Počas posledných niekoľkých desaťročí došlo k zníženiu množstva rozpúšťadiel uvoľňovaných do atmosféry. Tieto sa nazývajú VOC (prchavé organické zlúčeniny) a v skutočnosti zahŕňajú všetky rozpúšťadlá, ktoré používame, okrem acetónu, ktorý má veľmi nízku fotochemickú reaktivitu a bol vyňatý ako rozpúšťadlo VOC.
Čo ak by sme však mohli úplne eliminovať rozpúšťadlá a napriek tomu dosiahnuť dobré ochranné a dekoratívne výsledky s minimálnym úsilím?
To by bolo skvelé – a môžeme. Technológia, ktorá to umožňuje, sa nazýva UV vytvrdzovanie. Používa sa od 70. rokov 20. storočia na všetky druhy materiálov vrátane kovu, plastov, skla, papiera a čoraz častejšie aj na drevo.
Povlaky vytvrdené UV žiarením vytvrdzujú, keď sú vystavené ultrafialovému svetlu v rozsahu nanometrov na spodnom konci alebo tesne pod viditeľným svetlom. Medzi ich výhody patrí výrazné zníženie alebo úplné odstránenie VOC, menej odpadu, menšia potreba podlahovej plochy, okamžitá manipulácia a stohovanie (takže nie sú potrebné sušiace stojany), znížené náklady na pracovnú silu a rýchlejšie výrobné rýchlosti.
Dve dôležité nevýhody sú vysoké počiatočné náklady na zariadenie a obtiažnosť dokončovania zložitých 3-D objektov. Takže vytvrdzovanie UV žiarením sa zvyčajne obmedzuje na väčšie obchody vyrábajúce pomerne ploché predmety, ako sú dvere, obloženie, podlahy, ozdobné prvky a diely pripravené na montáž.
Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť povrchové úpravy vytvrdzované UV žiarením, je porovnať ich s bežnými katalyzovanými povrchovými úpravami, ktoré pravdepodobne poznáte. Rovnako ako pri katalyzovaných povrchových úpravách, UV-vytvrdzované povrchové úpravy obsahujú živicu na dosiahnutie tvorby, rozpúšťadlo alebo náhradu riedenia, katalyzátor na iniciovanie zosieťovania a vytvrdzovanie a niektoré prísady, ako sú vyrovnávacie činidlá, ktoré poskytujú špeciálne vlastnosti.
Používa sa množstvo primárnych živíc, vrátane derivátov epoxidu, uretánu, akrylu a polyesteru.
Vo všetkých prípadoch tieto živice vytvrdzujú veľmi tvrdo a sú odolné voči rozpúšťadlám a poškriabaniu, podobne ako katalyzované (konverzné) laky. To sťažuje neviditeľné opravy, ak sa vytvrdený film poškodí.
Povrchové úpravy vytvrdzované UV žiarením môžu byť 100-percentne pevné v tekutej forme. To znamená, že hrúbka toho, čo je nanesené na dreve, je rovnaká ako hrúbka vytvrdeného náteru. Nie je čo vyparovať. Primárna živica je však príliš hrubá na ľahkú aplikáciu. Takže výrobcovia pridávajú menšie reaktívne molekuly na zníženie viskozity. Na rozdiel od rozpúšťadiel, ktoré sa odparujú, sa tieto pridané molekuly zosieťujú s väčšími molekulami živice, čím sa vytvorí film.
Rozpúšťadlá alebo voda môžu byť tiež pridané ako riedidlá, keď sa požaduje tenšia vrstva filmu, napríklad pre tesniaci náter. Ale zvyčajne nie sú potrebné na to, aby sa povrch dal nastriekať. Keď sa pridajú rozpúšťadlá alebo voda, musia sa nechať pred začatím vytvrdzovania UV vypariť alebo pripraviť (v peci).
Katalyzátor
Na rozdiel od katalyzovaného laku, ktorý začína vytvrdzovať po pridaní katalyzátora, katalyzátor vo finálnej úprave vytvrdenej UV, nazývanej „fotoiniciátor“, nerobí nič, kým nie je vystavený energii UV svetla. Potom sa spustí rýchla reťazová reakcia, ktorá spojí všetky molekuly v povlaku dohromady a vytvorí film.
Tento proces robí povrchové úpravy vytvrdzované UV žiarením tak jedinečné. V podstate neexistuje žiadna skladovateľnosť alebo doba spracovateľnosti povrchovej úpravy. Zostáva v tekutej forme, kým nie je vystavený UV žiareniu. Potom úplne vytvrdne v priebehu niekoľkých sekúnd. Majte na pamäti, že slnečné žiarenie môže spôsobiť vytvrdzovanie, takže je dôležité vyhnúť sa tomuto typu expozície.
Možno by bolo jednoduchšie predstaviť si katalyzátor pre UV nátery ako dve časti a nie jednu. V cieli je už fotoiniciátor – približne 5 percent kvapaliny – a je tu energia UV svetla, ktorá ho spúšťa. Bez oboch sa nič nedeje.
Táto jedinečná vlastnosť umožňuje regeneráciu prestriekania mimo dosahu UV žiarenia a opätovné použitie laku. Takže odpad môže byť takmer úplne odstránený.
Tradičné UV svetlo je ortuťovo-parová žiarovka spolu s eliptickým reflektorom na zber a smerovanie svetla na diel. Cieľom je sústrediť svetlo na maximálny efekt pri spúšťaní fotoiniciátora.
V poslednom desaťročí začali LED diódy (svetelné diódy) nahrádzať tradičné žiarovky, pretože LED spotrebujú menej elektriny, vydržia oveľa dlhšie, nemusia sa zahrievať a majú úzky rozsah vlnových dĺžok, takže nevytvárajú takmer veľa problémov spôsobujúce teplo. Toto teplo môže skvapalniť živice v dreve, napríklad v borovici, a teplo sa musí vyčerpať.
Proces vytvrdzovania je však rovnaký. Všetko je „priamy pohľad“. Lak vytvrdne len vtedy, ak naň dopadá UV svetlo z pevnej vzdialenosti. Oblasti v tieni alebo mimo ohniska svetla sa nevyliečia. Toto je dôležité obmedzenie vytvrdzovania UV žiarením v súčasnosti.
Na vytvrdenie povlaku na akomkoľvek zložitom objekte, dokonca aj na niečom takom takmer plochom, ako je profilovaná lišta, musia byť svetlá usporiadané tak, aby dopadali na každý povrch v rovnakej pevnej vzdialenosti, aby zodpovedali zloženiu povlaku. To je dôvod, prečo ploché predmety tvoria veľkú väčšinu projektov, ktoré sú potiahnuté UV vytvrdzovanou povrchovou úpravou.
Dve bežné usporiadania pre nanášanie UV povlaku a vytvrdzovanie sú plochá čiara a komora.
Pri plochej línii sa ploché alebo takmer ploché predmety pohybujú po dopravníku pod rozprašovačom alebo valčekom alebo cez vákuovú komoru, potom cez pec, ak je to potrebné na odstránenie rozpúšťadiel alebo vody, a nakoniec pod radom UV lámp, aby sa dosiahlo vytvrdnutie. Predmety je potom možné ihneď stohovať.
V komorách sú predmety zvyčajne zavesené a posúvané pozdĺž dopravníka cez rovnaké kroky. Komora umožňuje dokončovanie všetkých strán naraz a dokončovanie nekomplexných, trojrozmerných predmetov.
Ďalšou možnosťou je použiť robota na otáčanie objektu pred UV lampami alebo držať UV lampu a pohybovať objektom okolo nej.
Kľúčovú úlohu zohrávajú dodávatelia
Pri UV vytvrdzovaných náteroch a zariadeniach je ešte dôležitejšie spolupracovať s dodávateľmi ako s katalyzovanými lakmi. Hlavným dôvodom je množstvo premenných, ktoré musia byť koordinované. Tieto zahŕňajú vlnovú dĺžku žiaroviek alebo LED a ich vzdialenosť od predmetov, zloženie povlaku a rýchlosť linky, ak používate dokončovaciu linku.
Čas odoslania: 23. apríla 2023
