under de senaste decennierna har varit att minska mängden lösningsmedel som släpps ut i atmosfären. Dessa kallas VOC (flyktiga organiska föreningar) och i praktiken inkluderar de alla lösningsmedel vi använder utom aceton, som har en mycket låg fotokemisk reaktivitet och har undantagits som VOC-lösningsmedel.
Men tänk om vi kunde eliminera lösningsmedel helt och hållet och ändå få bra skyddande och dekorativa resultat med ett minimum av ansträngning?
Det skulle vara bra - och det kan vi. Tekniken som gör detta möjligt kallas UV-härdning. Den har använts sedan 1970-talet för alla möjliga material inklusive metall, plast, glas, papper och i allt högre grad för trä.
UV-härdade beläggningar härdar när de utsätts för ultraviolett ljus i nanometerintervallet i den nedre delen eller strax under synligt ljus. Deras fördelar inkluderar betydande minskning eller fullständig eliminering av VOC, mindre avfall, mindre golvutrymme som krävs, omedelbar hantering och stapling (så inget behov av torkställningar), minskade arbetskostnader och snabbare produktionshastigheter.
De två viktiga nackdelarna är höga initiala kostnader för utrustningen och svårigheter att avsluta komplexa 3D-objekt. Så att komma in i UV-härdning är vanligtvis begränsad till större butiker som tillverkar ganska platta föremål som dörrar, paneler, golv, trim och färdiga att montera delar.
Det enklaste sättet att förstå UV-härdade ytbehandlingar är att jämföra dem med de vanliga katalyserade ytskikten som du förmodligen är bekant med. Liksom med katalyserade ytbehandlingar, innehåller UV-härdade ytbehandlingar ett harts för att uppnå uppbyggnad, ett lösningsmedel eller ersättning för förtunning, en katalysator för att initiera tvärbindningen och åstadkomma härdningen och vissa tillsatser såsom utjämningsmedel för att ge speciella egenskaper.
Ett antal primära hartser används, inklusive derivat av epoxi, uretan, akryl och polyester.
I alla fall härdar dessa hartser mycket hårt och är lösningsmedels- och reptåliga, liknande katalyserad (konverterings)lack. Detta gör osynliga reparationer svåra om den härdade filmen skulle skadas.
UV-härdade ytskikt kan vara 100 procent fasta ämnen i flytande form. Det vill säga tjockleken på det som avsätts på träet är densamma som tjockleken på den härdade beläggningen. Det finns inget att avdunsta. Men det primära hartset är för tjockt för enkel applicering. Så tillverkare lägger till mindre reaktiva molekyler för att minska viskositeten. Till skillnad från lösningsmedel, som avdunstar, tvärbinder dessa tillsatta molekyler med de större hartsmolekylerna för att bilda filmen.
Lösningsmedel eller vatten kan även tillsättas som thinner när en tunnare filmuppbyggnad önskas, till exempel för en sealerbeläggning. Men de behövs vanligtvis inte för att göra finishen sprutbar. När lösningsmedel eller vatten tillsätts måste de tillåtas, eller göras (i en ugn), att avdunsta innan UV-härdningen börjar.
Katalysatorn
Till skillnad från katalyserad lack, som börjar härda när katalysatorn tillsätts, gör katalysatorn i en UV-härdad finish, kallad "fotoinitiator", ingenting förrän den utsätts för energin från UV-ljus. Sedan startar det en snabb kedjereaktion som länkar samman alla molekyler i beläggningen för att bilda filmen.
Denna process är det som gör UV-härdade ytbehandlingar så unika. Det finns i princip ingen hållbarhet eller brukstid för finishen. Det förblir i flytande form tills det utsätts för UV-ljus. Sedan härdar det totalt inom några sekunder. Tänk på att solljus kan sätta igång härdningen, så det är viktigt att undvika denna typ av exponering.
Det kan vara lättare att tänka på katalysatorn för UV-beläggningar som två delar snarare än en. Det finns fotoinitiatorn redan i mål - cirka 5 procent av vätskan - och det finns energin från UV-ljuset som sätter igång den. Utan båda händer ingenting.
Denna unika egenskap gör det möjligt att återvinna överspray utanför intervallet för UV-ljuset och använda finishen igen. Så avfall kan nästan helt elimineras.
Det traditionella UV-ljuset är en kvicksilverlampa tillsammans med en elliptisk reflektor för att samla in och rikta ljuset mot delen. Tanken är att fokusera ljuset för maximal effekt när fotoinitiatorn sätts igång.
Under det senaste decenniet eller så har lysdioder (lysdioder) börjat ersätta de traditionella glödlamporna eftersom lysdioder använder mindre elektricitet, håller mycket längre, behöver inte värmas upp och har ett smalt våglängdsområde så att de inte skapar nästan lika mycket problemorsakande värme. Denna värme kan göra hartser i träet flytande, till exempel i furu, och värmen måste uttömmas.
Härdningsprocessen är dock densamma. Allt är "siktlinje". Finishen härdar bara om UV-ljuset träffar den från ett fast avstånd. Områden i skuggor eller utanför ljusets fokus botar inte. Detta är en viktig begränsning av UV-härdning för närvarande.
För att härda beläggningen på något komplext föremål, även något så nästan platt som en profilerad gjutning, måste lamporna arrangeras så att de träffar varje yta på samma fasta avstånd för att matcha beläggningens formulering. Detta är anledningen till att platta föremål utgör den stora majoriteten av projekt som är belagda med en UV-härdad yta.
De två vanliga arrangemangen för applicering och härdning av UV-beläggning är plan linje och kammare.
Med flat linje rör sig de plana eller nästan plana föremålen nedför en transportör under en spray eller rulle eller genom en vakuumkammare, sedan genom en ugn om nödvändigt för att avlägsna lösningsmedel eller vatten och slutligen under en rad UV-lampor för att åstadkomma härdning. Objekten kan sedan omedelbart staplas.
I kammare hängs föremålen vanligtvis och förflyttas längs en transportör genom samma steg. En kammare möjliggör efterbehandling av alla sidor på en gång och efterbehandling av icke-komplexa, tredimensionella föremål.
En annan möjlighet är att använda en robot för att rotera föremålet framför UV-lampor eller hålla i en UV-lampa och flytta föremålet runt det.
Leverantörer spelar nyckelroll
Med UV-härdade beläggningar och utrustning är det ännu viktigare att arbeta med leverantörerna än med katalyserade lacker. Det främsta skälet är antalet variabler som måste koordineras. Dessa inkluderar våglängden på glödlamporna eller lysdioderna och deras avstånd från föremålen, beläggningens formulering och linjehastigheten om du använder en mållinje.
Posttid: 2023-apr-23
