Viime vuosikymmenten aikana on ollut ilmakehään vapautuvien liuottimien määrän vähentäminen. Näitä kutsutaan VOC-yhdisteiksi (haihtuvat orgaaniset yhdisteet), ja niihin kuuluvat käytännössä kaikki käyttämämme liuottimet asetonia lukuun ottamatta, jolla on erittäin alhainen fotokemiallinen reaktiivisuus ja joka on vapautettu VOC-liuottimien luettelosta.
Mutta entä jos voisimme poistaa liuottimet kokonaan ja silti saada hyviä suojaavia ja koristeellisia tuloksia minimaalisella vaivalla?
Se olisi hienoa – ja me pystymme siihen. Tämän mahdollistavaa teknologiaa kutsutaan UV-kovetukseksi. Sitä on käytetty 1970-luvulta lähtien kaikenlaisille materiaaleille, kuten metallille, muoville, lasille, paperille ja yhä enemmän myös puulle.
UV-kovetteiset pinnoitteet kovettuvat, kun ne altistetaan nanometrialueen ultraviolettivalolle sen alapäässä tai juuri näkyvän valon alapuolella. Niiden etuja ovat VOC-yhdisteiden merkittävä väheneminen tai täydellinen poistaminen, vähemmän jätettä, pienempi lattiapinta-alan tarve, välitön käsittely ja pinoaminen (joten ei tarvetta kuivaustelineille), pienemmät työvoimakustannukset ja nopeampi tuotantonopeus.
Kaksi merkittävää haittapuolta ovat laitteiden korkeat alkukustannukset ja monimutkaisten 3D-kappaleiden viimeistelyn vaikeus. Siksi UV-kovetus on yleensä rajoitettu suurempiin verstaisiin, jotka valmistavat melko litteitä kappaleita, kuten ovia, panelointia, lattiapäällysteitä, listoja ja valmiita kokoonpano-osia.
Helpoin tapa ymmärtää UV-kovetettuja pintakäsittelyaineita on verrata niitä yleisiin katalysoituihin pintakäsittelyihin, jotka ovat luultavasti sinulle tuttuja. Kuten katalysoiduissa pintakäsittelyissä, UV-kovetettuissa pintakäsittelyissä on hartsia kerroksen aikaansaamiseksi, liuotinta tai ohennuksen korviketta, katalyytin silloittumisen aloittamiseksi ja kovettumisen aikaansaamiseksi sekä joitakin lisäaineita, kuten hionta-aineita, erityisominaisuuksien aikaansaamiseksi.
Käytetään useita primäärihartseja, mukaan lukien epoksin, uretaanin, akryylin ja polyesterin johdannaiset.
Kaikissa tapauksissa nämä hartsit kovettuvat erittäin kovaksi ja ovat liuottimia ja naarmuja kestäviä, samalla tavalla kuin katalysoitu (konversio)lakka. Tämä tekee näkymättömien korjausten tekemisestä vaikeaa, jos kovettunut kalvo vaurioituu.
UV-kovetetut pinnat voivat olla 100-prosenttisesti kiinteitä aineita nestemäisessä muodossa. Toisin sanoen puulle kerrostuvan aineen paksuus on sama kuin kovettuneen pinnoitteen paksuus. Mitään ei haihdu. Mutta ensisijainen hartsi on liian paksua helppoa levittämistä varten. Siksi valmistajat lisäävät pienempiä reaktiivisia molekyylejä viskositeetin vähentämiseksi. Toisin kuin liuottimet, jotka haihtuvat, nämä lisätyt molekyylit silloittuvat suurempien hartsimolekyylien kanssa muodostaen kalvon.
Liuottimia tai vettä voidaan lisätä myös ohenteina, kun halutaan ohuempi kalvo, esimerkiksi tiivistekerrosta varten. Niitä ei kuitenkaan yleensä tarvita pinnan ruiskutettavaksi tekemiseksi. Kun liuottimia tai vettä lisätään, niiden on annettava haihtua tai ne on saatava (uunissa) haihtumaan ennen UV-kovetuksen alkamista.
Katalyytti
Toisin kuin katalysoitu lakka, joka alkaa kovettua katalyytin lisäyksen jälkeen, UV-kovetteisen pinnan katalyytti, jota kutsutaan "fotoinitiaattoriksi", ei tee mitään ennen kuin se altistetaan UV-valon energialle. Sitten se käynnistää nopean ketjureaktion, joka sitoo kaikki pinnoitteen molekyylit yhteen kalvon muodostamiseksi.
Tämä prosessi tekee UV-kovetettuista pinnoitteista niin ainutlaatuisia. Pintakäsittelyllä ei ole käytännössä lainkaan säilyvyyttä tai käyttöaikaa. Se pysyy nestemäisessä muodossa, kunnes se altistetaan UV-valolle. Sen jälkeen se kovettuu kokonaan muutamassa sekunnissa. Muista, että auringonvalo voi käynnistää kovettumisen, joten on tärkeää välttää tällaista altistusta.
UV-pinnoitteiden katalyyttiä voisi olla helpompi ajatella kahtena kuin yhtenä osana. Viimeistelyssä on jo fotoinitiaattori – noin 5 prosenttia nesteestä – ja UV-valon energia, joka sen laukaisee. Ilman molempia ei tapahdu mitään.
Tämä ainutlaatuinen ominaisuus mahdollistaa UV-valon alueen ulkopuolella olevan ylimääräisen maalin keräämisen ja pinnan uudelleenkäytön. Näin ollen jätettä voidaan lähes kokonaan välttää.
Perinteinen UV-valo on elohopealamppu ja elliptinen heijastin, jotka keräävät valon ja suuntaavat sen kappaleeseen. Ajatuksena on kohdistaa valo fotoinitiaattorin maksimaalisen laukaisun aikaansaamiseksi.
Viimeisen vuosikymmenen aikana LEDit (valoa emittoivat diodit) ovat alkaneet korvata perinteisiä lamppuja, koska LEDit kuluttavat vähemmän sähköä, kestävät paljon pidempään, niiden ei tarvitse lämmetä ja niiden aallonpituusalue on kapea, joten ne eivät tuota läheskään yhtä paljon ongelmallista lämpöä. Tämä lämpö voi nesteyttää puun, kuten männyn, hartsia, ja lämpö on poistettava.
Kovetusprosessi on kuitenkin sama. Kaikki on "näkölinjassa". Pinta kovettuu vain, jos UV-valo osuu siihen tietyltä etäisyydeltä. Varjoissa olevat tai valon polttopisteen ulkopuolella olevat alueet eivät kovetu. Tämä on tärkeä UV-kovetusmenetelmän rajoitus tällä hetkellä.
Jotta pinnoite kovettuu minkä tahansa monimutkaisen kappaleen, jopa lähes tasaisen, kuten profiloidun listan, pinnalla, valot on järjestettävä siten, että ne osuvat jokaiseen pintaan samalla kiinteällä etäisyydellä pinnoitteen koostumuksen mukaisesti. Tästä syystä tasaiset kappaleet muodostavat suurimman osan UV-kovetetulla pinnoitteella pinnoitetuista projekteista.
Kaksi yleisintä UV-pinnoitteen levitys- ja kovetusjärjestelyä ovat tasomenetelmä ja kammiomenetelmä.
Litteälinjaisessa menetelmässä litteät tai lähes litteät kappaleet liikkuvat kuljetinta pitkin ruiskun tai telan alla tai tyhjiökammion läpi, sitten tarvittaessa uunin läpi liuottimien tai veden poistamiseksi ja lopuksi UV-lamppujen alla kovettumisen aikaansaamiseksi. Esineet voidaan sitten välittömästi pinota.
Kammioissa esineet yleensä ripustetaan ja siirretään kuljetinta pitkin samojen vaiheiden kautta. Kammio mahdollistaa kaikkien sivujen viimeistelyn kerralla ja yksinkertaisten, kolmiulotteisten esineiden viimeistelyn.
Toinen vaihtoehto on käyttää robottia kohteen pyörittämiseen UV-lamppujen edessä tai pitää UV-lamppua paikallaan ja liikuttaa kohdetta sen ympäri.
Toimittajilla on keskeinen rooli
UV-kovetettavien pinnoitteiden ja laitteiden kanssa on vielä tärkeämpää tehdä yhteistyötä toimittajien kanssa kuin katalysoitujen lakkojen kanssa. Tärkein syy tähän on koordinoitavien muuttujien määrä. Näitä ovat lamppujen tai LEDien aallonpituus ja niiden etäisyys esineistä, pinnoitteen koostumus ja linjanopeus, jos käytät viimeistelylinjaa.
Julkaisun aika: 23. huhtikuuta 2023
