Багато хто вважає УФ-технологію «перспективною» технологією затвердіння промислових покриттів. Хоча це може бути новим для багатьох у галузі промислових та автомобільних покриттів, воно існує вже більше трьох десятиліть в інших галузях...
Багато хто вважає УФ-технологію «перспективною» технологією затвердіння промислових покриттів. Хоча це може бути новим для багатьох у промисловості та автомобільній промисловості, воно існує вже більше трьох десятиліть в інших галузях. Люди щодня ходять по вінілових підлогах з ультрафіолетовим покриттям, і багато хто з нас має їх у своїх домівках. Технологія УФ-затвердіння також відіграє важливу роль у промисловості побутової електроніки. Наприклад, у випадку стільникових телефонів УФ-технологія використовується для покриття пластикових корпусів, покриттів для захисту внутрішньої електроніки, компонентів, склеєних ультрафіолетовим клеєм, і навіть у виробництві кольорових екранів деяких телефонів. Подібним чином промисловість оптичного волокна та DVD/CD використовує виключно УФ-покриття та клеї, і не існувало б у тому вигляді, в якому ми їх знаємо сьогодні, якби УФ-технологія не сприяла їх розвитку.
Отже, що таке УФ-затвердіння? Простіше кажучи, це процес зшивання (затвердіння) покриттів за допомогою хімічного процесу, ініційованого та підтримуваного ультрафіолетовою енергією. Менш ніж за хвилину покриття перетворюється з рідкого на тверде. Існують фундаментальні відмінності в деяких сировинних матеріалах і функціональності смол у покритті, але вони прозорі для користувача покриття.
Звичайне обладнання для нанесення, таке як розпилювальні пістолети з повітряним розпиленням, HVLP, ротаційні дзвони, нанесення покриттів, нанесення валиком та інше обладнання наносить УФ-покриття. Однак замість того, щоб після нанесення покриття та спалаху розчинника потрапляти в термічну піч, покриття полімеризується ультрафіолетовою енергією, що генерується системами ультрафіолетових ламп, організованими таким чином, що освітлює покриття з мінімальною кількістю енергії, необхідної для досягнення полімеризації.
Компанії та галузі, які використовують переваги УФ-технології, досягли надзвичайної цінності, забезпечивши високу ефективність виробництва та чудову кінцеву продукцію, одночасно збільшуючи прибуток.
Використання атрибутів UV
Які ключові атрибути можна використати? По-перше, як згадувалося раніше, затвердіння відбувається дуже швидко і його можна проводити при кімнатній температурі. Це забезпечує ефективне затвердіння чутливих до тепла субстратів, і всі покриття можуть затвердіти дуже швидко. УФ-затвердіння є ключем до продуктивності, якщо обмеженням (вузьким місцем) у вашому процесі є тривалий час затвердіння. Крім того, швидкість дозволяє здійснювати процес із значно меншим розміром. Для порівняння, звичайне покриття, яке потребує 30-хвилинного випікання на швидкості лінії 15 футів на хвилину, потребує 450 футів конвеєра в печі, тоді як для покриття, що затверділо ультрафіолетом, може знадобитися лише 25 футів (або менше) конвеєра.
Ультрафіолетова реакція перехресного зшивання може призвести до покриття зі значною відмінною фізичною довговічністю. Хоча покриття можуть бути твердими для таких застосувань, як підлога, вони також можуть бути дуже гнучкими. Обидва типи покриттів, тверді та гнучкі, використовуються в автомобілях.
Ці властивості є рушійною силою для подальшого розвитку та проникнення УФ-технології для автомобільних покриттів. Звичайно, існують проблеми, пов’язані з УФ-затвердінням промислових покриттів. Основна турбота власника процесу — це здатність піддавати ультрафіолетовому випромінюванню всі ділянки складних деталей. Вся поверхня покриття повинна бути піддана мінімальному впливу ультрафіолетової енергії, необхідної для затвердіння покриття. Для цього потрібен ретельний аналіз деталі, складування деталей і розташування ламп для усунення тіньових ділянок. Проте були значно вдосконалені лампи, сировина та розроблені продукти, які долають більшість цих обмежень.
Переднє автомобільне освітлення
Конкретне застосування в автомобілях, де ультрафіолетове випромінювання стало стандартною технологією, — це індустрія автомобільного переднього освітлення, де УФ-покриття використовувалися більше 15 років і зараз займають 80% ринку. Фари складаються з двох основних компонентів, на які необхідно нанести покриття — полікарбонатної лінзи та корпусу відбивача. Для захисту полікарбонату від зовнішніх впливів і фізичного впливу на лінзи потрібне дуже міцне, стійке до подряпин покриття. Корпус рефлектора має УФ-основу (праймер), яка ущільнює підкладку та забезпечує надгладку поверхню для металізації. Ринок базового покриття для рефлекторів зараз, по суті, на 100% затверджується ультрафіолетом. Основними причинами прийняття були підвищена продуктивність, невелика площа процесу та чудові властивості покриття.
Незважаючи на те, що використовувані покриття затверділи УФ-променями, вони містять розчинник. Однак більша частина надлишкового розпилення регенерується та повертається назад у процес, досягаючи майже 100% ефективності перенесення. Майбутня увага спрямована на підвищення вмісту твердих речовин до 100% і усунення потреби в окислювачі.
Зовнішні пластикові деталі
Одним із менш відомих застосувань є використання прозорого лаку, що відверджується ультрафіолетовим випромінюванням, поверх кольорових бічних молдингів корпусу. Спочатку це покриття було розроблено для зменшення пожовтіння на зовнішніх поверхнях вінілових бічних молдингів кузова. Покриття мало бути дуже міцним і гнучким, щоб підтримувати адгезію без тріщин від ударів об’єктів об форму. Основними факторами використання УФ-покриттів у цьому додатку є швидкість затвердіння (мала площа процесу) і чудові експлуатаційні властивості.
Панелі кузова SMC
Листовий формувальний компаунд (SMC) - це композиційний матеріал, який використовується як альтернатива сталі більше 30 років. SMC складається з поліефірної смоли, наповненої скловолокном, яка була відлита в листи. Потім ці листи поміщають у прес-форму та формують панелі корпусу. SMC можна вибрати, тому що він знижує витрати на інструменти для невеликих виробничих тиражів, зменшує вагу, забезпечує стійкість до вм’ятин і корозії та дає більше свободи для стилістів. Однак однією з проблем використання SMC є обробка деталі на складальному заводі. SMC є пористою підкладкою. Коли панель кузова, яка зараз є на транспортному засобі, проходить через піч для фарбування безбарвного лаку, може виникнути дефект фарби, відомий як «пористість». Для цього знадобиться хоча б точковий ремонт, а при достатній «тріщині» — повне фарбування кузова.
Три роки тому, намагаючись усунути цей дефект, BASF Coatings випустила на комерціалізацію УФ/термічний гібридний герметик. Причиною використання гібридного затвердіння є те, що надлишок розпилення затвердіє на некритичних поверхнях. Ключовим кроком для усунення «розривів пористості» є вплив ультрафіолетової енергії, що значно збільшує щільність поперечних зв’язків відкритого покриття на критичних поверхнях. Якщо герметик не отримує мінімальної ультрафіолетової енергії, покриття все одно відповідає всім іншим вимогам щодо ефективності.
Використання технології подвійного затвердіння в цьому випадку забезпечує нові властивості покриття завдяки використанню УФ-затвердіння, одночасно забезпечуючи коефіцієнт безпеки для покриття у високовартісному застосуванні. Ця заявка не тільки демонструє, як ультрафіолетова технологія може забезпечити унікальні властивості покриття, вона також показує, що система покриття, що витверджує ультрафіолет, життєздатна на дорогоцінних, великомасштабних, великих і складних автомобільних деталях. Це покриття було використано приблизно на мільйоні панелей кузова.
Прозоре покриття OEM
Можна стверджувати, що сегмент ринку ультрафіолетових технологій з найвищою видимістю – це покриття для зовнішніх панелей кузова автомобіля класу А. Ford Motor Company продемонструвала ультрафіолетову технологію на прототипі автомобіля Concept U на Північноамериканському міжнародному автосалоні в 2003 році. Демонстрацією технології покриття було прозоре покриття УФ-затвердіння, розроблене та поставлене Akzo Nobel Coatings. Це покриття було нанесено та затверділо на окремі панелі кузова, виготовлені з різних матеріалів.
На Surcar, головній глобальній конференції з автомобільних покриттів, яка проводиться раз на два роки у Франції, як DuPont Performance Coatings, так і BASF провели презентації в 2001 і 2003 роках про технологію УФ-затвердіння для автомобільних лаків. Рушійною силою цієї розробки є покращення основного питання задоволеності клієнтів щодо фарби — стійкості до подряпин і пошкоджень. Обидві компанії розробили покриття з гібридним затвердінням (УФ та термічне). Метою розвитку гібридної технології є мінімізація складності системи УФ-затвердіння при досягненні цільових характеристик.
І DuPont, і BASF встановили пілотні лінії на своїх підприємствах. Лінія DuPont у Вупперталі має здатність лікувати все тіло. Компанії, що займаються нанесенням покриттів, мають не тільки продемонструвати хороші характеристики покриття, але й продемонструвати рішення для фарбування. Одна з інших переваг УФ/термічного затвердіння, на яку посилається DuPont, полягає в тому, що довжину прозорого лаку на фінішній лінії можна зменшити на 50%, просто зменшивши довжину термічної печі.
З інженерної сторони компанія Dürr System GmbH представила концепцію складального заводу для УФ-затвердіння. Однією з ключових змінних у цих концепціях було місце процесу УФ-затвердіння на фінішній лінії. Інженерні рішення включали розміщення УФ-лампи до, усередині або після термопечі. Дюрр вважає, що існують інженерні рішення для більшості варіантів процесу, що включають поточні рецептури, що знаходяться на стадії розробки. Fusion UV Systems також представила новий інструмент — комп’ютерне моделювання процесу УФ-затвердіння кузовів автомобілів. Ця розробка була зроблена для підтримки та прискорення впровадження технології УФ-затвердіння на складальних підприємствах.
Інші програми
Триває розробка пластикових покриттів для салонів автомобілів, легкосплавних дисків і колісних ковпаків, безбарвних лаків для великих формованих кольорових деталей і деталей під капотом. УФ-процес продовжує перевірятися як стабільна платформа для затвердіння. Єдине, що дійсно змінюється, це те, що УФ-покриття переміщуються до складніших деталей вищої вартості. Стабільність і довгострокову життєздатність процесу було продемонстровано за допомогою переднього освітлення. Це почалося більше 20 років тому і зараз є галузевим стандартом.
Хоча УФ-технологія має те, що деякі вважають «крутим» фактором, що галузь хоче зробити з цією технологією, це забезпечити найкращі рішення для проблем фінішників. Ніхто не використовує технологію заради технології. Він має забезпечувати цінність. Цінність може бути у вигляді підвищення продуктивності, пов’язаної зі швидкістю затвердіння. Або це може походити від покращених або нових властивостей, яких ви не змогли досягти за допомогою сучасних технологій. Це може бути результатом вищої первинної якості, оскільки покриття менше часу відкрите для забруднень. Це може стати засобом для зменшення або усунення ЛОС на вашому підприємстві. Технологія може принести користь. Ультрафіолетова промисловість і обробники повинні продовжувати працювати разом, щоб створювати рішення, які покращують кінцевий результат обробників.
Час публікації: 14 березня 2023 р
