Írta: Lawrence (Larry) Van Iseghem a Van Technologies, Inc. elnök-vezérigazgatója.
Az ipari ügyfelekkel folytatott nemzetközi üzleti tevékenység során hihetetlenül sok kérdéssel foglalkoztunk, és számos megoldást kínáltunk az UV-sugárzással keményedő bevonatokkal kapcsolatban. Az alábbiakban néhány gyakrabban felmerülő kérdést mutatunk be, és a kísérő válaszok hasznos betekintést nyújthatnak.
1. Mik azok az UV-sugárzással keményedő bevonatok?
A fafeldolgozó iparban az UV-sugárzással keményedő bevonatok három fő típusa létezik.
A 100%-ban aktív (néha 100%-os szilárdanyagnak is nevezik) az UV-sugárzással keményedő bevonatok folyékony kémiai kompozíciók, amelyek nem tartalmaznak oldószert vagy vizet. Felhordáskor a bevonat azonnal UV-sugárzásnak van kitéve, anélkül, hogy a térhálósodás előtt meg kell száradni vagy elpárologni. A felvitt bevonókompozíció szilárd felületi réteget képez a leírt reakcióképes eljárással, amelyet megfelelően fotopolimerizációnak nevezünk. Mivel a kikeményedés előtt nincs szükség párologtatásra, a felhordás és a térhálósodási folyamat rendkívül hatékony és költséghatékony.
A vízbázisú vagy oldószeres hibrid UV-sugárzással keményedő bevonatok nyilvánvalóan vizet vagy oldószert tartalmaznak az aktív (vagy szilárdanyag) tartalom csökkentésére. A szilárdanyagtartalomnak ez a csökkenése könnyebbé teszi az alkalmazott nedves filmvastagság szabályozását és/vagy a bevonat viszkozitásának szabályozását. Használat közben ezeket az UV-bevonatokat különféle módszerekkel hordják fel fafelületekre, és teljesen meg kell szárítani őket az UV-kezelés előtt.
Az UV-sugárzással keményedő porbevonatok szintén 100%-ban szilárd kompozíciók, és jellemzően elektrosztatikus vonzással vezetik fel őket vezetőképes szubsztrátumokra. Felhordás után az aljzatot felmelegítik, hogy a por megolvadjon, ami kifolyik és felületi filmet képez. A bevont szubsztrátum ezután azonnal ki lehet téve az UV-sugárzásnak, hogy megkönnyítse a térhálósodást. Az így létrejövő felületi film már nem deformálható hővel és nem érzékeny.
Ezeknek az UV-sugárzással kikeményíthető bevonatoknak vannak olyan változatai, amelyek másodlagos térhálósodási mechanizmust tartalmaznak (hőaktivált, nedvességreaktív stb.), amely olyan felületeken is kikeményedik, amelyek nincsenek kitéve UV-energiának. Ezeket a bevonatokat általában kettős keményedésű bevonatoknak nevezik.
Függetlenül attól, hogy milyen típusú UV-re keményedő bevonatot használnak, a végső felületi kiképzés vagy réteg kivételes minőséget, tartósságot és ellenálló képességet biztosít.
2. Mennyire tapadnak az UV-sugárzással keményedő bevonatok a különböző fafajtákhoz, beleértve az olajos fafajtákat is?
Az UV-re keményedő bevonatok kiváló tapadást mutatnak a legtöbb fafajjal. Fontos megbizonyosodni arról, hogy elegendő kikeményedési körülmény áll rendelkezésre a kikeményedés és a megfelelő tapadás biztosításához az aljzathoz.
Vannak bizonyos fajok, amelyek természetesen nagyon olajosak, és tapadást elősegítő alapozót vagy „tiecoat”-ot igényelhetnek. A Van Technologies jelentős kutatást és fejlesztést végzett az UV-sugárzással keményedő bevonatok ezen fafajtákhoz való tapadásával kapcsolatban. A legújabb fejlesztések közé tartozik az egyetlen UV-sugárzással keményedő tömítőanyag, amely megakadályozza, hogy az olajok, nedv és szurok megzavarják az UV-sugárzással keményedő fedőbevonat tapadását.
Alternatív megoldásként a fa felületén lévő olaj közvetlenül a bevonat felhordása előtt eltávolítható acetonnal vagy más alkalmas oldószerrel. Egy szöszmentes, nedvszívó kendőt először meg kell nedvesíteni az oldószerrel, majd áttörölni a fa felületét. Hagyjuk megszáradni a felületet, majd vihetjük fel az UV-re keményedő bevonatot. A felületi olaj és egyéb szennyeződések eltávolítása elősegíti a felvitt bevonat későbbi tapadását a fa felületére.
3. Milyen típusú foltok kompatibilisek az UV-bevonatokkal?
Az itt leírt foltok bármelyike hatékonyan lezárható és fedhető 100%-ban UV-re kikeményedő, oldószercsökkentett UV-keményedő, vízbázisú UV-keményedő vagy UV-re keményedő porrendszerekkel. Ezért számos életképes kombináció létezik, amelyek a legtöbb foltot alkalmassá teszik bármilyen UV-sugárzással keményedő bevonathoz. Vannak azonban bizonyos megfontolások, amelyek figyelemreméltóak annak biztosítására, hogy a minőségi fafelület kompatibilitása fennáll-e.
Vízbázisú és UV-sugárzással kikeményedő foltok:Ha 100%-ban UV-re keményedő, oldószerrel csökkentett UV-keményedő vagy UV-re keményedő porfestéket/fedőlakkot visz fel vízbázisú foltokra, elengedhetetlen, hogy a folt teljesen megszáradjon a bevonat egyenletességének hibáinak megelőzése érdekében, beleértve a narancsbőrt, a halszemet és a kráterképződést. , medence és tócsa. Az ilyen hibák a felvitt bevonatok alacsony felületi feszültsége miatt lépnek fel a felvitt foltból származó nagy maradék vízfelületi feszültséghez képest.
A vízbázisú UV-sugárzással keményedő bevonat alkalmazása azonban általában megbocsáthatóbb. A felvitt folt nedvességet mutathat káros hatások nélkül bizonyos vízbázisú UV-sugárzással kikeményedő tömítő-/fedőlakkok használatakor. A folt felhordásából származó maradék nedvesség vagy víz a száradási folyamat során könnyen átdiffundál a felvitt vízbázisú UV szigetelő-/fedőlakkon. Határozottan javasolt azonban, hogy minden foltot és tömítő/fedőbevonat kombinációt teszteljen egy reprezentatív próbadarabon, mielőtt a tényleges befejezendő felülethez ragaszkodik.
Olaj alapú és oldószeres foltok:Bár létezhet olyan rendszer, amely felvihető a nem kellően megszáradt olajalapú vagy oldószeres foltokra, általában szükséges és erősen ajánlott ezeket a foltokat teljesen megszárítani bármilyen tömítő/fedőréteg felhordása előtt. Az ilyen típusú lassan száradó foltok akár 24-48 órát is igénybe vehetnek (vagy tovább) a teljes kiszáradáshoz. Ismét ajánlatos a rendszert reprezentatív fafelületen tesztelni.
100%-ban UV-keményedő foltok:Általánosságban elmondható, hogy a 100%-ban UV-sugárzással keményedő bevonatok teljesen kikeményedve magas vegyszer- és vízállóságot mutatnak. Ez az ellenállás megnehezíti az utólag felvitt bevonatok jól tapadását, kivéve, ha az alatta lévő UV-keményített felület kellően kopott ahhoz, hogy lehetővé tegye a mechanikai kötést. Bár 100%-ban UV-re kikeményedő foltokat kínálnak, amelyeket úgy terveztek, hogy az utólag felvitt bevonatokkal szemben ellenállóképesek legyenek, a legtöbb 100%-ban UV-re kikeményedő foltot le kell csiszolni vagy részlegesen kikeményíteni ("B" fokozatnak vagy dudoros kikeményedésnek nevezik), hogy elősegítse a bevonatok közötti tapadást. A „B” szakaszolás maradék reaktív helyeket eredményez a foltrétegben, amelyek együtt reagálnak a felvitt UV-re keményedő bevonattal, amint az teljes térhálósodási feltételeknek van kitéve. A „B” fokozat lehetővé teszi az enyhe koptatást is, hogy megszüntesse vagy levágja a foltfelhordásból származó szemcseemelkedést. A sima tömítés vagy fedőréteg felhordása kiváló intercoat tapadást eredményez.
A 100%-ban UV-sugárzással keményedő foltokkal kapcsolatos másik probléma a sötétebb színekre vonatkozik. Az erősen pigmentált foltok (és általában a pigmentált bevonatok) jobban teljesítenek, ha olyan UV-lámpákat használnak, amelyek a látható fény spektrumához közelebb szállítanak energiát. A hagyományos, galliummal adalékolt UV lámpák szabványos higanylámpákkal kombinálva kiváló választás. A 395 nm-es és/vagy 405 nm-es UV LED-lámpák jobban teljesítenek pigmentált rendszerekkel, mint a 365 nm-es és 385 nm-es tömbök. Továbbá UV lámparendszerek, amelyek nagyobb UV-teljesítményt biztosítanak (mW/cm2) és az energiasűrűség (mJ/cm2) elősegíti a jobb kötést a felvitt folton vagy pigmentált bevonórétegen keresztül.
Végül, a többi fent említett foltrendszerhez hasonlóan, a festendő és befejezendő felülettel való munka előtt ajánlatos tesztelni. Kúra előtt győződjön meg róla!
4. Mi a maximális/minimális filmfelépítés 100%-os UV bevonatokhoz?
Az UV-re kikeményedő porbevonatok technikailag 100%-ban UV-re keményedő bevonatok, felhordott vastagságukat az elektrosztatikus vonzási erők korlátozzák, amelyek a port a befejezendő felülethez kötik. A legjobb, ha kikéri az UV porfestékek gyártójának tanácsát.
A folyékony, 100%-ban UV-re keményedő bevonatok esetében a felvitt nedves rétegvastagság megközelítőleg azonos száraz rétegvastagságot eredményez UV-keményedést követően. Némi zsugorodás elkerülhetetlen, de általában minimális következményekkel jár. Vannak azonban rendkívül technikai alkalmazások, amelyek nagyon szűk vagy szűk rétegvastagság-tűrést írnak elő. Ilyen körülmények között közvetlen térhálósított filmmérés végezhető a nedves és száraz rétegvastagság korrelálására.
Az elérhető végső kikeményedési vastagság az UV-sugárzással kikeményedő bevonat kémiai összetételétől és összetételétől függ. Léteznek olyan rendszerek, amelyeket úgy terveztek, hogy nagyon vékony filmlerakódásokat biztosítsanak 0,2–0,5 mil (5µ–15µ) között, mások pedig 0,5 hüvelyk (12 mm) feletti vastagságot biztosítanak. Jellemzően a nagy térhálósodási sűrűségű UV-sugárzással keményedő bevonatok, mint például egyes uretán-akrilát készítmények, nem képesek nagy filmvastagságra egyetlen felvitt rétegben. A kikeményedés utáni zsugorodás mértéke a vastagon felvitt bevonat súlyos repedését okozza. Még mindig nagy felépítési vagy felületvastagság érhető el UV-sugárzással keményedő, nagy keresztkötési sűrűségű bevonatokkal, több vékony réteg felhordásával, és az egyes rétegek között csiszolással és/vagy „B” fokozattal a bevonatok közötti tapadás elősegítése érdekében.
A legtöbb UV-sugárzással keményedő bevonat reaktív kikeményedési mechanizmusát „szabad gyökök által kezdeményezett”-nek nevezik. Ez a reaktív térhálósító mechanizmus érzékeny a levegő oxigénjére, ami lassítja vagy gátolja a térhálósodás sebességét. Ezt a lassulást gyakran oxigéngátlásnak nevezik, és akkor a legfontosabb, amikor nagyon vékony rétegvastagságot próbálnak elérni. Vékony filmeknél az alkalmazott bevonat teljes térfogatához viszonyított felülete viszonylag nagy a vastag rétegvastagságokhoz képest. Ezért a vékony rétegvastagságok sokkal érzékenyebbek az oxigéngátlásra, és nagyon lassan kötnek ki. Gyakran előfordul, hogy a bevonat felülete nem eléggé kikeményedett, és olajos/zsíros érzetet mutat. Az oxigéngátlás ellensúlyozására inert gázokat, például nitrogént és szén-dioxidot lehet átvezetni a felületen a térhálósodás során, hogy eltávolítsák az oxigénkoncentrációt, ezáltal lehetővé téve a teljes, gyors kikeményedést.
5. Mennyire tiszta az átlátszó UV-bevonat?
A 100%-ban UV-re keményedő bevonatok kiváló tisztaságot mutatnak, és vetekedni fognak az iparág legjobb átlátszó bevonataival. Ezenkívül fára alkalmazva maximális szépséget és mélységet kölcsönöznek a képnek. Különösen érdekesek a különféle alifás uretán-akrilát rendszerek, amelyek rendkívül átlátszóak és színtelenek, ha sokféle felületre alkalmazzák, beleértve a fát is. Ezenkívül az alifás poliuretán-akrilát bevonatok nagyon stabilak, és ellenállnak az elszíneződésnek az életkorral. Fontos kiemelni, hogy az alacsony fényű bevonatok sokkal jobban szórják a fényt, mint a fényes bevonatok, és ezáltal gyengébb a tisztaságuk. Más bevonatkémiához képest azonban a 100%-ban UV-sugárzással keményedő bevonatok egyenlőek, ha nem jobbak.
A jelenleg elérhető vízbázisú UV-sugárzással kikeményedő bevonatok úgy alakíthatók ki, hogy kivételes tisztaságot, fa meleget és a legjobb hagyományos felületkezelési rendszerekkel szembeni reakciót biztosítsák. A ma a piacon kapható UV-sugárzással keményedő bevonatok tisztasága, fényessége, fahatása és egyéb funkcionális tulajdonságai kiválóak, ha minőségi gyártóktól származnak.
6. Vannak-e színes vagy pigmentált UV-sugárzással keményedő bevonatok?
Igen, a színes vagy pigmentált bevonatok minden típusú UV-sugárzással keményedő bevonatban könnyen elérhetők, de vannak olyan tényezők, amelyeket figyelembe kell venni az optimális eredmény elérése érdekében. Az első és legfontosabb tényező az a tény, hogy bizonyos színek megzavarják az UV-energia azon képességét, hogy átjusson az UV-sugárzással keményedő bevonatba, vagy behatoljon abba. Az elektromágneses spektrumot az 1. kép szemlélteti, és látható, hogy a látható fény spektruma közvetlenül szomszédos az UV-spektrummal. A spektrum egy kontinuum, világos határvonalak (hullámhosszak) nélkül. Ezért az egyik régió fokozatosan összeolvad egy szomszédos régióval. A látható fénytartományt tekintve néhány tudományos állítás szerint 400 nm-től 780 nm-ig terjed, míg más állítások szerint 350 nm-től 800 nm-ig terjed. Ebben a vitában csak az számít, hogy felismerjük, hogy bizonyos színek hatékonyan blokkolják bizonyos hullámhosszú UV vagy sugárzás átvitelét.
Mivel a hangsúly az UV-hullámhosszon vagy a sugárzási tartományon van, vizsgáljuk meg ezt a régiót részletesebben. A 2. képen látható a kapcsolat a látható fény hullámhossza és a megfelelő szín között, amely hatékonyan blokkolja azt. Azt is fontos tudni, hogy a színezékek jellemzően egy hullámhossz-tartományt fednek le, így a vörös színezőanyag jelentős tartományt ölel át, így részben elnyelheti az UVA tartományt. Ezért a leginkább aggodalomra okot adó színek a sárga – narancssárga – vörös tartományt fedik le, és ezek a színek megzavarhatják a hatékony gyógyulást.
A színezékek nem csak az UV-sugárzással való kikeményedést gátolják, hanem a fehér pigmentált bevonatok, például UV-sugárzással keményedő alapozók és fedőfestékek használatakor is figyelembe kell venni őket. Tekintsük a titán-dioxid (TiO2) fehér pigment abszorbanciaspektrumát, amint az a 3. ábrán látható. A TiO2 nagyon erős abszorbanciát mutat az egész UV-tartományban, ennek ellenére a fehér, UV-re keményedő bevonatok hatékonyan kikeményednek. Hogyan? A válasz a bevonat előhívója és gyártója által végzett gondos megfogalmazásban rejlik, összhangban a megfelelő UV-lámpák használatával. A használatban lévő általános, hagyományos UV-lámpák energiát bocsátanak ki, a 4. képen látható módon.
Minden ábrázolt lámpa higanyalapú, de ha a higanyt egy másik fém elemmel adalékolják, a kibocsátás más hullámhossz-tartományokra tolódik el. A TiO2 alapú, fehér, UV-re keményedő bevonatok esetében a szabványos higanylámpa által leadott energia hatékonyan blokkolható. A szállított magasabb hullámhosszok némelyike gyógyulást biztosít, de előfordulhat, hogy a teljes térhálósodáshoz szükséges idő nem praktikus. Ha azonban egy higanylámpát galliummal adalékolunk, akkor rengeteg energiát kapunk, amely hasznos a TiO2 által nem hatékonyan blokkolt területen. Mindkét lámpatípus kombinációjával, kikeményítéssel (galliumadalékkal), és felületi térhálósítással (standard higannyal) is megvalósítható (5. kép).
Végül a színes vagy pigmentált UV-sugárzással keményedő bevonatokat az optimális fotoiniciátorok felhasználásával kell elkészíteni, hogy az UV-energiát – a lámpák által leadott látható fény hullámhossz-tartományát – megfelelően hasznosítsák a hatékony kötés érdekében.
Egyéb kérdések?
Bármilyen felmerülő kérdéssel kapcsolatban ne habozzon feltenni a vállalat jelenlegi vagy jövőbeni bevonat-, berendezés- és folyamatirányító rendszer-beszállítóját. Jó válaszok állnak rendelkezésre a hatékony, biztonságos és nyereséges döntések meghozatalához. u
Lawrence (Larry) Van Iseghem a Van Technologies, Inc. elnök-vezérigazgatója. A Van Technologies több mint 30 éves tapasztalattal rendelkezik az UV-sugárzással keményedő bevonatok terén, kezdetben kutatás-fejlesztési vállalatként, de gyorsan átalakult az Application Specific Advanced Coatings™ ipari bevonatokat kiszolgáló gyártójává. létesítmények világszerte. Az UV-sugárzással keményedő bevonatok mindig is elsődleges szempont volt, más „zöld” bevonási technológiákkal együtt, a hangsúly a hagyományos technológiákkal megegyező vagy azt meghaladó teljesítményre helyezte a hangsúlyt. A Van Technologies a GreenLight Coatings™ márkájú ipari bevonatokat az ISO-9001:2015 tanúsított minőségirányítási rendszer szerint gyártja. További információért látogasson elwww.greenlightcoatings.com.
Feladás időpontja: 2023.07.22
