Cieľom posledných niekoľkých desaťročí bolo znížiť množstvo 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 keby sme však mohli úplne vylúčiť rozpúšťadlá a stále dosiahnuť dobré ochranné a dekoratívne výsledky s minimálnym úsilím?
To by bolo skvelé – a dokážeme to. Technológia, ktorá to umožňuje, sa nazýva UV vytvrdzovanie. Používa sa od 70. rokov 20. storočia pre všetky druhy materiálov vrátane kovu, plastu, skla, papiera a čoraz častejšie aj pre drevo.
UV vytvrdzované nátery vytvrdzujú po vystavení ultrafialovému svetlu v nanometrovom rozsahu na spodnej hranici alebo tesne pod viditeľným svetlom. Medzi ich výhody patrí výrazné zníženie alebo úplné odstránenie prchavých organických zlúčenín, menej odpadu, menšia potrebná plocha, okamžitá manipulácia a stohovanie (takže nie sú potrebné sušiace stojany), znížené náklady na pracovnú silu a rýchlejšie výrobné tempo.
Dve dôležité nevýhody sú vysoké počiatočné náklady na zariadenie a ťažkosti s dokončovaním zložitých 3D objektov. UV vytvrdzovanie je preto zvyčajne obmedzené na väčšie dielne, ktoré vyrábajú pomerne ploché objekty, ako sú dvere, obloženie, podlahy, lišty a diely pripravené na montáž.
Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť UV vytvrdzované povrchové úpravy, je porovnať ich s bežnými katalyzovanými povrchovými úpravami, ktoré pravdepodobne poznáte. Rovnako ako katalyzované povrchové úpravy, aj UV vytvrdzované povrchové úpravy obsahujú živicu na dosiahnutie konzistencie, rozpúšťadlo alebo náhradu riedenia, katalyzátor na iniciovanie zosieťovania a vytvrdzovanie a niektoré prísady, ako napríklad matovacie činidlá, ktoré poskytujú špeciálne vlastnosti.
Používa sa množstvo primárnych živíc vrátane derivátov epoxidu, uretánu, akrylu a polyesteru.
Vo všetkých prípadoch tieto živice veľmi tvrdo vytvrdzujú a sú odolné voči rozpúšťadlám a poškriabaniu, podobne ako katalyzované (konverzné) laky. To sťažuje neviditeľné opravy, ak sa vytvrdený film poškodí.
UV vytvrdzované povrchové úpravy môžu byť 100-percentne pevné v tekutej forme. To znamená, že hrúbka toho, čo sa nanesie na drevo, je rovnaká ako hrúbka vytvrdeného náteru. Nie je čo sa odparovať. Primárna živica je však príliš hustá na jednoduchú aplikáciu. Výrobcovia preto pridávajú menšie reaktívne molekuly, aby znížili viskozitu. Na rozdiel od rozpúšťadiel, ktoré sa odparujú, sa tieto pridané molekuly zosieťujú s väčšími molekulami živice a vytvárajú film.
Rozpúšťadlá alebo voda sa môžu pridať aj ako riedidlá, ak sa požaduje tenší film, napríklad pre uzatvárací náter. Zvyčajne však nie sú potrebné na to, aby sa povrch dal nastriekať. Ak sa pridávajú rozpúšťadlá alebo voda, musia sa pred začiatkom UV vytvrdzovania nechať odpariť alebo ich odpariť (v peci).
Katalyzátor
Na rozdiel od katalyzovaného laku, ktorý začína vytvrdzovať po pridaní katalyzátora, katalyzátor v UV vytvrdenej povrchovej úprave, nazývaný „fotoiniciátor“, nerobí nič, kým nie je vystavený energii UV svetla. Potom spustí rýchlu reťazovú reakciu, ktorá spojí všetky molekuly v nátere a vytvorí film.
Tento proces robí UV vytvrdzované povrchové úpravy takými jedinečnými. Povrchová úprava v podstate nemá žiadnu trvanlivosť ani dobu použiteľnosti. Zostáva v tekutom stave, kým nie je vystavená UV žiareniu. Potom úplne vytvrdne v priebehu niekoľkých sekúnd. Majte na pamäti, že slnečné svetlo môže spustiť vytvrdzovanie, preto je dôležité vyhnúť sa tomuto typu vystavenia.
Možno by bolo jednoduchšie predstaviť si katalyzátor pre UV nátery ako dve časti namiesto jednej. Fotoiniciátor je už v povrchovej úprave – približne 5 percent kvapaliny – a je tu energia UV svetla, ktorá ho aktivuje. Bez oboch sa nič nestane.
Táto jedinečná vlastnosť umožňuje regenerovať prestriekanie mimo dosahu UV svetla a opätovne použiť povrchovú úpravu. Takto sa dá takmer úplne eliminovať odpad.
Tradičné UV svetlo je ortuťová výbojka spolu s eliptickým reflektorom, ktorý zhromažďuje a smeruje svetlo na diel. Cieľom je sústrediť svetlo pre dosiahnutie maximálneho účinku pri aktivácii fotoiniciátora.
V poslednom desaťročí začali LED diódy (svetelné diódy) nahrádzať tradičné žiarovky, pretože spotrebúvajú menej elektriny, vydržia oveľa dlhšie, nemusia sa zahrievať a majú úzky rozsah vlnových dĺžok, takže nevytvárajú ani zďaleka toľko tepla, ktoré by spôsobovalo problémy. Toto teplo môže skvapalniť živice v dreve, napríklad v borovici, a teplo sa musí odvádzať.
Proces vytvrdzovania je však rovnaký. Všetko je „v priamom zábere“. Povrchová úprava vytvrdne iba vtedy, ak na ňu UV svetlo dopadne z pevnej vzdialenosti. Oblasti v tieni alebo mimo ohniska svetla nevytvrdnú. Toto je v súčasnosti dôležité obmedzenie UV vytvrdzovania.
Na vytvrdenie náteru na akomkoľvek zložitom predmete, dokonca aj na niečom takmer plochom, ako je profilovaná lišta, musia byť svetlá usporiadané tak, aby dopadali na každý povrch v rovnakej pevnej vzdialenosti, aby zodpovedali zloženiu náteru. To je dôvod, prečo ploché predmety tvoria prevažnú väčšinu projektov, ktoré sú potiahnuté UV vytvrdeným povrchom.
Dva bežné spôsoby nanášania a vytvrdzovania UV povlaku sú plochá linka a komora.
Pri plochej linke 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 sa potom môžu okamžite stohovať.
V komorách sa predmety zvyčajne zavesia a presúvajú pozdĺž dopravníka rovnakými krokmi. 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.
Dodávatelia zohrávajú kľúčovú úlohu
Pri UV vytvrdzovaných náteroch a zariadeniach je spolupráca s dodávateľmi ešte dôležitejšia ako pri katalyzovaných lakoch. Hlavným dôvodom je množstvo premenných, ktoré je potrebné koordinovať. Patrí sem vlnová dĺžka žiaroviek alebo LED diód a ich vzdialenosť od objektov, zloženie náteru a rýchlosť linky, ak používate dokončovaciu linku.
Čas uverejnenia: 23. apríla 2023
