De Lawrence (Larry) Van Iseghem este președinte/CEO al Van Technologies, Inc.
De-a lungul colaborării cu clienți industriali la nivel internațional, am abordat un număr incredibil de întrebări și am oferit numeroase soluții asociate cu acoperirile întăribile cu UV. Următoarele sunt câteva dintre cele mai frecvente întrebări, iar răspunsurile însoțitoare pot oferi informații utile.
1. Ce sunt acoperirile polimerizabile cu UV?
În industria finisării lemnului, există trei tipuri principale de acoperiri UV.
Acoperirile UV 100% active (uneori denumite 100% solide) sunt compoziții chimice lichide care nu conțin solvent sau apă. La aplicare, acoperirea este imediat expusă energiei UV, fără a fi nevoie să se usuce sau să se evapore înainte de întărire. Compoziția de acoperire aplicată reacționează pentru a forma un strat de suprafață solid prin procesul reactiv descris și denumit în mod corespunzător fotopolimerizare. Deoarece nu este necesară evaporarea înainte de întărire, procesul de aplicare și întărire este remarcabil de eficient și rentabil.
Acoperirile UV hibride pe bază de apă sau solvent, întăribile, conțin evident fie apă, fie solvent pentru a reduce conținutul activ (sau solid). Această reducere a conținutului de solide permite o mai mare ușurință în controlul grosimii peliculei umede aplicate și/sau în controlul vâscozității acoperirii. În timpul utilizării, aceste acoperiri UV sunt aplicate pe suprafețele de lemn printr-o varietate de metode și trebuie să fie complet uscate înainte de întărirea UV.
Acoperirile pulbere întăribile cu UV sunt, de asemenea, compoziții 100% solide și sunt de obicei aplicate pe substraturi conductive prin atracție electrostatică. Odată aplicat, substratul este încălzit pentru a topi pulberea, care curge pentru a forma o peliculă de suprafață. Substratul acoperit poate fi apoi expus imediat energiei UV pentru a facilita întărirea. Pelicula de suprafață rezultată nu mai este deformabilă sau sensibilă la căldură.
Există variante ale acestor acoperiri cu întărire UV care conțin un mecanism secundar de întărire (activat termic, reactiv la umiditate etc.) ce poate asigura întărirea în regiunile de suprafață care nu sunt expuse la energia UV. Aceste acoperiri sunt denumite în mod obișnuit acoperiri cu întărire duală.
Indiferent de tipul de acoperire UV-polimerizată utilizat, finisajul final al suprafeței sau stratul oferă proprietăți excepționale de calitate, durabilitate și rezistență.
2. Cât de bine aderă acoperirile întăribile cu UV la diferite specii de lemn, inclusiv la tipurile de lemn uleios?
Acoperirile întăribile cu UV prezintă o aderență excelentă la majoritatea speciilor de lemn. Este important să se asigure că există suficiente condiții de întărire pentru a asigura întărirea completă și aderența corespunzătoare la substrat.
Există anumite specii care sunt în mod natural foarte uleioase și pot necesita aplicarea unui grund care promovează aderența, sau „tiecoat”. Van Technologies a efectuat cercetări și dezvoltări considerabile în domeniul aderenței straturilor de acoperire întăribile cu UV la aceste specii de lemn. Dezvoltările recente includ un singur strat de etanșare întăribil cu UV care previne interferența uleiurilor, sevei și smoalei cu aderența stratului superior întăribil cu UV.
Alternativ, uleiul prezent pe suprafața lemnului poate fi îndepărtat chiar înainte de aplicarea stratului de acoperire prin ștergere cu acetonă sau alt solvent adecvat. O cârpă absorbantă, fără scame, este mai întâi umezită cu solventul și apoi ștersă pe suprafața lemnului. Suprafața este lăsată să se usuce, apoi se poate aplica stratul de acoperire întăribil cu UV. Îndepărtarea uleiului de suprafață și a altor contaminanți promovează aderența ulterioară a stratului de acoperire aplicat la suprafața lemnului.
3. Ce tipuri de pete sunt compatibile cu straturile UV?
Oricare dintre baițele descrise aici pot fi sigilate eficient și acoperite cu sisteme de pulbere 100% polimerizabile cu UV, polimerizabile cu UV cu solvent redus, polimerizabile cu UV pe bază de apă sau polimerizabile cu UV. Prin urmare, există o serie de combinații viabile care fac ca aproape orice baiță de pe piață să fie potrivită pentru orice acoperire polimerizabilă cu UV. Există, totuși, anumite considerații care sunt importante pentru a asigura compatibilitatea pentru un finisaj de calitate al suprafeței lemnului.
Pete pe bază de apă și pete pe bază de apă care se întăresc cu UV:Atunci când se aplică straturi de etanșare/straturi finale pulbere 100% polimerizabile cu UV, polimerizabile cu UV cu solvent redus sau polimerizabile cu UV peste baițuri pe bază de apă, este esențial ca baițul să fie complet uscat pentru a preveni defectele de uniformitate a stratului, inclusiv efectul de coajă de portocală, efectul de ochi de pește, cratere, acumularea de bălți și bălți. Astfel de defecte apar din cauza tensiunii superficiale scăzute a straturilor aplicate în raport cu tensiunea superficială reziduală ridicată a apei din baițul aplicat.
Aplicarea unui strat de acoperire pe bază de apă, întăribil cu UV, este, în general, mai permisivă. Lacul aplicat poate prezenta umiditate fără efecte adverse atunci când se utilizează anumiți straturi de etanșare/strat de acoperire pe bază de apă, întăribili cu UV. Umiditatea reziduală sau apa provenită din aplicarea lacului se va difuza ușor prin stratul de etanșare/strat de acoperire UV pe bază de apă aplicat în timpul procesului de uscare. Cu toate acestea, se recomandă insistent testarea oricărei combinații de lac și strat de etanșare/strat de acoperire pe o mostră reprezentativă înainte de a se aplica suprafața care urmează a fi finisată.
Pete pe bază de ulei și solvent:Deși poate exista un sistem care poate fi aplicat petelor pe bază de ulei sau pe bază de solvenți insuficient uscate, de obicei este necesar și foarte recomandat să se usuce complet aceste pete înainte de aplicarea oricărui strat de etanșare/strat de finisare. Petele cu uscare lentă de aceste tipuri pot necesita până la 24 până la 48 de ore (sau mai mult) pentru a se usca complet. Din nou, se recomandă testarea sistemului pe o suprafață reprezentativă de lemn.
Pete 100% polimerizabile cu UV:În general, acoperirile 100% polimerizabile cu UV prezintă o rezistență ridicată la substanțe chimice și la apă atunci când sunt complet polimerizate. Această rezistență face dificilă aderența corectă a acoperirilor aplicate ulterior, cu excepția cazului în care suprafața polimerizată cu UV subiacentă este abrazivă în mod adecvat pentru a permite lipirea mecanică. Deși sunt disponibile baițuri 100% polimerizabile cu UV, concepute pentru a fi receptive la acoperirile aplicate ulterior, majoritatea baițurilor 100% polimerizabile cu UV trebuie abrazive sau parțial polimerizate (denumită etapă „B” sau polimerizare cu bump) pentru a promova aderența interstrat. Etapa „B” are ca rezultat situsuri reactive reziduale în stratul de baiț, care vor reacționa împreună cu acoperirea polimerizabilă cu UV aplicată, deoarece aceasta este supusă condițiilor de polimerizare completă. Etapa „B” permite, de asemenea, o abraziune ușoară pentru a elimina sau tăia orice ridicare de granulație care poate apărea în urma aplicării baițului. Aplicarea netedă a sigilării sau a stratului superior va duce la o aderență excelentă interstrat.
O altă problemă legată de petele 100% curabile cu UV se referă la culorile mai închise. Petele puternic pigmentate (și acoperirile pigmentate în general) au performanțe mai bune atunci când se utilizează lămpi UV care furnizează energie mai aproape de spectrul luminii vizibile. Lămpile UV convenționale dopate cu galiu în combinație cu lămpi standard cu mercur sunt o alegere excelentă. Lămpile LED UV care emit 395 nm și/sau 405 nm au performanțe mai bune cu sistemele pigmentate în comparație cu rețelele de 365 nm și 385 nm. În plus, sistemele de lămpi UV care furnizează o putere UV mai mare (mW/cm2) și densitatea energiei (mJ/cm2) promovează o mai bună întărire prin intermediul colorantului sau stratului de acoperire pigmentat aplicat.
În cele din urmă, ca și în cazul celorlalte sisteme de colorare menționate mai sus, se recomandă testarea înainte de a lucra cu suprafața care urmează să fie colorată și finisată. Asigurați-vă înainte de întărire!
4. Care este grosimea maximă/minimă a peliculei pentru acoperiri 100% UV?
Vopselele pulbere polimerizabile cu UV sunt din punct de vedere tehnic acoperiri 100% polimerizabile cu UV, iar grosimea lor aplicată este limitată de forțele de atracție electrostatice care leagă pulberea de suprafața care urmează să fie finisată. Cel mai bine este să solicitați sfatul producătorului de vopsele pulbere UV.
În ceea ce privește acoperirile lichide 100% polimerizabile cu UV, grosimea peliculei umede aplicate va duce la aproximativ aceeași grosime a peliculei uscate după polimerizarea UV. O oarecare contracție este inevitabilă, dar de obicei are consecințe minime. Există, totuși, aplicații extrem de tehnice care specifică toleranțe foarte strânse sau înguste pentru grosimea peliculei. În aceste circumstanțe, se poate efectua măsurarea directă a peliculei polimerizate pentru a corela grosimea peliculei umede cu cea uscată.
Grosimea finală întărită care poate fi obținută va depinde de compoziția chimică a stratului de acoperire întăribil UV și de modul în care este formulat. Există sisteme disponibile care sunt proiectate pentru a oferi depuneri de peliculă foarte subțire între 0,2 mil - 0,5 mil (5µ - 15µ) și altele care pot oferi grosimi mai mari de 0,5 inci (12 mm). De obicei, straturile de acoperire întărite UV care au o densitate mare de reticulare, cum ar fi unele formulări de uretan acrilat, nu sunt capabile de o grosime mare a peliculei într-un singur strat aplicat. Gradul de contracție la întărire va provoca fisuri severe ale stratului de acoperire aplicat gros. O grosime mare de construcție sau finisare poate fi obținută în continuare folosind straturi de acoperire întăribile UV cu densitate mare de reticulare, prin aplicarea mai multor straturi subțiri și fie șlefuire, fie etapare „B” între fiecare strat pentru a promova aderența dintre straturi.
Mecanismul reactiv de întărire al majorității acoperirilor întăribile cu UV este denumit „inițiat de radicali liberi”. Acest mecanism reactiv de întărire este susceptibil la oxigenul din aer, care încetinește sau inhibă viteza de întărire. Această încetinire este adesea denumită inhibare a oxigenului și este cea mai importantă atunci când se încearcă obținerea unor grosimi de peliculă foarte subțiri. În peliculele subțiri, raportul dintre suprafață și volumul total al acoperirii aplicate este relativ mare în comparație cu grosimile peliculelor groase. Prin urmare, grosimile peliculelor subțiri sunt mult mai susceptibile la inhibarea oxigenului și se întăresc foarte lent. Adesea, suprafața finisajului rămâne insuficient întărită și prezintă o senzație uleioasă/unsuroasă. Pentru a contracara inhibarea oxigenului, se pot trece peste suprafață gaze inerte, cum ar fi azotul și dioxidul de carbon, în timpul întăririi, pentru a elimina concentrația de oxigen, permițând astfel o întărire completă și rapidă.
5. Cât de transparentă este o lac UV transparent?
Acoperirile 100% polimerizabile cu UV pot prezenta o claritate excelentă și vor rivaliza cu cele mai bune lacuri transparente din industrie. În plus, atunci când sunt aplicate pe lemn, acestea scot în evidență frumusețea și profunzimea imaginii. De un interes deosebit sunt diversele sisteme de acrilat poliuretanic alifatic, care sunt remarcabil de transparente și incolore atunci când sunt aplicate pe o gamă largă de suprafețe, inclusiv pe lemn. Mai mult, acoperirile acrilat poliuretanic alifatic sunt foarte stabile și rezistă decolorării odată cu înaintarea în vârstă. Este important de subliniat faptul că acoperirile cu luciu scăzut împrăștie lumina mult mai mult decât acoperirile lucioase și, prin urmare, vor avea o claritate mai mică. Cu toate acestea, în comparație cu alte substanțe chimice de acoperire, acoperirile 100% polimerizabile cu UV sunt egale, dacă nu chiar superioare.
Acoperirile pe bază de apă, polimerizabile cu UV, disponibile în prezent, pot fi formulate pentru a oferi o claritate excepțională, căldură a lemnului și un răspuns la solicitările care rivalizează cu cele mai bune sisteme de finisare convenționale. Claritatea, luciul, răspunsul lemnului și alte proprietăți funcționale ale acoperirilor polimerizabile cu UV disponibile pe piață astăzi sunt excelente atunci când sunt furnizate de producători de calitate.
6. Există acoperiri UV colorate sau pigmentate, care se întăresc?
Da, acoperirile colorate sau pigmentate sunt disponibile pentru toate tipurile de acoperiri UV-polimerizabile, dar există factori de luat în considerare pentru rezultate optime. Primul și cel mai important factor este faptul că anumite culori interferează cu capacitatea energiei UV de a se transmite în sau de a penetra acoperirea UV-polimerizată aplicată. Spectrul electromagnetic este ilustrat în Imaginea 1 și se poate observa că spectrul luminii vizibile este imediat adiacent spectrului UV. Spectrul este un continuum fără linii (lungimi de undă) clare de demarcație. Prin urmare, o regiune se amestecă treptat cu o regiune adiacentă. Având în vedere regiunea luminii vizibile, există unele afirmații științifice conform cărora aceasta se întinde de la 400 nm la 780 nm, în timp ce alte afirmații afirmă că se întinde de la 350 nm la 800 nm. Pentru această discuție, contează doar să recunoaștem că anumite culori pot bloca eficient transmiterea anumitor lungimi de undă ale UV sau radiațiilor.
Întrucât accentul se pune pe lungimea de undă sau regiunea radiației UV, haideți să explorăm acea regiune mai detaliat. Imaginea 2 arată relația dintre lungimea de undă a luminii vizibile și culoarea corespunzătoare care este eficientă în blocarea acesteia. De asemenea, este important de știut că coloranții acoperă de obicei o gamă de lungimi de undă, astfel încât un colorant roșu se poate întinde pe un interval considerabil, astfel încât se poate absorbi parțial în regiunea UVA. Prin urmare, culorile care prezintă cea mai mare importanță vor cuprinde intervalul galben - portocaliu - roșu, iar aceste culori pot interfera cu o întărire eficientă.
Coloranții nu numai că interferează cu întărirea UV, dar sunt și o considerație atunci când se utilizează acoperiri pigmentate albe, cum ar fi grundurile și vopselele de acoperire UV. Luați în considerare spectrul de absorbție al pigmentului alb dioxid de titan (TiO2), așa cum se arată în Imaginea 3. TiO2 prezintă o absorbție foarte puternică în întreaga regiune UV și totuși, acoperirile albe, UV, sunt întărite eficient. Cum? Răspunsul constă în formularea atentă de către dezvoltatorul și producătorul acoperirii, în colaborare cu utilizarea lămpilor UV adecvate pentru întărire. Lămpile UV convenționale obișnuite utilizate emit energie, așa cum este ilustrat în Imaginea 4.
Fiecare lampă ilustrată este pe bază de mercur, dar prin doparea mercurului cu un alt element metalic, emisia se poate deplasa către alte regiuni de lungime de undă. În cazul acoperirilor albe, polimerizabile cu UV, pe bază de TiO2, energia furnizată de o lampă standard cu mercur va fi blocată eficient. Unele dintre lungimile de undă mai mari furnizate pot asigura polimerizarea, dar durata necesară pentru polimerizarea completă poate să nu fie practică. Cu toate acestea, prin doparea unei lămpi cu mercur cu galiu, există o abundență de energie utilă într-o regiune care nu este blocată eficient de TiO2. Folosind o combinație a ambelor tipuri de lămpi, se poate realiza atât polimerizarea prin întărire (folosind dopat cu galiu), cât și polimerizarea superficială (folosind mercur standard) (Imaginea 5).
În cele din urmă, acoperirile UV colorate sau pigmentate trebuie formulate folosind fotoinitiatorii optimi, astfel încât energia UV - intervalul de lungimi de undă ale luminii vizibile furnizat de lămpi - să fie utilizată corect pentru o întărire eficientă.
Alte întrebări?
În ceea ce privește orice întrebări care apar, nu ezitați niciodată să adresați întrebări furnizorului actual sau viitor al companiei de acoperiri, echipamente și sisteme de control al proceselor. Sunt disponibile răspunsuri bune pentru a vă ajuta să luați decizii eficiente, sigure și profitabile.
Lawrence (Larry) Van Iseghem este președinte/CEO al Van Technologies, Inc. Van Technologies are peste 30 de ani de experiență în domeniul acoperirilor cu întărire UV, începând ca o companie de cercetare și dezvoltare, dar transformându-se rapid într-un producător de acoperiri avansate cu întărire UV (Application Specific Advanced Coatings™), deservind unități industriale de acoperire din întreaga lume. Acoperirile cu întărire UV au fost întotdeauna un obiectiv principal, alături de alte tehnologii de acoperire „verzi”, cu accent pe performanțe egale sau superioare tehnologiilor convenționale. Van Technologies produce marca GreenLight Coatings™ de acoperiri industriale în conformitate cu un sistem de management al calității certificat ISO-9001:2015. Pentru mai multe informații, vizitațiwww.greenlightcoatings.com.
Data publicării: 22 iulie 2023
