UV technológiu mnohí považujú za „novo prichádzajúcu“ technológiu vytvrdzovania priemyselných náterov. Aj keď to môže byť pre mnohých v priemysle priemyselných a automobilových náterov novinka, v iných odvetviach existuje už viac ako tri desaťročia…
UV technológiu mnohí považujú za „novo prichádzajúcu“ technológiu vytvrdzovania priemyselných náterov. Hoci to môže byť pre mnohých v priemysle priemyselných a automobilových náterov novinka, v iných odvetviach existuje už viac ako tri desaťročia. Ľudia každý deň chodia po výrobkoch z vinylových podláh s UV povlakom a mnohí z nás ich majú vo svojich domovoch. Technológia UV vytvrdzovania zohráva významnú úlohu aj v priemysle spotrebnej elektroniky. Napríklad v prípade mobilných telefónov sa UV technológia používa pri poťahovaní plastových krytov, pri poťahoch na ochranu vnútornej elektroniky, pri UV lepených komponentoch a dokonca aj pri výrobe farebných obrazoviek, ktoré sa nachádzajú na niektorých telefónoch. Podobne aj odvetvie optických vlákien a DVD/CD používa výhradne UV nátery a lepidlá a neexistovali by tak, ako ich poznáme dnes, ak by UV technológia neumožnila ich vývoj.
Čo je teda UV vytvrdzovanie? Najjednoduchšie je to proces zosieťovania (vytvrdzovania) náterov chemickým procesom iniciovaným a udržiavaným UV energiou. Za menej ako minútu sa povlak premení z kvapaliny na pevnú látku. Existujú zásadné rozdiely v niektorých surovinách a funkčnosti živíc v nátere, ale tieto sú pre používateľa náteru transparentné.
Konvenčné aplikačné zariadenia, ako sú vzduchom atomizované striekacie pištole, HVLP, rotačné zvony, prietokové nanášanie, nanášanie valčekom a ďalšie zariadenia nanášajú UV nátery. Avšak namiesto prechodu do tepelnej pece po nanesení náteru a rozpúšťadle sa náter vytvrdzuje UV energiou generovanou systémami UV lámp organizovanými spôsobom, ktorý osvetľuje náter s minimálnym množstvom energie potrebnej na dosiahnutie vytvrdnutia.
Spoločnosti a priemyselné odvetvia, ktoré využívajú atribúty UV technológie, priniesli mimoriadnu hodnotu tým, že poskytujú vynikajúcu efektivitu výroby a špičkový konečný produkt a zároveň zlepšujú zisky.
Využitie atribútov UV
Aké sú kľúčové atribúty, ktoré možno využiť? Po prvé, ako už bolo spomenuté, vytvrdzovanie je veľmi rýchle a môže sa vykonávať pri izbovej teplote. To umožňuje efektívne vytvrdzovanie substrátov citlivých na teplo a všetky nátery môžu byť vytvrdené veľmi rýchlo. Vytvrdzovanie UV žiarením je kľúčom k produktivite, ak je prekážkou (krčkom fľaše) vo vašom procese dlhý čas vytvrdzovania. Tiež rýchlosť umožňuje proces s oveľa menšou stopou. Pre porovnanie, konvenčný náter vyžadujúci 30-minútové vypaľovanie pri rýchlosti linky 15 fpm vyžaduje 450 stôp dopravníka v peci, zatiaľ čo UV vytvrdzovaný náter môže vyžadovať iba 25 stôp (alebo menej) dopravníka.
UV zosieťovacia reakcia môže viesť k povlaku s výrazne lepšou fyzikálnou odolnosťou. Hoci nátery môžu byť formulované tak, aby boli tvrdé pre aplikácie, ako sú podlahy, môžu byť tiež vyrobené tak, aby boli veľmi flexibilné. Oba typy povlakov, tvrdý aj pružný, sa používajú v automobilových aplikáciách.
Tieto atribúty sú hnacím motorom pokračujúceho vývoja a prenikania UV technológie do automobilových náterov. Samozrejme, existujú výzvy spojené s UV vytvrdzovaním priemyselných náterov. Prvoradým záujmom vlastníka procesu je schopnosť vystaviť všetky oblasti zložitých častí UV energii. Celý povrch náteru musí byť vystavený minimálnej UV energii potrebnej na vytvrdenie náteru. Vyžaduje si to starostlivú analýzu dielu, usporiadanie dielov a usporiadanie lámp, aby sa eliminovali tiene. Došlo však k významným zlepšeniam v oblasti lámp, surovín a formulovaných produktov, ktoré prekonávajú väčšinu týchto obmedzení.
Automobilové predné osvetlenie
Špecifická automobilová aplikácia, kde sa UV stalo štandardnou technológiou, je v automobilovom priemysle predného osvetlenia, kde sa UV nátery používajú už viac ako 15 rokov a teraz ovládajú 80 % trhu. Svetlomety sa skladajú z dvoch základných komponentov, ktoré je potrebné potiahnuť – polykarbonátové šošovky a teleso reflektora. Šošovka vyžaduje veľmi tvrdý povlak odolný voči poškriabaniu, ktorý chráni polykarbonát pred živlami a fyzickým zneužitím. Kryt reflektora má základnú UV vrstvu (primer), ktorá utesňuje substrát a poskytuje ultra hladký povrch na pokovovanie. Trh so základnými lakmi reflektorov je teraz v podstate 100% vytvrdzovaný UV žiarením. Primárnymi dôvodmi pre prijatie boli zlepšená produktivita, malá procesná stopa a vynikajúce vlastnosti povlaku.
Aj keď sú použité nátery vytvrdzované UV žiarením, obsahujú rozpúšťadlo. Väčšina prestreku sa však regeneruje a recykluje späť do procesu, čím sa dosahuje takmer 100% účinnosť prenosu. Cieľom budúceho vývoja je zvýšiť obsah pevných látok na 100 % a eliminovať potrebu oxidačného činidla.
Vonkajšie plastové diely
Jednou z menej známych aplikácií je použitie UV vytvrdzovateľného číreho laku na vylisované farebné bočné lišty karosérie. Pôvodne bol tento náter vyvinutý na zníženie žltnutia pri vonkajšom vystavení vinylových bočných líšt karosérie. Povlak musel byť veľmi húževnatý a pružný, aby si zachoval priľnavosť bez popraskania od predmetov narážajúcich na výlisok. Hnacím motorom pre použitie UV náterov v tejto aplikácii je rýchlosť vytvrdzovania (malá procesná stopa) a vynikajúce výkonové vlastnosti.
Panely karosérie SMC
Sheet moulding complex (SMC) je kompozitný materiál, ktorý sa používa ako alternatíva k oceli už viac ako 30 rokov. SMC pozostáva z polyesterovej živice naplnenej sklenenými vláknami, ktorá bola odliata do dosiek. Tieto pláty sa potom umiestnia do lisovacej formy a vytvarujú sa do panelov karosérie. SMC je možné zvoliť, pretože znižuje náklady na nástroje pre malé výrobné série, znižuje hmotnosť, poskytuje odolnosť proti preliačinám a korózii a poskytuje väčšiu voľnosť pre stylistov. Jednou z výziev pri použití SMC je však dokončenie dielu v montážnom závode. SMC je porézny substrát. Keď panel karosérie, teraz na vozidle, prechádza pecou bezfarebného laku, môže dôjsť k defektu laku známemu ako „prasknutie pórovitosti“. To si bude vyžadovať prinajmenšom bodovú opravu, alebo ak je dosť „praskov“, úplné prefarbenie karosérie.
Pred tromi rokmi spoločnosť BASF Coatings v snahe odstrániť tento nedostatok komercializovala UV/tepelný hybridný tmel. Dôvodom pre použitie hybridného vytvrdzovania je, že prestriekanie bude vytvrdené na nekritických povrchoch. Kľúčovým krokom na odstránenie „pórovitosti“ je vystavenie UV energii, čím sa výrazne zvýši hustota zosieťovania exponovaného povlaku na kritických povrchoch. Ak tmel nedostáva minimálnu UV energiu, náter stále spĺňa všetky ostatné výkonnostné požiadavky.
Použitie technológie dvojitého vytvrdzovania v tomto prípade poskytuje nové vlastnosti povlaku využitím UV vytvrdzovania a zároveň poskytuje ochranný faktor pre povlak pri vysokohodnotnej aplikácii. Táto aplikácia nielenže demonštruje, ako môže UV technológia poskytnúť jedinečné vlastnosti náteru, ale tiež ukazuje, že UV-vytvrdzovaný náterový systém je životaschopný na vysokohodnotných, veľkoobjemových, veľkých a zložitých automobilových dieloch. Tento náter bol použitý na približne milión panelov karosérie.
OEM bezfarebný lak
Pravdepodobne najviditeľnejším segmentom trhu s UV technológiou sú nátery triedy A automobilových vonkajších panelov karosérie. Spoločnosť Ford Motor Company vystavovala UV technológiu na prototype vozidla Concept U car na Severoamerickom medzinárodnom autosalóne v roku 2003. Predvedená technológia lakovania bola UV vytvrdzovaný číry lak, ktorý vytvorila a dodala spoločnosť Akzo Nobel Coatings. Tento náter bol aplikovaný a vytvrdený na jednotlivé panely karosérie vyrobené z rôznych materiálov.
Na Surcar, poprednej celosvetovej konferencii automobilových náterov, ktorá sa koná každý druhý rok vo Francúzsku, prezentovali DuPont Performance Coatings aj BASF v rokoch 2001 a 2003 prezentácie o technológii UV vytvrdzovania pre automobilové bezfarebné laky. Hnacou silou tohto vývoja je zlepšenie primárneho problému spokojnosti zákazníkov s lakom – odolnosťou voči poškriabaniu a poškodeniu. Obe spoločnosti vyvinuli hybridné (UV a tepelné) nátery. Účelom cesty hybridnej technológie je minimalizovať zložitosť systému UV vytvrdzovania pri dosiahnutí cieľových výkonnostných vlastností.
DuPont aj BASF nainštalovali pilotné linky vo svojich zariadeniach. Rad DuPont vo Wuppertale má schopnosť liečiť celé telo. Spoločnosti zaoberajúce sa nátermi musia nielen preukázať dobrý výkon náteru, ale musia tiež preukázať riešenie lakovacej linky. Jednou z ďalších výhod UV/tepelného vytvrdzovania, ktoré uvádza spoločnosť DuPont, je to, že dĺžka priehľadnej časti dokončovacej linky sa môže skrátiť o 50 % jednoduchým skrátením dĺžky tepelnej pece.
Z inžinierskej stránky spoločnosť Dürr System GmbH predstavila koncepciu montážneho závodu na UV vytvrdzovanie. Jednou z kľúčových premenných v týchto konceptoch bolo umiestnenie procesu UV vytvrdzovania v dokončovacej linke. Navrhnuté riešenia zahŕňali umiestnenie UV lámp pred, vo vnútri alebo za tepelnou rúrou. Dürr sa domnieva, že existujú technické riešenia pre väčšinu procesných možností zahŕňajúcich súčasné formulácie vo vývoji. Fusion UV Systems tiež predstavil nový nástroj — počítačovú simuláciu procesu UV vytvrdzovania pre karosérie automobilov. Tento vývoj sa uskutočnil na podporu a urýchlenie prijatia technológie UV vytvrdzovania v montážnych závodoch.
Iné aplikácie
Pokračuje vývojové práce pre plastové nátery používané na automobilové interiéry, nátery na zliatinové disky a kryty kolies, číre nátery na veľké lisované farebné diely a diely pod kapotou. UV proces sa naďalej overuje ako stabilná vytvrdzovacia platforma. V skutočnosti sa mení len to, že UV nátery sa posúvajú smerom k zložitejším dielom s vyššou hodnotou. Stabilita a dlhodobá životaschopnosť procesu bola preukázaná aplikáciou predného osvetlenia. Začalo to pred viac ako 20 rokmi a teraz je to priemyselný štandard.
Hoci UV technológia má to, čo niektorí považujú za „cool“, čo chce priemysel s touto technológiou urobiť, je poskytnúť najlepšie riešenia problémov finišerov. Nikto nepoužíva technológiu pre technológiu. Musí prinášať hodnotu. Hodnota môže prísť vo forme zlepšenej produktivity súvisiacej s rýchlosťou vytvrdzovania. Alebo môže pochádzať z vylepšených či nových vlastností, ktoré sa vám so súčasnými technológiami nepodarilo dosiahnuť. Môže pochádzať z vyššej prvotriednej kvality, pretože povlak je kratšiu dobu prístupný nečistotám. Môže poskytnúť prostriedky na zníženie alebo odstránenie VOC vo vašom zariadení. Technológia môže priniesť hodnotu. UV priemysel a finišery musia pokračovať v spolupráci na vytváraní riešení, ktoré zlepšia konečný výsledok finišera.
Čas odoslania: 14. marca 2023
