În ultimele decenii, obiectivul principal a fost reducerea cantității de solvenți eliberați în atmosferă. Aceștia se numesc COV (compuși organici volatili) și, practic, includ toți solvenții pe care îi folosim, cu excepția acetonei, care are o reactivitate fotochimică foarte scăzută și a fost exceptată ca solvent COV.
Dar ce-ar fi dacă am putea elimina complet solvenții și am obține în continuare rezultate bune de protecție și decorative cu un efort minim?
Ar fi minunat — și putem. Tehnologia care face acest lucru posibil se numește întărire UV. Este utilizată încă din anii 1970 pentru tot felul de materiale, inclusiv metal, plastic, sticlă, hârtie și, din ce în ce mai mult, pentru lemn.
Acoperirile întărite cu UV se întăresc atunci când sunt expuse la lumină ultravioletă în intervalul nanometric la limita inferioară sau puțin sub lumina vizibilă. Avantajele lor includ reducerea semnificativă sau eliminarea completă a COV-urilor, mai puține deșeuri, spațiu redus necesar pe podea, manipulare și stivuire imediate (deci nu sunt necesare rafturi de uscare), costuri reduse ale forței de muncă și rate de producție mai rapide.
Cele două dezavantaje importante sunt costul inițial ridicat al echipamentului și dificultatea finisării obiectelor 3D complexe. Așadar, intrarea în domeniul polimerizării UV este de obicei limitată la atelierele mai mari care produc obiecte destul de plate, cum ar fi uși, panouri, pardoseli, ornamente și piese gata de asamblat.
Cea mai ușoară modalitate de a înțelege finisajele întărite cu UV este să le comparați cu finisajele catalizate comune cu care probabil sunteți familiarizați. La fel ca finisajele catalizate, finisajele întărite cu UV conțin o rășină pentru a realiza legarea, un solvent sau un înlocuitor pentru diluare, un catalizator pentru a iniția reticularea și a provoca întărirea și anumiți aditivi, cum ar fi agenții de matificare, pentru a oferi caracteristici speciale.
Se utilizează o serie de rășini primare, inclusiv derivați de epoxid, uretan, acrilic și poliester.
În toate cazurile, aceste rășini se întăresc foarte greu și sunt rezistente la solvenți și zgârieturi, similar lacului catalizat (de conversie). Acest lucru face dificilă reparațiile invizibile dacă pelicula întărită se deteriorează.
Finisajele întărite cu UV pot fi 100% solide în formă lichidă. Adică, grosimea stratului depus pe lemn este aceeași cu grosimea stratului de acoperire întărit. Nu există nimic care să se evapore. Dar rășina primară este prea groasă pentru o aplicare ușoară. Așadar, producătorii adaugă molecule reactive mai mici pentru a reduce vâscozitatea. Spre deosebire de solvenți, care se evaporă, aceste molecule adăugate se reticulează cu moleculele mai mari de rășină pentru a forma pelicula.
Solvenții sau apa pot fi, de asemenea, adăugați ca diluanți atunci când se dorește o peliculă mai subțire, de exemplu, pentru un strat de etanșare. Dar, de obicei, nu sunt necesari pentru a face finisajul pulverizabil. Când se adaugă solvenți sau apă, aceștia trebuie lăsați sau făcuți (într-un cuptor) să se evapore înainte de începerea uscării UV.
Catalizatorul
Spre deosebire de lacul catalizat, care începe să se întărească odată cu adăugarea catalizatorului, catalizatorul dintr-un finisaj întărit cu UV, numit „fotoinițiator”, nu face nimic până când nu este expus energiei luminii UV. Apoi, începe o reacție în lanț rapidă care leagă toate moleculele din acoperire pentru a forma pelicula.
Acest proces este ceea ce face ca finisajele întărite cu UV să fie atât de unice. Practic, nu există un termen de valabilitate sau de utilizare în recipient pentru finisaj. Acesta rămâne în formă lichidă până când este expus la lumina UV. Apoi se întărește complet în câteva secunde. Rețineți că lumina soarelui poate declanșa întărirea, așa că este important să evitați acest tip de expunere.
Ar fi mai ușor să ne gândim la catalizatorul pentru acoperirile UV ca la două părți, nu la una singură. Există fotoinițiatorul deja în finisaj - aproximativ 5% din lichid - și există energia luminii UV care îl declanșează. Fără ambele, nu se întâmplă nimic.
Această caracteristică unică face posibilă recuperarea excesului de vopsea pulverizată în afara razei de acțiune a luminii UV și reutilizarea finisajului. Astfel, risipa poate fi eliminată aproape complet.
Lumina UV tradițională este un bec cu vapori de mercur împreună cu un reflector eliptic pentru a colecta și direcționa lumina către piesă. Ideea este de a focaliza lumina pentru efectul maxim de declanșare a fotoinițiatorului.
În ultimul deceniu, LED-urile (diode emițătoare de lumină) au început să înlocuiască becurile tradiționale, deoarece LED-urile consumă mai puțină energie electrică, durează mult mai mult, nu trebuie să se încălzească și au o gamă îngustă de lungimi de undă, astfel încât nu creează la fel de multă căldură problematică. Această căldură poate lichefia rășinile din lemn, cum ar fi cele din pin, iar căldura trebuie evacuată.
Procesul de întărire este însă același. Totul este „în linie vizuală”. Finisajul se întărește doar dacă lumina UV îl atinge de la o distanță fixă. Zonele umbrite sau în afara focarului luminii nu se întăresc. Aceasta este o limitare importantă a întăririi UV în prezent.
Pentru a întări stratul de acoperire pe orice obiect complex, chiar și pe unul aproape plat precum o mulajă profilată, luminile trebuie aranjate astfel încât să lovească fiecare suprafață la aceeași distanță fixă pentru a se potrivi cu formula stratului de acoperire. Acesta este motivul pentru care obiectele plate reprezintă marea majoritate a proiectelor care sunt acoperite cu un finisaj întărit cu UV.
Cele două aranjamente comune pentru aplicarea și întărirea cu UV sunt linia plată și camera.
Cu o linie plată, obiectele plate sau aproape plate se deplasează pe o bandă transportoare sub un pulverizator sau o rolă sau printr-o cameră de vid, apoi printr-un cuptor, dacă este necesar, pentru a îndepărta solvenții sau apa și, în final, sub o serie de lămpi UV pentru a realiza întărirea. Obiectele pot fi apoi stivuite imediat.
În camere, obiectele sunt de obicei agățate și deplasate de-a lungul unui transportor prin aceleași etape. O cameră face posibilă finisarea tuturor laturilor simultan și finisarea obiectelor tridimensionale, necomplexe.
O altă posibilitate este utilizarea unui robot pentru a roti obiectul din fața lămpilor UV sau ținerea unei lampi UV și mișcarea obiectului în jurul ei.
Furnizorii joacă un rol cheie
În cazul acoperirilor și echipamentelor întărite cu UV, este chiar mai important să se colaboreze cu furnizorii decât în cazul lacurilor catalizate. Principalul motiv este numărul de variabile care trebuie coordonate. Acestea includ lungimea de undă a becurilor sau LED-urilor și distanța lor față de obiecte, formularea acoperirii și viteza liniei dacă utilizați o linie de finisare.
Data publicării: 23 aprilie 2023
