Протягом останніх кількох десятиліть було зменшено кількість розчинників, що викидаються в атмосферу. Вони називаються VOC (леткі органічні сполуки) і фактично включають усі розчинники, які ми використовуємо, крім ацетону, який має дуже низьку фотохімічну реакційну здатність і був виключений як розчинник VOC.
Але що, якби ми могли взагалі відмовитися від розчинників і все одно отримати хороші захисні та декоративні результати з мінімумом зусиль?
Це було б чудово — і ми можемо. Технологія, яка робить це можливим, називається УФ-затвердінням. Він використовується з 1970-х років для всіх видів матеріалів, включаючи метал, пластик, скло, папір і, все частіше, для дерева.
Покриття з УФ-затвердінням твердіють під дією ультрафіолетового світла в нанометровому діапазоні на нижньому рівні або трохи нижче видимого світла. Їхні переваги включають значне зменшення або повне усунення летких органічних сполук, менше відходів, менше необхідної площі, миттєве транспортування та укладання (тому немає потреби в сушильних стелажах), зниження витрат на робочу силу та швидші темпи виробництва.
Двома важливими недоліками є висока початкова вартість обладнання та складність обробки складних 3-D об’єктів. Таким чином, участь у УФ-затвердженні зазвичай обмежується великими цехами, які виготовляють досить плоскі об’єкти, такі як двері, панелі, підлога, оздоблення та готові до складання деталі.
Найпростіший спосіб зрозуміти УФ-затвердіння — це порівняти їх із звичайними каталізованими покриттями, з якими ви, мабуть, знайомі. Як і каталізована обробка, УФ-затверджена обробка містить смолу для досягнення нарощування, розчинник або замінник для розрідження, каталізатор для ініціювання зшивання та забезпечення затвердіння та деякі добавки, такі як розгладжувачі, для надання особливих характеристик.
Використовується ряд первинних смол, включаючи похідні епоксидної смоли, уретану, акрилу та поліефіру.
У всіх випадках ці смоли твердіють дуже важко і стійкі до розчинників і подряпин, подібно до каталізованого (конверсійного) лаку. Це ускладнює невидимий ремонт, якщо затверділа плівка буде пошкоджена.
Фінішне покриття, що затверділо ультрафіолетовим випромінюванням, може бути на 100 відсотків твердим у рідкій формі. Тобто товщина того, що наноситься на деревину, така ж, як і товщина затверділого покриття. Нема чого випаровуватися. Але первинна смола занадто густа для легкого нанесення. Тому виробники додають менші реакційноздатні молекули, щоб зменшити в’язкість. На відміну від розчинників, які випаровуються, ці додані молекули зшиваються з більшими молекулами смоли, утворюючи плівку.
Розчинники або воду також можна додавати як розріджувачі, якщо потрібна більш тонка плівка, наприклад, для герметичного покриття. Але зазвичай вони не потрібні, щоб зробити фініш придатним для розпилення. Коли додаються розчинники або вода, їм потрібно дати або змусити (у печі) випаруватися до початку УФ-затвердіння.
Каталізатор
На відміну від каталізованого лаку, який починає затвердіти після додавання каталізатора, каталізатор у покритті УФ-затвердінням, який називається «фотоініціатор», нічого не робить, доки на нього не потрапить енергія УФ-світла. Потім починається швидка ланцюгова реакція, яка з’єднує всі молекули покриття разом, утворюючи плівку.
Саме цей процес робить фінішне покриття, що затверділо УФ-випромінюванням, таким унікальним. Фактично немає терміну придатності чи придатності для обробки. Він залишається в рідкому вигляді, поки не піддасться ультрафіолетовому світлу. Потім він повністю затвердіє протягом кількох секунд. Майте на увазі, що сонячне світло може призвести до затвердіння, тому важливо уникати такого типу впливу.
Можливо, простіше уявити каталізатор для УФ-покриттів як дві частини, а не як одну. Фотоініціатор уже є в обробці — приблизно 5 відсотків рідини — і є енергія ультрафіолетового світла, яка його запускає. Без обох нічого не відбувається.
Ця унікальна характеристика дає можливість відновити надлишок розпилення за межами діапазону ультрафіолетового світла та використовувати фінішне покриття знову. Таким чином, відходи можна майже повністю усунути.
Традиційне ультрафіолетове світло — це ртутна лампа з еліптичним рефлектором для збору та направлення світла на деталь. Ідея полягає в тому, щоб сфокусувати світло для максимального ефекту під час вимкнення фотоініціатора.
Приблизно в останнє десятиліття світлодіоди (світлодіоди) почали замінювати традиційні лампочки, оскільки світлодіоди споживають менше електроенергії, служать набагато довше, їм не потрібно нагріватися та мають вузький діапазон довжин хвиль, тому вони майже не створюють спека, що викликає багато проблем. Це тепло може розрідити смоли в деревині, наприклад, у сосні, і тепло потрібно вичерпати.
Однак процес затвердіння такий самий. Все «пряма видимість». Покриття затвердіє, лише якщо ультрафіолетове світло потрапляє на нього з певної відстані. Ділянки в тіні або поза фокусом світла не лікують. Це важливе обмеження УФ-затвердіння в даний час.
Щоб затвердіти покриття на будь-якому складному об’єкті, навіть на такому майже плоскому, як профільоване формування, світло має бути розташовано таким чином, щоб воно потрапляло на кожну поверхню на однаковій фіксованій відстані відповідно до формули покриття. Це є причиною того, що плоскі об’єкти складають переважну більшість проектів, які покриті УФ-затвердінням.
Двома загальними способами нанесення та затвердіння УФ-покриття є плоска лінія та камера.
З плоскою лінією плоскі або майже плоскі об’єкти рухаються конвеєром під розпилювачем, роликом або через вакуумну камеру, потім через духовку, якщо необхідно, щоб видалити розчинники або воду, і, нарешті, під УФ-лампами для затвердіння. Потім об’єкти можна відразу складати.
У камерах предмети, як правило, підвішуються і переміщуються по конвеєру через однакові ступені. Камера дозволяє обробку всіх сторін відразу і обробку нескладних об'ємних об'єктів.
Інша можливість полягає в тому, щоб використовувати робота для обертання об’єкта перед УФ-лампами або тримати УФ-лампу та переміщати об’єкт навколо неї.
Ключову роль відіграють постачальники
З покриттями та обладнанням, що затверджуються ультрафіолетовим випромінюванням, працювати з постачальниками навіть важливіше, ніж з каталізованими лаками. Основною причиною є кількість змінних, які необхідно скоординувати. До них належать довжина хвилі лампочок або світлодіодів та їхня відстань до об’єктів, формула покриття та швидкість лінії, якщо ви використовуєте фінішну лінію.
Час публікації: 23 квітня 2023 р
