Během posledních několika desetiletí došlo ke snížení množství rozpouštědel uvolňovaných do atmosféry. Tyto 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 úplně odstranit rozpouštědla a přesto dosáhnout dobrých ochranných a dekorativních výsledků s minimálním úsilím?
To by bylo skvělé – a můžeme. 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.
Povlaky vytvrzené UV zářením vytvrzují při vystavení ultrafialovému světlu v rozsahu nanometrů na spodní hranici nebo těsně pod viditelným světlem. Mezi jejich výhody patří výrazné snížení nebo úplné odstranění VOC, méně odpadu, menší nároky na podlahovou plochu, okamžitá manipulace a stohování (není potřeba sušicích stojanů), snížené mzdové náklady a rychlejší výroba.
Dvěma důležitými nevýhodami jsou vysoké počáteční náklady na zařízení a obtížnost dokončení složitých 3-D objektů. Takže vytvrzování UV zářením se obvykle omezuje na větší obchody vyrábějící poměrně ploché předměty, jako jsou dveře, obložení, podlahy, ozdobné lišty a díly připravené k montáži.
Nejjednodušší způsob, jak pochopit povrchové úpravy vytvrzované UV zářením, je porovnat je s běžnými katalyzovanými povrchovými úpravami, které pravděpodobně znáte. Stejně jako u katalyzovaných povrchových úprav, UV-vytvrzované povrchové úpravy obsahují pryskyřici pro dosažení builderu, rozpouštědlo nebo náhradu za ředění, katalyzátor pro zahájení zesítění a vyvolání vytvrzování a některá aditiva, jako jsou zplošťovací činidla, pro zajištění speciálních vlastností.
Používá se řada primárních pryskyřic, včetně derivátů epoxidu, uretanu, akrylu a polyesteru.
Ve všech případech tyto pryskyřice vytvrzují velmi tvrdě a jsou odolné vůči rozpouštědlům a poškrábání, podobně jako katalyzované (konverzní) laky. To ztěžuje neviditelné opravy, pokud by se vytvrzený film poškodil.
Povrchové úpravy vytvrzené UV zářením mohou být 100% pevné v kapalné formě. To znamená, že tloušťka toho, co je naneseno na dřevo, je stejná jako tloušťka vytvrzeného nátěru. Není co vypařovat. Primární pryskyřice je však příliš hustá pro snadnou aplikaci. Výrobci tedy 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 požadována tenčí vrstva filmu, například pro těsnicí nátěr. Ale obvykle nejsou potřeba k tomu, aby byl povrch stříkatelný. Když se přidají rozpouštědla nebo voda, musí se nechat před zahájením UV vytvrzování odpařit nebo vyrobit (v peci).
Katalyzátor
Na rozdíl od katalyzovaného laku, který začíná vytvrzovat po přidání katalyzátoru, katalyzátor v úpravě vytvrzované UV zářením, nazývané „fotoiniciátor“, nedělá nic, dokud není vystaven energii UV světla. Poté spustí rychlou řetězovou reakci, která spojí všechny molekuly v povlaku dohromady a vytvoří film.
Díky tomuto procesu jsou povrchové úpravy vytvrzené UV zářením tak jedinečné. V podstatě neexistuje žádná skladovatelnost nebo doba zpracovatelnosti povrchové úpravy. Zůstává v kapalné formě, dokud není vystaven UV záření. Poté se během několika sekund zcela vytvrdí. Mějte na paměti, že vytvrzování může způsobit sluneční záření, takže je důležité se tomuto typu expozice vyhnout.
Mohlo by být snazší uvažovat o katalyzátoru pro UV povlaky jako o dvou částech, spíše než o jedné. Fotoiniciátor je již v cíli – asi 5 procent kapaliny – a je zde energie UV světla, která jej odpálí. Bez obou se nic neděje.
Tato jedinečná vlastnost umožňuje regeneraci přestřiku mimo dosah UV záření a opětovné použití laku. Takže odpad může být téměř zcela odstraněn.
Tradiční UV světlo je rtuťová výbojka spolu s eliptickým reflektorem pro sběr a směrování světla na součást. Cílem je zaostřit světlo pro maximální účinek při spuštění fotoiniciátoru.
Zhruba v posledním desetiletí začaly LED (světlo emitující diody) nahrazovat tradiční žárovky, protože LED spotřebovávají méně elektřiny, vydrží mnohem déle, nemusejí se zahřívat a mají úzký rozsah vlnových délek, takže nevytvářejí téměř jako hodně problémové teplo. Toto teplo může zkapalnit pryskyřice ve dřevě, například v borovici, a teplo se musí vyčerpat.
Proces vytvrzování je však stejný. Vše je „přímé viditelnosti“. Lak vytvrzuje pouze tehdy, když na něj UV světlo dopadá z pevné vzdálenosti. Oblasti ve stínech nebo mimo ohnisko světla se nevyléčí. To je v současné době důležité omezení UV vytvrzování.
Pro vytvrzení povlaku na jakémkoli složitém předmětu, dokonce i na něčem tak téměř plochém, jako je profilovaný výlisek, 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 opatřeny povrchovou úpravou vytvrzovanou UV zářením.
Dvě běžná uspořádání pro nanášení UV povlaku a vytvrzování jsou plochá linie a komora.
S plochou čárou se ploché nebo téměř ploché předměty pohybují dolů po dopravníku pod rozprašovačem nebo válečkem nebo přes vakuovou komoru, pak přes pec, pokud je to nutné k odstranění rozpouštědel nebo vody, a nakonec pod řadou UV lamp, aby se dosáhlo vytvrzení. Předměty lze poté ihned skládat na sebe.
V komorách se předměty obvykle zavěšují a pohybují podél dopravníku po stejných krocích. Komora umožňuje opracování všech stran najednou a opracování nekomplexních, trojrozměrných předmětů.
Další možností je pomocí robota otáčet objektem před UV lampami nebo držet UV lampu a objekt po ní pohybovat.
Klíčovou roli hrají dodavatelé
U laků a zařízení vytvrzovaných UV zářením je ještě důležitější spolupracovat s dodavateli než s katalyzovanými laky. Hlavním důvodem je množství proměnných, které je nutné koordinovat. Patří mezi ně vlnová délka žárovek nebo LED a jejich vzdálenost od objektů, složení povlaku a rychlost linky, pokud používáte dokončovací linku.
Čas odeslání: 23. dubna 2023
