I løbet af de sidste årtier har det været vigtigt at reducere mængden af opløsningsmidler, der udledes til atmosfæren. Disse kaldes VOC'er (flygtige organiske forbindelser), og de omfatter reelt alle de opløsningsmidler, vi bruger, undtagen acetone, som har en meget lav fotokemisk reaktivitet og er blevet undtaget som et VOC-opløsningsmiddel.
Men hvad nu hvis vi kunne fjerne opløsningsmidler helt og stadig få gode beskyttende og dekorative resultater med et minimum af indsats?
Det ville være fantastisk – og det kan vi. Teknologien, der gør dette muligt, kaldes UV-hærdning. Den har været i brug siden 1970'erne til alle mulige materialer, herunder metal, plastik, glas, papir og i stigende grad også til træ.
UV-hærdede belægninger hærder, når de udsættes for ultraviolet lys i nanometerområdet i den lave ende eller lige under synligt lys. Deres fordele omfatter betydelig reduktion eller fuldstændig eliminering af VOC'er, mindre spild, mindre gulvpladsbehov, øjeblikkelig håndtering og stabling (så der ikke er behov for tørrestativer), reducerede lønomkostninger og hurtigere produktionshastigheder.
De to vigtige ulemper er den høje startpris for udstyret og vanskeligheder med at færdiggøre komplekse 3D-objekter. Så det er normalt begrænset til større værksteder, der fremstiller forholdsvis flade objekter såsom døre, paneler, gulve, lister og dele, der er klar til montering, at komme i gang med UV-hærdning.
Den nemmeste måde at forstå UV-hærdede overflader på er at sammenligne dem med de almindelige katalyserede overflader, som du sikkert er bekendt med. Ligesom katalyserede overflader indeholder UV-hærdede overflader en harpiks til at opnå opbygning, et opløsningsmiddel eller en erstatning for fortynding, en katalysator til at starte tværbindingen og frembringe hærdningen og nogle tilsætningsstoffer, såsom matteringsmidler, for at give særlige egenskaber.
En række primære harpikser anvendes, herunder derivater af epoxy, urethan, akryl og polyester.
I alle tilfælde hærder disse harpikser meget hårdt og er opløsningsmiddel- og ridsefaste, svarende til katalyseret (konverterings-) lak. Dette gør usynlige reparationer vanskelige, hvis den hærdede film skulle blive beskadiget.
UV-hærdede overflader kan være 100 procent faste stoffer i flydende form. Det vil sige, at tykkelsen af det, der afsættes på træet, er den samme som tykkelsen af den hærdede belægning. Der er intet, der fordamper. Men den primære harpiks er for tyk til nem påføring. Så producenterne tilføjer mindre reaktive molekyler for at reducere viskositeten. I modsætning til opløsningsmidler, som fordamper, tværbinder disse tilsatte molekyler sig med de større harpiksmolekyler for at danne filmen.
Opløsningsmidler eller vand kan også tilsættes som fortyndere, når der ønskes en tyndere filmopbygning, for eksempel til et forseglerlag. Men de er normalt ikke nødvendige for at gøre finishen sprøjtebar. Når opløsningsmidler eller vand tilsættes, skal de have lov til, eller bringes (i en ovn), at fordampe, før UV-hærdningen begynder.
Katalysatoren
I modsætning til katalyseret lak, som begynder at hærde, når katalysatoren tilsættes, gør katalysatoren i en UV-hærdet finish, kaldet en "fotoinitiator", ikke noget, før den udsættes for energien fra UV-lys. Derefter starter den en hurtig kædereaktion, der forbinder alle molekylerne i belægningen sammen for at danne filmen.
Denne proces er det, der gør UV-hærdede overflader så unikke. Der er stort set ingen holdbarhed eller brugstid for overfladen. Den forbliver flydende, indtil den udsættes for UV-lys. Derefter hærder den fuldstændigt inden for få sekunder. Husk, at sollys kan sætte gang i hærdningen, så det er vigtigt at undgå denne type eksponering.
Det er måske nemmere at tænke på katalysatoren til UV-belægninger som to dele i stedet for én. Fotoinitiatoren er allerede i finishen – omkring 5 procent af væsken – og så er der energien fra UV-lyset, der aktiverer den. Uden begge dele sker der ingenting.
Denne unikke egenskab gør det muligt at genbruge oversprøjtning uden for UV-lysets rækkevidde og bruge finishen igen. Således kan spild næsten fuldstændigt elimineres.
Det traditionelle UV-lys er en kviksølvdamppære sammen med en elliptisk reflektor til at indsamle og rette lyset mod emnet. Ideen er at fokusere lyset for at opnå den maksimale effekt ved at aktivere fotoinitiatoren.
I løbet af det sidste årti eller deromkring er LED'er (lysdioder) begyndt at erstatte de traditionelle pærer, fordi LED'er bruger mindre strøm, holder meget længere, ikke behøver at varme op og har et smalt bølgelængdeområde, så de ikke skaber nær så meget problematisk varme. Denne varme kan fortætte harpikser i træet, såsom i fyr, og varmen skal udledes.
Hærdningsprocessen er dog den samme. Alt sker "i synslinjen". Lakmaterialet hærder kun, hvis UV-lyset rammer det fra en fast afstand. Områder i skygger eller uden for lysets fokus hærder ikke. Dette er en vigtig begrænsning ved UV-hærdning på nuværende tidspunkt.
For at hærde belægningen på et hvilket som helst komplekst objekt, selv noget så fladt som en profileret støbning, skal lysene arrangeres, så de rammer alle overflader med samme faste afstand for at matche belægningens formulering. Dette er grunden til, at flade objekter udgør langt de fleste projekter, der er belagt med en UV-hærdet finish.
De to almindelige ordninger for UV-belægningspåføring og -hærdning er flad linje og kammer.
Med en flad linje bevæger de flade eller næsten flade genstande sig ned ad et transportbånd under en sprøjte eller rulle eller gennem et vakuumkammer, derefter gennem en ovn om nødvendigt for at fjerne opløsningsmidler eller vand og endelig under en række UV-lamper for at frembringe hærdningen. Genstandene kan derefter stables med det samme.
I kamre hænges og flyttes genstandene normalt langs et transportbånd gennem de samme trin. Et kammer muliggør færdigbehandling af alle sider på én gang og færdigbehandling af ikke-komplekse, tredimensionelle genstande.
En anden mulighed er at bruge en robot til at rotere objektet foran UV-lamper eller holde en UV-lampe og flytte objektet rundt om den.
Leverandører spiller en central rolle
Med UV-hærdede belægninger og udstyr er det endnu vigtigere at samarbejde med leverandørerne end med katalyserede lakker. Hovedårsagen er antallet af variabler, der skal koordineres. Disse omfatter bølgelængden af pærer eller LED'er og deres afstand fra objekterne, formuleringen af belægningen og linjehastigheden, hvis du bruger en finishlinje.
Opslagstidspunkt: 23. april 2023
