Autors Lorenss (Lerijs) Van Iseghems ir Van Technologies, Inc. prezidents/izpilddirektors.
Sadarbojoties ar rūpnieciskajiem klientiem starptautiskā mērogā, esam atbildējuši uz neticami daudz jautājumiem un snieguši daudzus risinājumus, kas saistīti ar UV starojumā cietējošiem pārklājumiem. Tālāk ir minēti daži no biežāk uzdotajiem jautājumiem, un pievienotās atbildes var sniegt noderīgu ieskatu.
1. Kas ir UV starojumā cietējoši pārklājumi?
Koka apdares nozarē ir trīs galvenie UV starojumā cietējošu pārklājumu veidi.
100 % aktīvi (dažreiz saukti par 100 % cietvielām) UV starojuma ietekmē cietējoši pārklājumi ir šķidri ķīmiski sastāvi, kas nesatur šķīdinātāju vai ūdeni. Pēc uzklāšanas pārklājums tiek nekavējoties pakļauts UV enerģijai, un pirms sacietēšanas tas nav jāžāvē vai jāiztvaicē. Uzklātais pārklājuma sastāvs reaģē, veidojot cietu virsmas slāni, izmantojot aprakstīto reaktīvo procesu, ko atbilstoši sauc par fotopolimerizāciju. Tā kā pirms sacietēšanas nav nepieciešama iztvaikošana, uzklāšanas un sacietēšanas process ir ievērojami efektīvs un rentabls.
Ūdens vai šķīdinātāja bāzes hibrīdpārklājumi, kas cietē ar UV starojumu, acīmredzami satur vai nu ūdeni, vai šķīdinātāju, lai samazinātu aktīvās (vai cietās vielas) saturu. Šī cietās vielas satura samazināšana ļauj vieglāk kontrolēt uzklātās mitrās plēves biezumu un/vai pārklājuma viskozitāti. Lietošanā šie UV pārklājumi tiek uzklāti uz koka virsmām, izmantojot dažādas metodes, un pirms UV sacietēšanas tie ir pilnībā jāizžāvē.
UV starojumā cietināmie pulverkrāsojumi arī ir 100 % cieti sastāvi un parasti tiek uzklāti uz vadošiem substrātiem, izmantojot elektrostatisko pievilkšanos. Pēc uzklāšanas substrāts tiek uzkarsēts, lai izkausētu pulveri, kas izplūst, veidojot virsmas plēvi. Pēc tam pārklāto substrātu var nekavējoties pakļaut UV enerģijai, lai veicinātu sacietēšanu. Iegūtā virsmas plēve vairs nav karstumā deformējama vai jutīga.
Ir pieejami šo UV starojuma ietekmē cietējošo pārklājumu varianti, kas satur sekundāras sacietēšanas mehānismu (karstumā aktivizējams, mitruma ietekmē reaģējošs utt.), kas var nodrošināt sacietēšanu virsmas apgabalos, kas nav pakļauti UV enerģijai. Šos pārklājumus parasti sauc par divkāršas sacietēšanas pārklājumiem.
Neatkarīgi no izmantotā UV starojuma cietējošā pārklājuma veida, gala virsmas apdare vai slānis nodrošina izcilu kvalitāti, izturību un pretestības īpašības.
2. Cik labi UV starojuma ietekmē cietējošie pārklājumi pielīp pie dažādām koksnes sugām, tostarp eļļainām koksnes sugām?
UV starojuma ietekmē cietējošiem pārklājumiem ir lieliska saķere ar lielāko daļu koksnes sugu. Ir svarīgi pārliecināties, ka sacietēšanas apstākļi ir pietiekami, lai nodrošinātu pilnīgu sacietēšanu un atbilstošu saķeri ar pamatni.
Ir noteiktas koksnes sugas, kas dabiski ir ļoti eļļainas un kurām var būt nepieciešams uzklāt saķeri veicinošu grunti jeb “tiecoat”. Van Technologies ir veikusi ievērojamus pētījumus un izstrādi UV starojumā cietējošu pārklājumu saķeres jomā ar šīm koksnes sugām. Jaunākie sasniegumi ietver vienu UV starojumā cietējošu hermētiķi, kas neļauj eļļām, sulai un darvai traucēt UV starojumā cietējošā virskārtas saķeri.
Alternatīvi, eļļu, kas atrodas uz koka virsmas, var noņemt tieši pirms pārklājuma uzklāšanas, noslaukot ar acetonu vai citu piemērotu šķīdinātāju. Vispirms ar šķīdinātāju samitrina nepūkojošu, absorbējošu drānu un pēc tam noslauka pāri koka virsmai. Virsmai ļauj nožūt, un pēc tam var uzklāt UV starojumā cietējošo pārklājumu. Virsmas eļļas un citu piesārņotāju noņemšana veicina uzklātā pārklājuma saķeri ar koka virsmu.
3. Kāda veida traipi ir saderīgi ar UV pārklājumiem?
Jebkuru no šeit aprakstītajām beicēm var efektīvi noblīvēt un pārklāt ar 100% UV starojumā cietējošu, ar šķīdinātāju samazinātu UV starojumā cietējošu, uz ūdens bāzes veidotu UV starojumā cietējošu vai UV starojumā cietējošu pulverkrāsu sistēmām. Tādēļ ir vairākas dzīvotspējīgas kombinācijas, kas padara gandrīz jebkuru tirgū pieejamo beici piemērotu jebkuram UV starojumā cietējošam pārklājumam. Tomēr ir daži apsvērumi, kas jāņem vērā, lai pārliecinātos par saderību kvalitatīvas koka virsmas apdares nodrošināšanai.
Ūdens bāzes traipi un ūdens bāzes ar UV starojumu cietējošas traipi:Uzklājot 100 % UV starojumā cietējošus, ar šķīdinātāju samazinātu UV starojumā cietējošus vai UV starojumā cietējošus pulverveida hermētiķus/virskārtas virs ūdens bāzes veidotām beicēm, ir svarīgi, lai beice būtu pilnībā izžuvusi, lai novērstu pārklājuma vienmērīguma defektus, tostarp apelsīna mizas efektu, “zivs acs” efektu, krāteru veidošanos, peļķīšu veidošanos un salipšanu. Šādi defekti rodas uzklāto pārklājumu zemā virsmas spraiguma dēļ salīdzinājumā ar uzklātās beices augsto atlikušo ūdens virsmas spraigumu.
Tomēr ūdens bāzes UV starojuma cietējoša pārklājuma uzklāšana parasti ir saudzīgāka. Izmantojot noteiktus ūdens bāzes UV starojuma cietējošus hermētiķus/virskārtas, uzklātā beice var saglabāt mitrumu bez negatīvām sekām. Atlikušais mitrums vai ūdens no beices uzklāšanas žūšanas procesā viegli difundēs caur uzklāto ūdens bāzes UV hermētiķi/virskārtu. Tomēr stingri ieteicams pārbaudīt jebkuru beices un hermētiķa/virskārtas kombināciju uz reprezentatīva testa parauga, pirms tiek pieņemts lēmums par faktisko apstrādājamo virsmu.
Uz eļļas bāzes un uz šķīdinātājiem bāzes veidotas beices:Lai gan var pastāvēt sistēma, ko var uzklāt uz nepietiekami izžuvušām eļļas bāzes vai šķīdinātāju bāzes beicēm, parasti ir nepieciešams un ļoti ieteicams šīs beices pilnībā izžāvēt pirms jebkura hermētiķa/virskārtas uzklāšanas. Šāda veida lēni žūstošām beicēm pilnīgai žāvēšanai var būt nepieciešamas līdz pat 24 līdz 48 stundām (vai ilgāk). Atkal ieteicams sistēmu pārbaudīt uz reprezentatīvas koka virsmas.
100% UV starojumā cietējošas traipu virsmas:Kopumā 100% UV starojumā cietināmiem pārklājumiem ir augsta ķīmiskā un ūdens izturība pēc pilnīgas sacietēšanas. Šī izturība apgrūtina vēlāk uzklāto pārklājumu labu saķeri, ja vien pamatā esošā UV starojumā cietināmā virsma nav pietiekami noslīpēta, lai nodrošinātu mehānisku saķeri. Lai gan tiek piedāvātas 100% UV starojumā cietināmas beices, kas ir paredzētas, lai būtu uzņēmīgas pret vēlāk uzklātajiem pārklājumiem, lielākā daļa 100% UV starojumā cietināmo beiču ir jānoslīpē vai daļēji jāsacietina (saukta par "B" pakāpi vai izciļņu sacietēšanu), lai veicinātu starpslāņu saķeri. "B" pakāpe rada atlikušās reaģējošās vietas beices slānī, kas reaģēs ar uzklāto UV starojumā cietināmo pārklājumu, kad tas tiks pakļauts pilnīgas sacietēšanas apstākļiem. "B" pakāpe arī ļauj veikt vieglu noslīpēšanu, lai noņemtu vai nogrieztu jebkādu graudu pacēlumu, kas var rasties beices uzklāšanas laikā. Gluda blīvējuma vai virskārtas uzklāšana nodrošinās lielisku starpslāņu saķeri.
Vēl viena problēma, kas saistīta ar 100 % UV starojumā cietējošām krāsām, ir saistīta ar tumšākām krāsām. Stipri pigmentētas krāsas (un pigmentēti pārklājumi kopumā) darbojas labāk, ja tiek izmantotas UV lampas, kas piegādā enerģiju, kas ir tuvāka redzamās gaismas spektram. Lieliska izvēle ir parastās UV lampas, kas ir leģētas ar galliju, kombinācijā ar standarta dzīvsudraba lampām. UV LED lampas, kas izstaro 395 nm un/vai 405 nm, darbojas labāk ar pigmentētām sistēmām salīdzinājumā ar 365 nm un 385 nm masīviem. Turklāt UV lampu sistēmas, kas nodrošina lielāku UV jaudu (mW/cm2) un enerģijas blīvums (mJ/cm2) veicina labāku sacietēšanu, izmantojot uzklāto beici vai pigmentēto pārklājuma slāni.
Visbeidzot, tāpat kā ar citām iepriekšminētajām beiču sistēmām, pirms darba ar faktisko beicējamo un apstrādājamo virsmu ieteicams veikt testēšanu. Pārliecinieties pirms sacietēšanas!
4. Kāda ir maksimālā/minimālā plēves biezums 100% UV pārklājumiem?
UV starojumā cietināmie pulverkrāsojumi tehniski ir 100% UV starojumā cietināmi pārklājumi, un to uzklātā biezuma ierobežojumu nosaka elektrostatiskie pievilkšanās spēki, kas saista pulveri ar apstrādājamo virsmu. Vislabāk ir konsultēties ar UV pulverkrāsojumu ražotāju.
Attiecībā uz šķidriem 100 % UV starojumā cietējošiem pārklājumiem uzklātā mitrā plēves biezums pēc UV starojuma cietēšanas nodrošinās aptuveni tādu pašu sausās plēves biezumu. Neliela saraušanās ir neizbēgama, taču parasti tai ir minimālas sekas. Tomēr ir ļoti tehniski pielietojumi, kuros ir noteiktas ļoti stingras vai šauras plēves biezuma pielaides. Šādos apstākļos var veikt tiešus sacietējušas plēves mērījumus, lai korelētu mitrās un sausās plēves biezumu.
Galīgais sacietēšanas biezums, ko var sasniegt, būs atkarīgs no UV starojumā cietējošā pārklājuma ķīmiskā sastāva un tā formulas. Ir pieejamas sistēmas, kas ir izstrādātas, lai nodrošinātu ļoti plānas plēves nogulsnes no 0,2 mil līdz 0,5 mil (5 µ līdz 15 µ), un citas, kas var nodrošināt biezumu, kas pārsniedz 0,5 collas (12 mm). Parasti UV starojumā cietināti pārklājumi ar augstu šķērssaišu blīvumu, piemēram, daži uretānakrilāta preparāti, nespēj panākt augstu plēves biezumu vienā uzklātā kārtā. Saraušanās pakāpe sacietēšanas laikā izraisīs nopietnas biezi uzklātā pārklājuma plaisāšanas. Augstu slāņa vai apdares biezumu joprojām var panākt, izmantojot UV starojumā cietējošus pārklājumus ar augstu šķērssaišu blīvumu, uzklājot vairākus plānus slāņus un slīpējot un/vai veicot "B" pakāpi starp katru slāni, lai veicinātu starpslāņu saķeri.
Vairumam UV starojuma cietējošo pārklājumu reaktīvās sacietēšanas mehānismu sauc par "brīvo radikāļu ierosinātu". Šis reaktīvās sacietēšanas mehānisms ir jutīgs pret gaisā esošo skābekli, kas palēnina vai kavē sacietēšanas ātrumu. Šo palēninājumu bieži sauc par skābekļa inhibīciju, un tas ir vissvarīgākais, cenšoties panākt ļoti plānas plēves biezumu. Plānās kārtiņās virsmas laukuma attiecība pret kopējo uzklātā pārklājuma tilpumu ir salīdzinoši liela, salīdzinot ar biezām kārtiņām. Tāpēc plānas kārtiņas ir daudz jutīgākas pret skābekļa inhibīciju un sacietē ļoti lēni. Bieži vien apdares virsma paliek nepietiekami sacietējusi un tai ir eļļaina/taukaina sajūta. Lai novērstu skābekļa inhibīciju, sacietēšanas laikā virs virsmas var laist cauri inertas gāzes, piemēram, slāpeklim un oglekļa dioksīdam, lai noņemtu skābekļa koncentrāciju, tādējādi nodrošinot pilnīgu un ātru sacietēšanu.
5. Cik caurspīdīgs ir caurspīdīgs UV pārklājums?
100% UV starojumā cietināmiem pārklājumiem ir izcila dzidrība un tie var sacensties ar labākajiem caurspīdīgajiem pārklājumiem nozarē. Turklāt, uzklājot uz koka, tie rada maksimālu skaistumu un attēla dziļumu. Īpaši interesantas ir dažādas alifātiskās uretāna akrilāta sistēmas, kas, uzklājot uz dažādām virsmām, tostarp koka, ir ievērojami dzidras un bezkrāsainas. Turklāt alifātiskie poliuretāna akrilāta pārklājumi ir ļoti stabili un noturīgi pret krāsas izmaiņām novecošanās gaitā. Ir svarīgi norādīt, ka pārklājumi ar zemu spīdumu izkliedē gaismu daudz vairāk nekā spīdīgi pārklājumi, un tāpēc tiem ir zemāka dzidrība. Tomēr salīdzinājumā ar citām pārklājumu ķīmiskajām vielām 100% UV starojumā cietināmie pārklājumi ir līdzvērtīgi, ja ne pat pārāki.
Pašlaik pieejamie ūdens bāzes UV starojuma cietināmie pārklājumi var tikt izstrādāti tā, lai nodrošinātu izcilu dzidrumu, koksnes siltumu un reakciju, kas varētu konkurēt ar labākajām tradicionālajām apdares sistēmām. Mūsdienās tirgū pieejamo UV starojuma cietināmo pārklājumu dzidrums, spīdums, koksnes reakcija un citas funkcionālās īpašības ir lieliskas, ja tie tiek iegūti no kvalitatīviem ražotājiem.
6. Vai ir pieejami krāsaini vai pigmentēti UV starojumā cietējoši pārklājumi?
Jā, krāsaini vai pigmentēti pārklājumi ir viegli pieejami visu veidu UV starojuma cietināmajos pārklājumos, taču optimālu rezultātu sasniegšanai ir jāņem vērā vairāki faktori. Pirmais un vissvarīgākais faktors ir tas, ka noteiktas krāsas traucē UV enerģijas spēju pārraidīt vai iekļūt uzklātajā UV starojuma cietināmajā pārklājumā. Elektromagnētiskais spektrs ir attēlots 1. attēlā, un var redzēt, ka redzamās gaismas spektrs atrodas tieši blakus UV spektram. Spektrs ir nepārtraukts spektrs bez skaidrām robežlīnijām (viļņu garumiem). Tāpēc viens reģions pakāpeniski saplūst ar blakus esošo reģionu. Ņemot vērā redzamās gaismas reģionu, pastāv daži zinātniski apgalvojumi, ka tas aptver no 400 nm līdz 780 nm, savukārt citi apgalvojumi norāda, ka tas aptver no 350 nm līdz 800 nm. Šajā diskusijā svarīgi ir tikai tas, ka mēs atzīstam, ka noteiktas krāsas var efektīvi bloķēt noteiktu UV vai starojuma viļņu garumu pārraidi.
Tā kā uzmanības centrā ir UV viļņa garums jeb starojuma apgabals, izpētīsim šo apgabalu sīkāk. 2. attēlā redzama redzamās gaismas viļņa garuma un atbilstošās krāsas, kas to efektīvi bloķē, saistība. Ir arī svarīgi zināt, ka krāsvielas parasti aptver viļņu garumu diapazonu, tāpēc sarkanā krāsviela var aptvert ievērojamu diapazonu, lai tā varētu daļēji absorbēt UVA apgabalu. Tāpēc krāsas, kas rada vislielākās bažas, aptvers dzelteno, oranžo un sarkano diapazonu, un šīs krāsas var traucēt efektīvu sacietēšanu.
Krāsvielas ne tikai traucē UV sacietēšanu, bet tās ir jāņem vērā arī, lietojot baltus pigmentētus pārklājumus, piemēram, UV starojumā sacietējošas gruntskrāsas un virskārtas krāsas. Apsveriet baltā pigmenta titāna dioksīda (TiO2) absorbcijas spektru, kā parādīts 3. attēlā. TiO2 uzrāda ļoti spēcīgu absorbciju visā UV starojuma diapazonā, un tomēr balti, UV starojumā sacietējoši pārklājumi tiek efektīvi sacietēti. Kā? Atbilde slēpjas pārklājuma izstrādātāja un ražotāja rūpīgā formulējumā, kā arī atbilstošu UV lampu izmantošanā sacietēšanai. Parasti izmantotās UV lampas izstaro enerģiju, kā parādīts 4. attēlā.
Katra ilustrētā lampa ir balstīta uz dzīvsudrabu, bet, leģējot dzīvsudrabu ar citu metālisku elementu, emisija var pāriet uz citiem viļņu garuma apgabaliem. TiO2 bāzes, baltu, UV starojumā cietējošu pārklājumu gadījumā standarta dzīvsudraba lampas piegādātā enerģija tiks efektīvi bloķēta. Daži no augstākajiem viļņu garumiem var nodrošināt sacietēšanu, taču pilnīgai sacietēšanai nepieciešamais laiks var nebūt praktisks. Tomēr, leģējot dzīvsudraba lampu ar galliju, rodas pārpilnība enerģijas, kas ir noderīga apgabalā, ko TiO2 efektīvi nebloķē. Izmantojot abu veidu lampu kombināciju, var panākt gan caurcietēšanu (izmantojot ar galliju leģētu), gan virsmas sacietēšanu (izmantojot standarta dzīvsudrabu) (5. attēls).
Visbeidzot, krāsaini vai pigmentēti UV starojumā cietējoši pārklājumi ir jāformulē, izmantojot optimālus fotoiniciatorus, lai UV enerģija – redzamās gaismas viļņu garuma diapazons, ko piegādā lampas – tiktu pareizi izmantota efektīvai sacietēšanai.
Citi jautājumi?
Ja rodas kādi jautājumi, nevilcinieties tos uzdot uzņēmuma pašreizējam vai nākamajam pārklājumu, iekārtu un procesu vadības sistēmu piegādātājam. Ir pieejamas labas atbildes, kas palīdzēs pieņemt efektīvus, drošus un rentablus lēmumus.
Lorenss (Lerijs) Van Izeghems ir uzņēmuma Van Technologies, Inc. prezidents/izpilddirektors. Van Technologies ir vairāk nekā 30 gadu pieredze UV starojumā cietējošu pārklājumu jomā, sākot darbību kā pētniecības un attīstības uzņēmums, bet ātri pārtopot par Application Specific Advanced Coatings™ ražotāju, kas apkalpo rūpniecisko pārklājumu ražotnes visā pasaulē. UV starojumā cietējošie pārklājumi vienmēr ir bijuši galvenā uzmanības centrā, tāpat kā citas “zaļās” pārklājumu tehnoloģijas, uzsverot veiktspēju, kas ir līdzvērtīga vai pārspēj tradicionālās tehnoloģijas. Van Technologies ražo GreenLight Coatings™ zīmola rūpnieciskos pārklājumus saskaņā ar ISO-9001:2015 sertificētu kvalitātes vadības sistēmu. Lai iegūtu vairāk informācijas, apmeklējiet vietniwww.greenlightcoatings.com.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 22. jūlijs
