Cílem posledních několika desetiletí bylo snížit množství rozpouštědel uvolňovaných do atmosféry. Tato rozpouštědla se nazývají VOC (těkavé organické sloučeniny) a v podstatě zahrnují všechna rozpouštědla, která používáme, kromě acetonu, který má velmi nízkou fotochemickou reaktivitu a byl vyňat jako rozpouštědlo VOC.
Ale co kdybychom mohli zcela vyloučit rozpouštědla a přitom s minimálním úsilím dosáhnout dobrých ochranných a dekorativních výsledků?
To by bylo skvělé – a můžeme to udělat. Technologie, která to umožňuje, se nazývá UV vytvrzování. Používá se od 70. let 20. století pro všechny druhy materiálů včetně kovu, plastu, skla, papíru a stále častěji i pro dřevo.
UV vytvrzované povlaky se vytvrzují vystavením ultrafialovému světlu v nanometrovém rozsahu na spodní hranici nebo těsně pod viditelným světlem. Mezi jejich výhody patří významné snížení nebo úplné odstranění těkavých organických sloučenin, menší odpad, menší potřebná plocha, okamžitá manipulace a stohování (takže nejsou potřeba sušicí stojany), snížené náklady na pracovní sílu a rychlejší výrobní tempo.
Dvěma důležitými nevýhodami jsou vysoké počáteční náklady na zařízení a obtížnost dokončování složitých 3D objektů. UV vytvrzování je tedy obvykle omezeno na větší dílny, které vyrábějí poměrně ploché objekty, jako jsou dveře, obložení, podlahy, lišty a díly připravené k montáži.
Nejjednodušší způsob, jak porozumět UV vytvrzovaným povrchovým úpravám, je porovnat je s běžnými katalyzovanými povrchovými úpravami, které pravděpodobně znáte. Stejně jako katalyzované povrchové úpravy obsahují UV vytvrzované povrchové úpravy pryskyřici pro dosažení konzistence, rozpouštědlo nebo náhradu ředění, katalyzátor pro zahájení zesíťování a vytvrzení a některé přísady, jako jsou matovací činidla, pro zajištění speciálních vlastností.
Používá se řada primárních pryskyřic, včetně derivátů epoxidu, uretanu, akrylu a polyesteru.
Ve všech případech tyto pryskyřice velmi tvrdě vytvrzují a jsou odolné vůči rozpouštědlům a poškrábání, podobně jako katalyzované (konverzní) laky. To ztěžuje neviditelné opravy, pokud by se vytvrzený film poškodil.
UV vytvrzované povrchové úpravy mohou být 100% pevné látky v kapalné formě. To znamená, že tloušťka vrstvy nanesené na dřevo je stejná jako tloušťka vytvrzeného nátěru. Není co odpařovat. Primární pryskyřice je však pro snadnou aplikaci příliš hustá. Výrobci proto přidávají menší reaktivní molekuly, aby snížili viskozitu. Na rozdíl od rozpouštědel, která se odpařují, se tyto přidané molekuly zesíťují s většími molekulami pryskyřice a vytvářejí film.
Rozpouštědla nebo voda mohou být také přidány jako ředidla, pokud je požadován tenčí film, například pro těsnicí nátěr. Obvykle však nejsou nutné k tomu, aby byl povrch stříkatelný. Pokud se přidávají rozpouštědla nebo voda, musí se před zahájením UV vytvrzování nechat odpařit nebo (v peci) odpařit.
Katalyzátor
Na rozdíl od katalyzovaného laku, který začíná vytvrzovat po přidání katalyzátoru, katalyzátor v UV vytvrzované povrchové úpravě, nazývaný „fotoiniciátor“, nedělá nic, dokud není vystaven energii UV světla. Poté spustí rychlou řetězovou reakci, která propojí všechny molekuly v nátěru dohromady a vytvoří film.
Právě tento proces dělá UV vytvrzované povrchové úpravy tak jedinečnými. Povrchová úprava v podstatě nemá žádnou trvanlivost ani dobu zpracovatelnosti. Zůstává v tekuté formě, dokud není vystavena UV záření. Poté během několika sekund zcela vytvrdne. Mějte na paměti, že sluneční světlo může vytvrzování urychlit, proto je důležité se tomuto typu vystavení vyhnout.
Možná by bylo jednodušší představit si katalyzátor pro UV laky jako dvě části než jako jednu. Fotoiniciátor je již v laku – asi 5 procent kapaliny – a je zde energie UV světla, která ho aktivuje. Bez obou se nic nestane.
Tato jedinečná vlastnost umožňuje regenerovat přestřik mimo dosah UV záření a znovu použít povrchovou úpravu. Plýtvání lze tak téměř zcela eliminovat.
Tradiční UV světlo je rtuťová výbojka s eliptickým reflektorem, která shromažďuje a směruje světlo na součástku. Cílem je zaostřit světlo pro dosažení maximálního účinku při aktivaci fotoiniciátoru.
V posledním desetiletí začaly LED diody (light-emitting diodes) nahrazovat tradiční žárovky, protože spotřebovávají méně elektřiny, vydrží mnohem déle, nemusí se zahřívat a mají úzký vlnový rozsah, takže nevytvářejí zdaleka tolik problematického tepla. Toto teplo může zkapalnit pryskyřice ve dřevě, například v borovici, a teplo musí být odváděno.
Proces vytvrzování je však stejný. Všechno probíhá „v přímé viditelnosti“. Povrchová úprava vytvrzuje pouze tehdy, pokud na ni UV světlo dopadá z určité vzdálenosti. Oblasti ve stínu nebo mimo ohnisko světla se nevytvrzují. Toto je v současnosti důležité omezení UV vytvrzování.
Pro vytvrzení povlaku na jakémkoli složitém předmětu, i na něčem tak téměř plochém, jako je profilovaná lišta, musí být světla uspořádána tak, aby dopadala na každý povrch ve stejné pevné vzdálenosti, aby odpovídala složení povlaku. To je důvod, proč ploché předměty tvoří velkou většinu projektů, které jsou potaženy UV vytvrzeným povrchem.
Dva běžné způsoby nanášení a vytvrzování UV povlaku jsou plochá linka a komora.
U rovné linky se ploché nebo téměř ploché předměty pohybují po dopravníku pod stříkacím nebo válečkovým dopravníkem, případně vakuovou komorou, poté pecí, pokud je to nutné k odstranění rozpouštědel nebo vody, a nakonec pod řadou UV lamp, aby došlo k vytvrzení. Předměty lze poté ihned stohovat.
V komorách jsou předměty obvykle zavěšeny a pohybovány po dopravníku stejnými kroky. Komora umožňuje opracování všech stran najednou a opracování nesložitých trojrozměrných předmětů.
Další možností je použít robota k otáčení objektu před UV lampami nebo držet UV lampu a pohybovat objektem kolem ní.
Dodavatelé hrají klíčovou roli
U UV vytvrzovaných laků a zařízení je spolupráce s dodavateli ještě důležitější než u katalyzovaných laků. Hlavním důvodem je řada proměnných, které je třeba koordinovat. Patří mezi ně vlnová délka žárovek nebo LED diod a jejich vzdálenost od objektů, složení laku a rychlost linky, pokud používáte dokončovací linku.
Čas zveřejnění: 23. dubna 2023
