki és szállított. Ezt a bevonatot különféle anyagokból készült karosszériaelemekre vitték fel és köttették meg.
A Surcaron, a Franciaországban kétévente megrendezett legjelentősebb globális autóipari bevonatok konferenciáján mind a DuPont Performance Coatings, mind a BASF előadást tartott 2001-ben és 2003-ban az autóipari átlátszó bevonatok UV-szárítási technológiájáról. A fejlesztés mozgatórugója a festékkel kapcsolatos elsődleges ügyfél-elégedettségi probléma – a karcolás- és sérülésállóság – javítása. Mindkét vállalat hibrid kötő (UV és hő) bevonatokat fejlesztett ki. A hibrid technológiai út követésének célja az UV-szárítási rendszer bonyolultságának minimalizálása, miközben a kívánt teljesítménytulajdonságokat érik el.
Mind a DuPont, mind a BASF kísérleti gyártósorokat telepített létesítményeiben. A wuppertali DuPont gyártósor képes teljes karosszériák kikeményítésére. A bevonatoló vállalatoknak nemcsak jó bevonási teljesítményt kell mutatniuk, hanem festősoron belüli megoldást is. Az UV/termikus kikeményítés DuPont által említett további előnye, hogy a befejező sor átlátszó bevonatának hossza 50%-kal csökkenthető egyszerűen a termikus kemence hosszának csökkentésével.
A mérnöki oldalról a Dürr System GmbH egy UV-szárításra szolgáló összeszerelő üzem koncepciójáról tartott előadást. Ezen koncepciók egyik kulcsfontosságú változója az UV-szárítási folyamat helye volt a befejező soron. A mérnöki megoldások között szerepelt az UV-lámpák elhelyezése a hőkemencében, belül vagy után. A Dürr úgy véli, hogy a fejlesztés alatt álló, jelenleg fejlesztés alatt álló formulákat tartalmazó legtöbb folyamatlehetőségre léteznek mérnöki megoldások. A Fusion UV Systems egy új eszközt is bemutatott – az autóipari karosszériák UV-szárítási folyamatának számítógépes szimulációját. Ezt a fejlesztést az UV-szárítási technológia összeszerelő üzemekben való elterjedésének támogatása és felgyorsítása érdekében végezték.
Egyéb alkalmazások
Folyamatosan folynak a fejlesztési munkálatok az autók belső tereiben használt műanyag bevonatok, az könnyűfém felnik és dísztárcsák bevonatai, a nagyméretű, színre festett alkatrészekre felvitt átlátszó bevonatok és a motortéri alkatrészek. Az UV-eljárást továbbra is stabil kikeményedési platformként validálják. Ami igazán változik, az az, hogy az UV-bevonatok egyre összetettebb, nagyobb értékű alkatrészekre is átterjednek. Az eljárás stabilitását és hosszú távú életképességét az előrejelző világítási alkalmazás igazolta. Több mint 20 évvel ezelőtt indult, és mára iparági szabványnak számít.
Bár az UV-technológia egyesek szerint „menő” tényezővel bír, az iparág célja ezzel a technológiával a legjobb megoldásokat kínálni a fényezők problémáira. Senki sem használ technológiát magáért a technológiáért. Értéket kell teremtenie. Az érték a kikeményedési sebességgel összefüggő jobb termelékenység formájában jelentkezhet. Vagy olyan továbbfejlesztett vagy új tulajdonságokból származhat, amelyeket a jelenlegi technológiákkal nem lehetett elérni. Jöhet a jobb első minőségből, mivel a bevonat kevesebb ideig van kitéve a szennyeződésnek. Lehetőséget biztosíthat a VOC-k csökkentésére vagy kiküszöbölésére a létesítményben. A technológia értéket teremthet. Az UV-iparnak és a fényezőknek továbbra is együtt kell működniük olyan megoldások kidolgozása érdekében, amelyek javítják a fényezők eredményét.
Közzététel ideje: 2023. márc. 14.
