Af Lawrence (Larry) Van Iseghem er præsident/CEO for Van Technologies, Inc.
I løbet af vores forretning med industrikunder på international basis, har vi adresseret utroligt mange spørgsmål og har leveret mange løsninger forbundet med UV-hærdende belægninger. Det følgende er nogle af de hyppigere spørgsmål, og de medfølgende svar kan give nyttig indsigt.
1. Hvad er UV-hærdende belægninger?
I træbearbejdningsindustrien er der tre hovedtyper af UV-hærdelige belægninger.
100 % aktive (nogle gange omtalt som 100 % faste stoffer) UV-hærdelige belægninger er flydende kemiske sammensætninger, der ikke indeholder noget opløsningsmiddel eller vand. Efter påføring udsættes belægningen med det samme for UV-energi uden behov for at tørre eller fordampe før hærdning. Den påførte belægningssammensætning reagerer for at danne et fast overfladelag via den beskrevne reaktive proces og passende betegnet fotopolymerisation. Da der ikke er behov for nogen fordampning før hærdning, er påførings- og hærdningsprocessen bemærkelsesværdig effektiv og omkostningseffektiv.
Vandbårne eller opløsningsmiddelbårne hybrid UV-hærdelige belægninger indeholder naturligvis enten vand eller opløsningsmiddel for at reducere det aktive (eller faste) indhold. Denne reduktion i faststofindhold tillader større lethed ved styring af den påførte våde filmtykkelse og/eller styring af belægningens viskositet. Under brug påføres disse UV-belægninger på træoverflader gennem en række forskellige metoder og skal tørres helt før UV-hærdning.
UV-hærdelige pulverbelægninger er også 100 % faste sammensætninger og påføres typisk på ledende substrater gennem elektrostatisk tiltrækning. Når det er påført, opvarmes substratet for at smelte pulveret, som flyder ud og danner en overfladefilm. Det coatede substrat kan derefter straks udsættes for UV-energi for at lette hærdningen. Den resulterende overfladefilm er ikke længere varmedeformerbar eller følsom.
Der findes varianter af disse UV-hærdelige belægninger, som indeholder en sekundær hærdningsmekanisme (varmeaktiveret, fugtreaktiv osv.), som kan give hærdning i overfladeområder, der ikke er udsat for UV-energi. Disse belægninger omtales almindeligvis som dobbelthærdede belægninger.
Uanset hvilken type UV-hærdende belægning, der anvendes, giver den endelige overfladefinish eller -lag enestående kvalitet, holdbarhed og modstandsegenskaber.
2. Hvor godt klæber UV-hærdelige belægninger til forskellige træsorter, herunder olieagtige træsorter?
UV-hærdende belægninger udviser fremragende vedhæftning til de fleste træsorter. Det er vigtigt at sikre sig, at der er tilstrækkelige hærdningsbetingelser til at opnå gennemhærdning og tilsvarende vedhæftning til underlaget.
Der er visse arter, der naturligt er meget olieagtige og kan kræve påføring af en vedhæftningsfremmende primer eller "tiecoat". Van Technologies har udført betydelig forskning og udvikling i vedhæftning af UV-hærdelige belægninger til disse træsorter. Den seneste udvikling omfatter en enkelt UV-hærdende sealer, som forhindrer olier, saft og beg i at forstyrre UV-hærdende topcoat-vedhæftning.
Alternativt kan olien på træoverfladen fjernes lige før påføringen af belægningen ved at tørre med acetone eller et andet passende opløsningsmiddel. En fnugfri, absorberende klud fugtes først med opløsningsmidlet og tørres derefter over træets overflade. Overfladen får lov til at tørre og derefter kan den UV-hærdelige belægning påføres. Fjernelse af overfladeolie og andre forurenende stoffer fremmer efterfølgende vedhæftning af den påførte belægning til træoverfladen.
3. Hvilken type pletter er kompatible med UV-belægninger?
Enhver af de her beskrevne pletter kan effektivt forsegles og topcoates med 100 % UV-hærdelige, opløsningsmiddelreducerede UV-hærdelige, vandbårne UV-hærdelige eller UV-hærdelige pulversystemer. Derfor er der en række levedygtige kombinationer, der gør næsten enhver plet på markedet egnet til enhver UV-hærdende belægning. Der er dog visse overvejelser, der er bemærkelsesværdige for at sikre, at der eksisterer kompatibilitet for en kvalitetstræoverfladefinish.
Vandbårne pletter og vandbårne UV-hærdende pletter:Når du påfører enten 100 % UV-hærdelige, opløsningsmiddelreducerede UV-hærdelige eller UV-hærdelige pulverforseglere/topcoatinger over vandbårne pletter, er det vigtigt, at pletten er helt tør for at forhindre defekter i belægningens ensartethed, herunder appelsinskal, fiskeøjne, krattering , pooling og pudling. Sådanne defekter opstår på grund af den lave overfladespænding af de påførte belægninger i forhold til den høje resterende vandoverfladespænding fra den påførte plet.
Påføringen af en vandbåren UV-hærdelig belægning er dog generelt mere tilgivende. Den påførte plet kan udvise fugt uden negative virkninger ved brug af visse vandbårne UV-hærdelige sealere/topcoatinger. Resterende fugt eller vand fra pletpåføringen vil let diffundere gennem den påførte vandbårne UV-forsegler/topcoat under tørringsprocessen. Det tilrådes dog kraftigt at teste enhver plet- og forsegler/topcoat-kombination på et repræsentativt prøveemne, før man forpligter sig til den faktiske overflade, der skal efterbehandles.
Oliebaserede og opløsningsmiddelbårne pletter:Selvom der kan eksistere et system, der kan påføres utilstrækkeligt tørrede oliebaserede eller opløsningsmiddelbårne pletter, er det normalt nødvendigt, og anbefales stærkt, at tørre disse pletter fuldstændigt før påføring af enhver sealer/topcoat. Langsomttørrende pletter af disse typer kan tage op til 24 til 48 timer (eller længere) for at opnå fuld tørhed. Igen tilrådes det at teste systemet på en repræsentativ træoverflade.
100 % UV-hærdende pletter:Generelt udviser 100 % UV-hærdelige belægninger høj kemisk- og vandresistens, når de er fuldt hærdede. Denne modstand gør det vanskeligt for efterfølgende påførte belægninger at hæfte godt, medmindre den underliggende UV-hærdede overflade er tilstrækkeligt slebet til at tillade mekanisk binding. Selvom der tilbydes 100 % UV-hærdelige pletter, der er designet til at være modtagelige for efterfølgende påførte belægninger, skal de fleste 100 % UV-hærdelige pletter slibes eller delvist hærdes (kaldet "B"-stadie eller stødhærdning) for at fremme vedhæftning mellem lag. "B" stadiedannelse resulterer i resterende reaktive steder i pletlaget, som vil co-reagere med den påførte UV-hærdelige belægning, når den udsættes for fulde hærdningsbetingelser. "B"-inddeling giver også mulighed for mild slibning for at denib eller skære enhver kornstigning, der kan opstå ved pletpåføring. Glat forsegling eller påføring af topcoat vil resultere med fremragende mellemlagsvedhæftning.
En anden bekymring med 100% UV-hærdelige pletter vedrører mørkere farver. Stærkt pigmenterede pletter (og pigmenterede belægninger generelt) klarer sig bedre, når der bruges UV-lamper, der leverer energi tættere på det synlige lysspektrum. Konventionelle UV-lamper doteret med gallium i kombination med standard kviksølvlamper er et glimrende valg. UV LED-lamper, der udsender 395 nm og/eller 405 nm, klarer sig bedre med pigmenterede systemer i forhold til 365 nm og 385 nm arrays. Ydermere UV-lampesystemer, der leverer større UV-effekt (mW/cm2) og energitæthed (mJ/cm2) fremmer bedre hærdning gennem den påførte plet eller det pigmenterede belægningslag.
Til sidst, som med de andre bejdsesystemer, der er nævnt ovenfor, tilrådes test, før man arbejder med den faktiske overflade, der skal bejdses og efterbehandles. Vær sikker før helbredelse!
4. Hvad er den maksimale/minimum filmopbygning for 100 % UV-belægninger?
UV-hærdelige pulverbelægninger er teknisk set 100 % UV-hærdelige belægninger, og deres påførte tykkelse er begrænset af de elektrostatiske tiltrækningskræfter, der binder pulveret til overfladen, der færdigbehandles. Det er bedst at søge råd fra producenten af UV-pulverbelægninger.
Hvad angår flydende 100 % UV-hærdelige belægninger, vil den påførte våde filmtykkelse resultere i omtrent samme tørfilmtykkelse efter UV-hærdning. Noget svind er uundgåeligt, men normalt er det af minimal konsekvens. Der er dog meget tekniske applikationer, der specificerer meget snævre eller smalle filmtykkelsestolerancer. Under disse omstændigheder kan direkte hærdet filmmåling udføres for at korrelere våd til tør filmtykkelse.
Den endelige hærdede tykkelse, der kan opnås, vil afhænge af kemien i den UV-hærdelige belægning, og hvordan den er formuleret. Der findes systemer, der er konstrueret til at give meget tynde filmaflejringer mellem 0,2 mil – 0,5 mil (5µ – 15µ) og andre, der kan give tykkelser på over 0,5 tommer (12 mm). Typisk er UV-hærdede belægninger, der har en høj tværbindingsdensitet, såsom nogle urethanacrylatformuleringer, ikke i stand til høj filmtykkelse i et enkelt påført lag. Graden af krympning ved hærdning vil forårsage alvorlig revnedannelse af den tykt påførte belægning. En høj bygge- eller finishtykkelse kan stadig opnås ved at bruge UV-hærdelige belægninger med høj tværbindingstæthed ved at påføre flere tynde lag og enten slibe og/eller "B" mellemlag mellem hvert lag for at fremme mellemlagets vedhæftning.
Den reaktive hærdningsmekanisme for de fleste UV-hærdelige belægninger kaldes "frie radikaler initieret." Denne reaktive hærdningsmekanisme er modtagelig for ilt i luften, som bremser eller hæmmer hærdningshastigheden. Denne opbremsning omtales ofte som ilthæmning og er vigtigst, når man forsøger at opnå meget tynde filmtykkelser. I tynde film er overfladearealet i forhold til det samlede volumen af påført belægning relativt højt sammenlignet med tykke filmtykkelser. Derfor er tyndfilmtykkelser meget mere modtagelige for ilthæmning og hærder meget langsomt. Ofte forbliver overfladen af finishen utilstrækkeligt hærdet og udviser en olieagtig/fedtet fornemmelse. For at modvirke ilthæmning kan inerte gasser såsom nitrogen og kuldioxid føres hen over overfladen under hærdning for at fjerne koncentrationen af ilt, hvilket muliggør fuld, hurtig hærdning.
5. Hvor klar er en klar UV-belægning?
100 % UV-hærdelige belægninger kan udvise fremragende klarhed og vil konkurrere med de bedste klare lak i branchen. Derudover, når de påføres træ, frembringer de maksimal skønhed og billeddybde. Af særlig interesse er forskellige alifatiske urethanacrylatsystemer, der er bemærkelsesværdigt klare og farveløse, når de påføres en lang række overflader, herunder træ. Ydermere er alifatiske polyurethanacrylatbelægninger meget stabile og modstår misfarvning med alderen. Det er vigtigt at pointere, at lavglansbelægninger spreder lyset meget mere end glansbelægninger og vil derved have lavere klarhed. I forhold til andre belægningskemier er 100 % UV-hærdelige belægninger dog lige, hvis ikke overlegne.
Vandbårne UV-hærdende belægninger, der er tilgængelige på dette tidspunkt, kan formuleres til at give enestående klarhed, trævarme og respons til at konkurrere med de bedste konventionelle finishsystemer. Klarhed, glans, trærespons og andre funktionelle egenskaber ved UV-hærdende belægninger, der er tilgængelige på markedet i dag, er fremragende, når de kommer fra kvalitetsproducenter.
6. Er der farvede eller pigmenterede UV-hærdelige belægninger?
Ja, farvede eller pigmenterede belægninger er let tilgængelige i alle typer UV-hærdende belægninger, men der er faktorer, der skal tages i betragtning for at opnå optimale resultater. Den første og vigtigste faktor er det faktum, at visse farver forstyrrer UV-energiens evne til at transmittere ind i eller trænge ind i den påførte UV-hærdelige belægning. Det elektromagnetiske spektrum er illustreret på billede 1, og det kan ses, at det synlige lys spektrum er umiddelbart op til UV-spektret. Spektret er et kontinuum uden klare linjer (bølgelængder) af afgrænsning. Derfor blander en region sig gradvist ind i en tilstødende region. I betragtning af området med synligt lys er der nogle videnskabelige påstande om, at det spænder fra 400 nm til 780 nm, mens andre påstande siger, at det spænder fra 350 nm til 800 nm. For denne diskussion betyder det kun, at vi erkender, at visse farver effektivt kan blokere transmissionen af bestemte bølgelængder af UV eller stråling.
Da fokus er på UV-bølgelængden eller strålingsregionen, lad os udforske denne region mere detaljeret. Billede 2 viser forholdet mellem bølgelængden af synligt lys og den tilsvarende farve, der er effektiv til at blokere det. Det er også vigtigt at vide, at farvestoffer typisk spænder over et område af bølgelængder, således at et rødt farvestof kan spænde over et betydeligt område, således at det delvist kan absorbere i UVA-området. Derfor vil de mest bekymrende farver spænde over det gule – orange – røde område, og disse farver kan forstyrre en effektiv helbredelse.
Farvestoffer forstyrrer ikke kun UV-hærdning, de er også en overvejelse, når du bruger hvidpigmenterede belægninger, såsom UV-hærdelige primere og topcoat-malinger. Overvej absorbansspektret af det hvide pigment titaniumdioxid (TiO2), som vist på billede 3. TiO2 udviser meget stærk absorbans i hele UV-området, og alligevel hærdes hvide, UV-hærdelige belægninger effektivt. Hvordan? Svaret ligger i omhyggelig formulering af belægningsudvikleren og -producenten i samråd med brugen af de rigtige UV-lamper til hærdning. De almindelige, konventionelle UV-lamper i brug udsender energi som illustreret på billede 4.
Hver illustreret lampe er baseret på kviksølv, men ved at dope kviksølvet med et andet metalelement kan emissionen skifte til andre bølgelængdeområder. I tilfælde af TiO2-baserede, hvide, UV-hærdelige belægninger, vil energien fra en standard kviksølvlampe effektivt blive blokeret. Nogle af de højere leverede bølgelængder kan give hærdning, men den tid, der kræves til fuld hærdning, er muligvis ikke praktisk. Ved at dope en kviksølvlampe med gallium er der imidlertid en overflod af energi, der er nyttig i et område, der ikke effektivt blokeres af TiO2. Ved at bruge en kombination af begge lampetyper kan både gennemhærdning (ved hjælp af galliumdoteret) og overfladehærdning (ved brug af standardkviksølv) opnås (billede 5).
Endelig skal farvede eller pigmenterede UV-hærdelige belægninger formuleres ved hjælp af de optimale fotoinitiatorer, således at UV-energien - bølgelængdeområdet for synligt lys, der leveres af lamperne - udnyttes korrekt til effektiv hærdning.
Andre spørgsmål?
Med hensyn til eventuelle spørgsmål, der opstår, tøv aldrig med at spørge virksomhedens nuværende eller fremtidige leverandør af belægninger, udstyr og processtyringssystemer. Gode svar er tilgængelige for at hjælpe med at træffe effektive, sikre og rentable beslutninger. u
Lawrence (Larry) Van Iseghem er præsident/CEO for Van Technologies, Inc. Van Technologies har over 30 års erfaring i UV-hærdelige belægninger, begyndende som en R&D-virksomhed, men omdannet hurtigt til en producent af Application Specific Advanced Coatings™, der tjener industriel belægning faciliteter verden over. UV-hærdelige belægninger har altid været et primært fokus, sammen med andre "grønne" belægningsteknologier, med vægten på ydeevne svarende til eller overgå konventionelle teknologier. Van Technologies fremstiller GreenLight Coatings™-mærket af industrielle belægninger i henhold til et ISO-9001:2015 certificeret kvalitetsstyringssystem. For mere information, besøgwww.greenlightcoatings.com.
Indlægstid: 22-jul-2023
