Lawrence (Larry) Van Iseghem a Van Technologies, Inc. elnök-vezérigazgatója.
Nemzetközi szinten ipari ügyfelekkel folytatott üzleti tevékenységünk során hihetetlenül sok kérdést megválaszoltunk, és számos megoldást kínáltunk az UV-fényre keményedő bevonatokkal kapcsolatban. Az alábbiakban a gyakoribb kérdések közül néhányat ismertetünk, a hozzájuk tartozó válaszok pedig hasznos betekintést nyújthatnak.
1. Mik azok az UV-fényre kötő bevonatok?
A faipari befejező iparban három fő típusa van az UV-fényre kötő bevonatoknak.
A 100%-ban aktív (néha 100%-ban szilárdanyag-tartalmú) UV-fényre kikeményedő bevonatok folyékony kémiai készítmények, amelyek nem tartalmaznak oldószert vagy vizet. Felvitelkor a bevonatot azonnal UV-energiának teszik ki anélkül, hogy a kikeményedés előtt meg kellene száradni vagy elpárologtatni. A felvitt bevonatösszetétel a leírt és megfelelően fotopolimerizációnak nevezett reaktív folyamaton keresztül szilárd felületi réteget képez. Mivel a kikeményedés előtt nincs szükség párologtatásra, a felviteli és kikeményedési folyamat rendkívül hatékony és költséghatékony.
A vízbázisú vagy oldószeres hibrid UV-keményedő bevonatok nyilvánvalóan vizet vagy oldószert tartalmaznak az aktív (vagy szilárd) tartalom csökkentése érdekében. A szilárdanyag-tartalom csökkentése lehetővé teszi a felvitt nedves filmréteg vastagságának és/vagy a bevonat viszkozitásának szabályozását. Használat során ezeket az UV-bevonatokat különféle módszerekkel viszik fel fafelületekre, és az UV-keményítés előtt teljesen meg kell szárítani őket.
Az UV-fényre kikeményedő porbevonatok szintén 100%-ban szilárd anyagok, és jellemzően elektrosztatikus vonzás révén viszik fel őket vezetőképes hordozókra. Felvitel után a hordozót melegítik, hogy a por megolvadjon, amely kifolyik és felületi filmet képez. A bevont hordozó ezután azonnal UV-energiának tehető a kikeményedés elősegítése érdekében. A kapott felületi film már nem deformálódik hő hatására, és nem érzékeny a hőre.
Ezen UV-fényre kikeményedő bevonatok olyan változatai kaphatók, amelyek másodlagos kikeményedési mechanizmust (hővel aktiválódó, nedvességre reagáló stb.) tartalmaznak, amely az UV-energiának ki nem tett felületi területeken is biztosít kikeményedést. Ezeket a bevonatokat általában kettős kikeményedésű bevonatoknak nevezik.
Az alkalmazott UV-fényre keményedő bevonat típusától függetlenül a végső felületkezelés vagy réteg kivételes minőséget, tartósságot és ellenállási tulajdonságokat biztosít.
2. Mennyire jól tapadnak az UV-fényre kötő bevonatok a különböző fafajtákhoz, beleértve az olajos fafajtákat is?
Az UV-fényre kikeményedő bevonatok kiváló tapadást mutatnak a legtöbb fafajhoz. Fontos biztosítani a megfelelő kikeményedési feltételeket a teljes kikeményedéshez és az aljzathoz való megfelelő tapadás biztosításához.
Vannak bizonyos fafajok, amelyek természetesen nagyon olajosak, és tapadásjavító alapozó, vagy „kötőréteg” felvitelét igényelhetik. A Van Technologies jelentős kutatást és fejlesztést végzett az UV-fényre kötő bevonatok ezen fafajtákhoz való tapadásával kapcsolatban. A legújabb fejlesztések közé tartozik az egyetlen UV-fényre kötő tömítőanyag, amely megakadályozza, hogy az olajok, a nedvesség és a szurok zavarják az UV-fényre kötő fedőréteg tapadását.
Alternatív megoldásként a fa felületén lévő olaj közvetlenül a bevonat felhordása előtt eltávolítható acetonnal vagy más megfelelő oldószerrel történő áttörléssel. Egy szöszmentes, nedvszívó kendőt először megnedvesítenek az oldószerrel, majd áttörlik vele a fa felületét. A felületet hagyják megszáradni, majd felvihető az UV-fényre kötő bevonat. A felületi olaj és egyéb szennyeződések eltávolítása elősegíti a felvitt bevonat későbbi tapadását a fa felületéhez.
3. Milyen típusú festékek kompatibilisek az UV-bevonatokkal?
Az itt leírt pácok bármelyike hatékonyan lezárható és fedőbevonattal ellátható 100%-ban UV-fényre kötő, oldószercsökkentett UV-fényre kötő, vízbázisú UV-fényre kötő vagy UV-fényre kötő porfestékekkel. Ezért számos életképes kombináció létezik, amelyek a piacon kapható szinte bármely pácot alkalmassá teszik bármilyen UV-fényre kötő bevonathoz. Vannak azonban bizonyos szempontok, amelyeket figyelembe kell venni a minőségi fafelület-kezeléshez szükséges kompatibilitás biztosítása érdekében.
Vízben alapú festékek és UV-fényre száradó, vízben alapú festékek:Amikor 100%-ban UV-sugárzással kötő, oldószercsökkentett UV-sugárzással kötő vagy UV-sugárzással kötő por alapú tömítőanyagokat/fedőbevonatokat viszünk fel vízbázisú pácokra, elengedhetetlen, hogy a pác teljesen megszáradjon, hogy elkerüljük a bevonat egyenletességének hibáit, beleértve a narancshéj-foltot, a halszem-effektust, a kráteresedést, a tócsásodást és a tócsásodást. Az ilyen hibák a felvitt bevonatok alacsony felületi feszültsége miatt következnek be a felvitt pácból származó magas maradék vízfelületi feszültséghez képest.
A vízbázisú, UV-fényre kötő bevonatok felhordása azonban általában megbocsátóbb. A felvitt pác bizonyos vízbázisú, UV-fényre kötő tömítőanyagok/fedőbevonatok használata esetén nedvességet mutathat káros hatások nélkül. A pác felhordásából származó maradék nedvesség vagy víz könnyen áthatol a felvitt vízbázisú, UV-fényre kötő anyagon/fedőbevonaton a száradási folyamat során. Azonban erősen ajánlott minden pác és tömítőanyag/fedőbevonat kombinációt egy reprezentatív mintán tesztelni, mielőtt a ténylegesen kezelendő felületre ruháznánk át.
Olaj alapú és oldószeres festékek:Bár létezhet olyan rendszer, amely a nem kellően megszáradt olaj alapú vagy oldószeres festékekre is alkalmazható, általában szükséges és erősen ajánlott ezeket a festékeket teljesen megszárítani bármilyen tömítőanyag/fedőbevonat felvitele előtt. Az ilyen típusú lassan száradó festékek teljes száradása akár 24-48 órát (vagy többet) is igénybe vehet. Ismételten ajánlott a rendszert egy reprezentatív fafelületen tesztelni.
100%-ban UV-fényre száradó foltok:Általánosságban elmondható, hogy a 100%-ban UV-fényre kikeményedő bevonatok teljes kikeményedés után magas vegyszer- és vízállóságot mutatnak. Ez az ellenállás megnehezíti a később felvitt bevonatok jó tapadását, kivéve, ha az alatta lévő UV-fényre kikeményedett felületet megfelelően lecsiszolják a mechanikai kötés lehetővé tételéhez. Bár kaphatók olyan 100%-ban UV-fényre kikeményedő pácok, amelyeket úgy terveztek, hogy fogékonyak legyenek a később felvitt bevonatokra, a legtöbb 100%-ban UV-fényre kikeményedő pácot le kell csiszolni vagy részlegesen kikeményíteni (ezt „B” fokozatnak vagy egyenetlen kikeményítésnek nevezik) a rétegek közötti tapadás elősegítése érdekében. A „B” fokozat a pácrétegben maradék reaktív helyeket eredményez, amelyek együtt reagálnak a felvitt UV-fényre kikeményedő bevonattal, miközben az teljes kikeményedési körülményeknek van kitéve. A „B” fokozat enyhe csiszolást is lehetővé tesz, hogy eltávolítsa vagy levágja a pác felviteléből eredő szálkásodást. A sima tömítés vagy fedőbevonat felhordása kiváló rétegek közötti tapadást eredményez.
A 100%-ban UV-fényre kötő festékekkel kapcsolatos másik aggály a sötétebb színekre vonatkozik. Az erősen pigmentált festékek (és általában a pigmentált bevonatok) jobban teljesítenek olyan UV-lámpák használata esetén, amelyek a látható fény spektrumához közelebb eső energiát szolgáltatnak. A galliummal adalékolt hagyományos UV-lámpák és a standard higanylámpák kombinációja kiváló választás. A 395 nm és/vagy 405 nm hullámhosszúságot kibocsátó UV LED-lámpák jobban teljesítenek pigmentált rendszerekkel a 365 nm-es és 385 nm-es tömbökhöz képest. Továbbá a nagyobb UV-teljesítményt (mW/cm2) és energiasűrűség (mJ/cm2) elősegítik a jobb kikeményedést a felvitt pácon vagy pigmentált bevonatrétegen keresztül.
Végül, a fent említett többi pácrendszerhez hasonlóan, a pácolandó és kezelendő felülettel való munka előtt ajánlott próba elvégzése. Győződjön meg róla, hogy a száradás előtt megvan!
4. Mi a maximális/minimális filmréteg-vastagság 100%-os UV-bevonatok esetén?
Az UV-fényre kötő porbevonatok technikailag 100%-ban UV-fényre kötő bevonatok, és a felvitt vastagságukat az elektrosztatikus vonzóerők korlátozzák, amelyek a port a kezelendő felülethez kötik. A legjobb, ha az UV-porbevonatok gyártójának tanácsát kéri.
A folyékony, 100%-ban UV-fényre kikeményedő bevonatok esetében a felvitt nedves filmvastagság megközelítőleg azonos száraz filmvastagságot eredményez az UV-keményedés után. Bizonyos mértékű zsugorodás elkerülhetetlen, de általában minimális következményekkel jár. Vannak azonban olyan magas szintű technikai alkalmazások, amelyek nagyon szűk vagy szűk filmvastagság-tűréseket írnak elő. Ilyen körülmények között közvetlen kikeményedett filmmérés végezhető a nedves és a száraz filmvastagság összefüggésének megállapítására.
Az elérhető végső kikeményedett vastagság az UV-fényre keményedő bevonat kémiai összetételétől és összetételétől függ. Léteznek olyan rendszerek, amelyek nagyon vékony, 0,2 mil és 0,5 mil (5µ - 15µ) közötti filmrétegek létrehozására szolgálnak, és olyanok is, amelyek 0,5 hüvelyk (12 mm) feletti vastagságot is biztosítanak. Az UV-fényre keményedő, nagy térhálósodási sűrűséggel rendelkező bevonatok, mint például egyes uretán-akrilát készítmények, jellemzően nem képesek nagy filmvastagság elérésére egyetlen rétegben. A kikeményedés során fellépő zsugorodás súlyos repedéseket okoz a vastagon felvitt bevonatban. Nagy rétegvastagság vagy felületkezelés is elérhető nagy térhálósodási sűrűségű UV-fényre keményedő bevonatokkal több vékony réteg felvitelével, és az egyes rétegek között csiszolással és/vagy „B” fokozattal a rétegek közötti tapadás elősegítése érdekében.
A legtöbb UV-fényre kikeményedő bevonat reaktív kikeményedési mechanizmusát „szabad gyökös iniciációnak” nevezik. Ez a reaktív kikeményedési mechanizmus érzékeny a levegő oxigénjére, ami lelassítja vagy gátolja a kikeményedés sebességét. Ezt a lassulást gyakran oxigéngátlásnak nevezik, és a legfontosabb, amikor nagyon vékony filmvastagságot próbálnak elérni. Vékony filmek esetén a felvitt bevonat teljes térfogatához viszonyított felület viszonylag nagy a vastag filmvastagságokhoz képest. Ezért a vékony filmvastagságok sokkal érzékenyebbek az oxigéngátlásra, és nagyon lassan kötnek ki. A bevonat felülete gyakran nem eléggé kikeményedett, és olajos/zsíros érzetet kelt. Az oxigéngátlás ellensúlyozására inert gázokat, például nitrogént és szén-dioxidot lehet átvezetni a felületen a kikeményedés során, hogy eltávolítsák az oxigénkoncentrációt, ezáltal lehetővé téve a teljes, gyors kikeményedést.
5. Mennyire átlátszó egy átlátszó UV-bevonat?
A 100%-ban UV-keményedő bevonatok kiváló átlátszóságot mutatnak, és felveszik a versenyt az iparág legjobb átlátszó bevonataival. Ezenkívül fára alkalmazva maximális szépséget és mélységet hoznak létre a képen. Különösen érdekesek a különféle alifás uretán-akrilát rendszerek, amelyek rendkívül átlátszóak és színtelenek, ha sokféle felületre, beleértve a fát is, alkalmazzák. Továbbá az alifás poliuretán-akrilát bevonatok nagyon stabilak és ellenállnak az elszíneződésnek az idő múlásával. Fontos megjegyezni, hogy az alacsony fényű bevonatok sokkal jobban szórják a fényt, mint a fényes bevonatok, és ezért alacsonyabb átlátszóságúak. Más bevonókémiákhoz képest azonban a 100%-ban UV-keményedő bevonatok egyenlőek, ha nem jobbak.
A jelenleg kapható vízbázisú, UV-fényre kötő bevonatok kivételes átlátszóságot, melegséget és a legjobb hagyományos felületkezelési rendszerekkel vetekedni képes válaszreakciót biztosítanak a fa számára. A piacon kapható UV-fényre kötő bevonatok átlátszósága, fényessége, a faanyagra ható tulajdonságai és egyéb funkcionális tulajdonságai kiválóak, ha minőségi gyártóktól származnak.
6. Léteznek színes vagy pigmentált UV-fényre kötő bevonatok?
Igen, a színes vagy pigmentált bevonatok mindenféle UV-fényre keményedő bevonatban könnyen elérhetők, de az optimális eredmény elérése érdekében számos tényezőt figyelembe kell venni. Az első és legfontosabb tényező az, hogy bizonyos színek zavarják az UV-energia azon képességét, hogy átjusson vagy behatoljon az alkalmazott UV-fényre keményedő bevonatba. Az elektromágneses spektrumot az 1. ábra szemlélteti, és látható, hogy a látható fény spektruma közvetlenül az UV-spektrum mellett helyezkedik el. A spektrum egy folytonos spektrum, amelyben nincsenek egyértelmű elválasztó vonalak (hullámhosszak). Ezért az egyik régió fokozatosan beleolvad egy szomszédos régióba. A látható fény régióját tekintve egyes tudományos állítások szerint 400 nm-től 780 nm-ig terjed, míg mások szerint 350 nm-től 800 nm-ig terjed. Ebben a vitában csak az számít, hogy felismerjük, hogy bizonyos színek hatékonyan blokkolhatják bizonyos UV- vagy sugárzás hullámhosszainak áteresztését.
Mivel a fókusz az UV hullámhosszon vagy sugárzási tartományon van, vizsgáljuk meg ezt a tartományt részletesebben. A 2. ábra a látható fény hullámhossza és a megfelelő, azt hatékonyan blokkoló szín közötti kapcsolatot mutatja. Fontos tudni azt is, hogy a színezékek jellemzően egy hullámhossztartományt ölelnek fel, így egy piros színezék jelentős tartományt ölelhet fel, így részben elnyelheti az UVA-tartományt. Ezért a legnagyobb aggodalomra okot adó színek a sárga-narancs-piros tartományt fogják átfogni, és ezek a színek zavarhatják a hatékony kikeményedést.
A színezékek nemcsak az UV-keményedést zavarják, hanem fehér pigmentált bevonatok, például UV-keményedő alapozók és fedőfestékek használatakor is figyelembe kell venni őket. Vegyük figyelembe a fehér pigment titán-dioxid (TiO2) abszorbancia spektrumát, amint az a 3. ábrán látható. A TiO2 nagyon erős abszorbanciát mutat az UV-tartományban, mégis a fehér, UV-keményedő bevonatok hatékonyan kikeményednek. Hogyan? A válasz a bevonatfejlesztő és -gyártó gondos formulációjában rejlik, valamint a megfelelő UV-lámpák használatában a kikeményítéshez. A használatban lévő hagyományos UV-lámpák energiát bocsátanak ki, amint azt a 4. ábra szemlélteti.
Minden bemutatott lámpa higany alapú, de a higany egy másik fémmel való adalékolásával az emisszió más hullámhossz-tartományokba tolódhat. TiO2-alapú, fehér, UV-fényre kikeményedő bevonatok esetén a standard higanylámpa által leadott energia hatékonyan blokkolódik. Néhány leadott magasabb hullámhossz biztosíthatja a kikeményedést, de a teljes kikeményedéshez szükséges idő nem biztos, hogy praktikus. A higanylámpa galliummal való adalékolásával azonban rengeteg energia hasznosítható egy olyan tartományban, amelyet a TiO2 nem blokkol hatékonyan. Mindkét lámpatípus kombinációjával mind a belső kikeményedés (galliummal adalékolt), mind a felületi kikeményedés (standard higanyval) megvalósítható (5. ábra).
Végül, a színes vagy pigmentált UV-fényre kikeményedő bevonatokat optimális fotoiniciátorokkal kell formulázni, hogy az UV-energia – a lámpák által leadott látható fény hullámhossz-tartománya – megfelelően hasznosuljon a hatékony kikeményedés érdekében.
Egyéb kérdések?
Bármilyen kérdéssel forduljon bizalommal a vállalat jelenlegi vagy jövőbeli bevonat-, berendezés- és folyamatirányító rendszer-beszállítójához. Jó válaszok állnak rendelkezésre, amelyek segítenek hatékony, biztonságos és jövedelmező döntéseket hozni.
Lawrence (Larry) Van Iseghem a Van Technologies, Inc. elnök-vezérigazgatója. A Van Technologies több mint 30 éves tapasztalattal rendelkezik az UV-fényre keményedő bevonatok terén. K+F vállalatként kezdte, de gyorsan átalakult az Application Specific Advanced Coatings™ gyártójává, amely világszerte ipari bevonó létesítményeket szolgál ki. Az UV-fényre keményedő bevonatok mindig is elsődleges fókuszban álltak, más „zöld” bevonási technológiákkal együtt, a hangsúly a hagyományos technológiákkal megegyező vagy azokat meghaladó teljesítményen van. A Van Technologies a GreenLight Coatings™ márkájú ipari bevonatokat ISO-9001:2015 tanúsítvánnyal rendelkező minőségirányítási rendszer szerint gyártja. További információkért látogasson el a következő weboldalra:www.greenlightcoatings.com.
Közzététel ideje: 2023. július 22.
