i løbet af de sidste mange årtier har været at reducere mængden af opløsningsmidler, der frigives til atmosfæren. Disse kaldes VOC'er (flygtige organiske forbindelser), og de omfatter faktisk alle de opløsningsmidler, vi bruger, undtagen acetone, som har en meget lav fotokemisk reaktivitet og er blevet fritaget 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. Det har været i brug siden 1970'erne til alle mulige materialer, herunder metal, plastik, glas, papir og i stigende grad 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 krævet gulvplads, øjeblikkelig håndtering og stabling (så der ikke er behov for tørrestativer), reducerede arbejdsomkostninger og hurtigere produktionshastigheder.
De to vigtige ulemper er høje startomkostninger for udstyret og vanskeligheder med at færdiggøre komplekse 3D-objekter. Så at komme ind i UV-hærdning er normalt begrænset til større butikker, der laver ret flade genstande såsom døre, paneler, gulve, trim og dele klar til at samle.
Den nemmeste måde at forstå UV-hærdede overflader på er at sammenligne dem med de almindelige katalyserede overflader, som du sikkert er bekendt med. Som med katalyserede overfladebehandlinger indeholder UV-hærdede overfladebehandlinger en harpiks for at opnå opbygning, et opløsningsmiddel eller erstatning for fortynding, en katalysator til at initiere tværbindingen og fremkalde hærdningen og nogle tilsætningsstoffer såsom fladningsmidler for at give specielle egenskaber.
Der anvendes en række primære harpikser, 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 aflejres på træet, er den samme som tykkelsen af den hærdede belægning. Der er ikke noget at fordampe. Men den primære harpiks er for tyk til let påføring. Så producenter tilføjer mindre reaktive molekyler for at reducere viskositeten. I modsætning til opløsningsmidler, som fordamper, tværbinder disse tilsatte molekyler med de større harpiksmolekyler for at danne filmen.
Opløsningsmidler eller vand kan også tilsættes som fortynder, når der ønskes en tyndere filmopbygning, for eksempel til en sealer-coat. Men de er normalt ikke nødvendige for at gøre finishen sprøjtebar. Når opløsningsmidler eller vand tilsættes, skal de have lov, eller laves (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. Så starter den en hurtig kædereaktion, der binder alle molekylerne i belægningen sammen for at danne filmen.
Denne proces er det, der gør UV-hærdet finish så unik. Der er stort set ingen holdbarhed eller brugstid for finishen. Det forbliver i flydende form, indtil det udsættes for UV-lys. Så hærder det totalt inden for få sekunder. Husk, at sollys kan sætte gang i hærdningen, så det er vigtigt at undgå denne form for eksponering.
Det kan være lettere at tænke på katalysatoren til UV-belægninger som to dele frem for én. Der er fotoinitiatoren allerede i finishen - omkring 5 procent af væsken - og der er energien fra UV-lyset, der sætter den i gang. Uden begge sker der intet.
Denne unikke egenskab gør det muligt at genvinde overspray uden for UV-lysets rækkevidde og bruge finishen igen. Så affald kan næsten helt elimineres.
Det traditionelle UV-lys er en kviksølvdamppære sammen med en elliptisk reflektor til at opsamle og rette lyset ind på delen. Ideen er at fokusere lyset for at få den maksimale effekt ved at sætte fotoinitiatoren i gang.
I løbet af det sidste årti eller deromkring er LED'er (lysemitterende dioder) begyndt at erstatte de traditionelle pærer, fordi LED'er bruger mindre elektricitet, holder meget længere, ikke behøver at varme op og har et smalt bølgelængdeområde, så de ikke skaber nær så meget meget problem-fremkaldende varme. Denne varme kan gøre harpiks i træet flydende, såsom i fyrretræ, og varmen skal udtømmes.
Hærdningsprocessen er dog den samme. Alt er "synslinje". Finishen hærder kun, hvis UV-lyset rammer den fra en fast afstand. Områder i skygger eller uden for lysets fokus helbreder ikke. Dette er en vigtig begrænsning af UV-hærdning på nuværende tidspunkt.
For at hærde belægningen på enhver kompleks genstand, selv noget så næsten fladt som en profileret støbning, skal lysene arrangeres, så de rammer hver overflade i samme faste afstand for at matche belægningens formulering. Dette er grunden til, at flade genstande udgør langt de fleste projekter, der er belagt med en UV-hærdet finish.
De to almindelige arrangementer til påføring og hærdning af UV-belægning er flad linje og kammer.
Med flad linje bevæger de flade eller næsten flade genstande sig ned ad en transportør under en spray eller rulle eller gennem et vakuumkammer, derefter gennem en ovn, hvis det er nødvendigt, for at fjerne opløsningsmidler eller vand og til sidst under en række UV-lamper for at opnå hærdningen. Genstandene kan derefter straks stables.
I kamre hænges genstandene normalt op og flyttes langs en transportør gennem de samme trin. Et kammer muliggør efterbehandling af alle sider på én gang og efterbehandling af ikke-komplekse, tredimensionelle objekter.
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 det.
Leverandører spiller en nøglerolle
Med UV-hærdede belægninger og udstyr er det endnu vigtigere at samarbejde med leverandørerne end med katalyserede lakker. Hovedårsagen er antallet af variable, der skal koordineres. Disse inkluderer bølgelængden af pærer eller LED'er og deres afstand fra genstandene, formuleringen af belægningen og linjehastigheden, hvis du bruger en mållinje.
Indlægstid: 23-apr-2023
