Deur Lawrence (Larry) Van Iseghem is President/HUB van Van Technologies, Inc.
Gedurende ons internasionale sake met industriële kliënte, het ons 'n ongelooflike aantal vrae beantwoord en baie oplossings verskaf wat verband hou met UV-uithardbare bedekkings. Hier volg van die meer algemene vrae, en die gepaardgaande antwoorde kan nuttige insig bied.
1. Wat is UV-uithardbare bedekkings?
In die houtafwerkingsbedryf is daar drie hooftipes UV-uithardbare bedekkings.
100% aktiewe (soms na verwys as 100% vaste stowwe) UV-uithardbare bedekkings is vloeibare chemiese samestellings wat geen oplosmiddel of water bevat nie. Na toediening word die bedekking onmiddellik aan UV-energie blootgestel sonder dat dit nodig is om te droog of te verdamp voor uitharding. Die toegepaste bedekkingsamestelling reageer om 'n soliede oppervlaklaag te vorm via die reaktiewe proses wat beskryf word en gepas fotopolimerisasie genoem word. Aangesien daar geen verdamping nodig is voor uitharding nie, is die toediening- en uithardingsproses merkwaardig doeltreffend en koste-effektief.
Watergedraagde of oplosmiddelgedraagde hibriede UV-uithardbare bedekkings bevat natuurlik óf water óf oplosmiddel om die aktiewe (of vastestof) inhoud te verminder. Hierdie vermindering in vastestofinhoud maak dit makliker om die toegepaste nat filmdikte en/of die viskositeit van die bedekking te beheer. In gebruik word hierdie UV-bedekkings deur 'n verskeidenheid metodes op houtoppervlakke aangewend en moet volledig droog word voor UV-uitharding.
UV-uithardbare poeierbedekkings is ook 100% soliede samestellings en word tipies deur elektrostatiese aantrekking op geleidende substrate aangewend. Sodra dit aangewend is, word die substraat verhit om die poeier te smelt, wat dan uitvloei om 'n oppervlakfilm te vorm. Die bedekte substraat kan dan onmiddellik aan UV-energie blootgestel word om uitharding te vergemaklik. Die gevolglike oppervlakfilm is nie meer hittevervormbaar of sensitief nie.
Daar is variante van hierdie UV-uithardbare bedekkings beskikbaar wat 'n sekondêre uithardingsmeganisme bevat (hitte-geaktiveer, vogreaktief, ens.) wat uitharding kan bied in oppervlakgebiede wat nie aan UV-energie blootgestel word nie. Hierdie bedekkings word algemeen na verwys as dubbeluithardende bedekkings.
Ongeag die tipe UV-uithardbare laag wat gebruik word, bied die finale oppervlakafwerking of -laag uitsonderlike gehalte, duursaamheid en weerstandseienskappe.
2. Hoe goed kleef UV-uithardbare bedekkings aan verskillende houtsoorte, insluitend olierige houtsoorte?
UV-uithardbare bedekkings toon uitstekende adhesie aan die meeste houtsoorte. Dit is belangrik om seker te maak dat voldoende uithardingstoestande bestaan om deurharding en ooreenstemmende adhesie aan die substraat te verseker.
Daar is sekere spesies wat van nature baie olierig is en moontlik die aanwending van 'n adhesiebevorderende onderlaag, of "tiecoat", benodig. Van Technologies het aansienlike navorsing en ontwikkeling gedoen oor die adhesie van UV-uithardbare bedekkings aan hierdie houtspesies. Onlangse ontwikkelings sluit in 'n enkele UV-uithardbare verseëlaar wat verhoed dat olies, sap en pik die adhesie van UV-uithardbare bolaag belemmer.
Alternatiewelik kan die olie wat op die houtoppervlak teenwoordig is, net voor die aanwending van die bedekking verwyder word deur dit met asetoon of 'n ander geskikte oplosmiddel af te vee. 'n Pluisvrye, absorberende lap word eers met die oplosmiddel natgemaak en dan oor die oppervlak van die hout gevee. Die oppervlak word toegelaat om droog te word en dan kan die UV-uithardende bedekking aangewend word. Die verwydering van oppervlakolie en ander kontaminante bevorder die daaropvolgende adhesie van die aangebrachte bedekking aan die houtoppervlak.
3. Watter tipe vlekke is versoenbaar met UV-bedekkings?
Enige van die beitsmiddels wat hier beskryf word, kan effektief verseël en bo-op bedek word met 100% UV-uithardbare, oplosmiddelverminderde UV-uithardbare, watergedraagde UV-uithardbare, of UV-uithardbare poeierstelsels. Daarom is daar 'n aantal lewensvatbare kombinasies wat die meeste beitsmiddels op die mark geskik maak vir enige UV-uithardbare laag. Daar is egter sekere oorwegings wat noemenswaardig is om te verseker dat versoenbaarheid bestaan vir 'n kwaliteit houtoppervlak-afwerking.
Watergedraagde vlekke en watergedraagde UV-uithardbare vlekke:Wanneer 100% UV-uithardbare, oplosmiddelverminderde UV-uithardbare of UV-uithardbare poeierverseëlaars/bolaag oor watergedraagde beitsmiddels aangewend word, is dit noodsaaklik dat die beitsmiddel heeltemal droog is om defekte in die eenvormigheid van die bedekking te voorkom, insluitend lemoenskil, visoog, kratervorming, poele en plasse. Sulke defekte kom voor as gevolg van die lae oppervlakspanning van die toegepaste bedekkings relatief tot die hoë oorblywende wateroppervlakspanning van die toegepaste beitsmiddel.
Die aanwending van 'n watergedraagde UV-uithardbare laag is egter oor die algemeen meer vergewensgesind. Die aangebrachte beitsmiddel kan vogtigheid toon sonder nadelige effekte wanneer sekere watergedraagde UV-uithardbare verseëlaars/bolaag gebruik word. Oorblywende vog of water van die beitsmiddeltoediening sal maklik deur die aangebrachte watergedraagde UV-verseëlaar/bolaag diffundeer tydens die droogproses. Dit word egter sterk aanbeveel om enige beitsmiddel- en verseëlaar/bolaag-kombinasie op 'n verteenwoordigende toetsmonster te toets voordat jy begin met die werklike oppervlak wat afgewerk moet word.
Olie-gebaseerde en oplosmiddelgedraagde vlekke:Alhoewel daar 'n stelsel mag bestaan wat op onvoldoende gedroogde olie-gebaseerde of oplosmiddel-gedraagde beitse toegepas kan word, is dit gewoonlik nodig, en sterk aanbeveel, om hierdie beitse volledig te droog voor die aanwending van enige verseëlaar/bolaag. Stadig drogende beitse van hierdie tipes kan tot 24 tot 48 uur (of langer) benodig om volle droogheid te bereik. Weereens word dit aanbeveel om die stelsel op 'n verteenwoordigende houtoppervlak te toets.
100% UV-uithardbare vlekke:Oor die algemeen toon 100% UV-uithardbare bedekkings hoë chemiese en waterweerstand wanneer hulle volledig uitgehard is. Hierdie weerstand maak dit moeilik vir daaropvolgende bedekkings om goed te kleef tensy die onderliggende UV-uithardende oppervlak voldoende geskuur is om meganiese binding toe te laat. Alhoewel 100% UV-uithardbare kleurstowwe wat ontwerp is om ontvanklik te wees vir daaropvolgende bedekkings aangebied word, moet die meeste 100% UV-uithardbare kleurstowwe geskuur of gedeeltelik uitgehard word (genoem "B"-stadium of stampuitharding) om tussenlaag-adhesie te bevorder. "B"-stadiums lei tot oorblywende reaktiewe plekke in die kleurlaag wat met die toegepaste UV-uithardbare laag sal saamreageer soos dit aan volle uithardingstoestande onderwerp word. "B"-stadiums laat ook ligte skuur toe om enige korrelverhoging wat as gevolg van kleurtoediening mag voorkom, te ontwrig of te sny. Gladde seël- of bolaagtoediening sal lei tot uitstekende tussenlaag-adhesie.
Nog 'n bekommernis met 100% UV-uithardbare kleure het betrekking op donkerder kleure. Swaar gepigmenteerde kleure (en gepigmenteerde bedekkings in die algemeen) presteer beter wanneer UV-lampe gebruik word wat energie nader aan die sigbare ligspektrum lewer. Konvensionele UV-lampe gedoteer met gallium in kombinasie met standaardkwiklampe is 'n uitstekende keuse. UV LED-lampe wat 395 nm en/of 405 nm uitstraal, presteer beter met gepigmenteerde stelsels relatief tot 365 nm en 385 nm-skikkings. Verder is UV-lampstelsels wat groter UV-krag lewer (mW/cm2) en energiedigtheid (mJ/cm2) bevorder beter uitharding deur die toegepaste kleurstof of gepigmenteerde deklaag.
Laastens, soos met die ander beitsstelsels wat hierbo genoem word, word toetsing aanbeveel voordat daar met die werklike oppervlak gewerk word wat gebeits en afgewerk moet word. Maak seker voor jy dit uithard!
4. Wat is die maksimum/minimum filmbou vir 100% UV-bedekkings?
UV-uithardbare poeierbedekkings is tegnies 100% UV-uithardbare bedekkings, en hul toegepaste dikte word beperk deur die elektrostatiese aantrekkingskragte wat die poeier aan die oppervlak bind wat afgewerk word. Dit is die beste om die advies van die UV-poeierbedekkingsvervaardiger in te win.
Wat vloeibare 100% UV-uithardbare bedekkings betref, sal die toegepaste nat filmdikte ongeveer dieselfde droë filmdikte na UV-uitharding tot gevolg hê. Krimping is onvermydelik, maar gewoonlik is dit van minimale belang. Daar is egter hoogs tegniese toepassings wat baie nou of nou filmdiktetoleransies spesifiseer. In hierdie omstandighede kan direkte uitgeharde filmmeting uitgevoer word om nat tot droë filmdikte te korreleer.
Die finale uitgeharde dikte wat bereik kan word, sal afhang van die chemie van die UV-uithardbare laag en hoe dit geformuleer is. Daar is stelsels beskikbaar wat ontwerp is om baie dun filmafsettings tussen 0.2 mil – 0.5 mil (5µ – 15µ) te verskaf, en ander wat dikte van meer as 0.5 duim (12 mm) kan bied. Tipies is UV-uitharde bedekkings met 'n hoë kruisbindingsdigtheid, soos sommige uretaanakrilaatformulerings, nie in staat tot hoë filmdikte in 'n enkele aangebrachte laag nie. Die mate van krimping na uitharding sal ernstige krake van die dik aangebrachte laag veroorsaak. 'n Hoë bou- of afwerkingsdikte kan steeds bereik word deur UV-uithardbare bedekkings met hoë kruisbindingsdigtheid te gebruik deur verskeie dun lae aan te wend en óf te skuur en/of "B"-stadiums tussen elke laag te gebruik om die adhesie tussen lae te bevorder.
Die reaktiewe uithardingsmeganisme van die meeste UV-uithardbare bedekkings word "vrye radikaal geïnisieer" genoem. Hierdie reaktiewe uithardingsmeganisme is vatbaar vir suurstof in die lug wat die spoed van uitharding vertraag of inhibeer. Hierdie verlangsaming word dikwels suurstofinhibisie genoem en is die belangrikste wanneer baie dun filmdiktes probeer word. In dun films is die oppervlakarea tot die totale volume van die toegepaste bedekking relatief hoog in vergelyking met dik filmdiktes. Daarom is dun filmdiktes baie meer vatbaar vir suurstofinhibisie en uithard hulle baie stadig. Dikwels bly die oppervlak van die afwerking onvoldoende uitgehard en vertoon dit 'n olierige/vetterige gevoel. Om suurstofinhibisie teen te werk, kan inerte gasse soos stikstof en koolstofdioksied tydens uitharding oor die oppervlak gelei word om die konsentrasie suurstof te verwyder, wat volledige, vinnige uitharding moontlik maak.
5. Hoe deursigtig is 'n deursigtige UV-laag?
100% UV-uithardende bedekkings kan uitstekende helderheid toon en sal meeding met die beste deursigtige lae in die bedryf. Boonop, wanneer dit op hout aangewend word, bring dit maksimum skoonheid en diepte van die beeld na vore. Van besondere belang is verskeie alifatiese uretaan-akrilaatstelsels wat merkwaardig helder en kleurloos is wanneer dit op 'n wye verskeidenheid oppervlaktes, insluitend hout, aangewend word. Verder is alifatiese poliuretaan-akrilaatbedekkings baie stabiel en weerstaan dit verkleuring met ouderdom. Dit is belangrik om daarop te wys dat lae-glans bedekkings lig baie meer verstrooi as glansbedekkings en dus laer helderheid sal hê. In vergelyking met ander bedekkingschemieë is 100% UV-uithardende bedekkings egter gelyk, indien nie beter nie.
Watergedraagde UV-uithardbare bedekkings wat tans beskikbaar is, kan geformuleer word om uitsonderlike helderheid, houtwarmte en -reaksie te bied wat meeding met die beste konvensionele afwerkingstelsels. Helderheid, glans, houtreaksie en ander funksionele eienskappe van UV-uithardbare bedekkings wat vandag op die mark beskikbaar is, is uitstekend wanneer dit van kwaliteitvervaardigers verkry word.
6. Is daar gekleurde of gepigmenteerde UV-uithardbare bedekkings?
Ja, gekleurde of gepigmenteerde bedekkings is geredelik beskikbaar in alle tipes UV-uithardbare bedekkings, maar daar is faktore om te oorweeg vir optimale resultate. Die eerste en belangrikste faktor is die feit dat sekere kleure inmeng met die vermoë van UV-energie om in die toegepaste UV-uithardbare bedekking oor te dra of te penetreer. Die elektromagnetiese spektrum word in Beeld 1 geïllustreer, en daar kan gesien word dat die sigbare ligspektrum direk aangrensend aan die UV-spektrum is. Die spektrum is 'n kontinuum sonder duidelike lyne (golflengtes) van afbakening. Daarom meng een gebied geleidelik in 'n aangrensende gebied. As ons die sigbare liggebied in ag neem, is daar 'n paar wetenskaplike bewerings dat dit van 400 nm tot 780 nm strek, terwyl ander bewerings beweer dat dit van 350 nm tot 800 nm strek. Vir hierdie bespreking maak dit net saak dat ons erken dat sekere kleure die oordrag van sekere golflengtes van UV of straling effektief kan blokkeer.
Aangesien die fokus op die UV-golflengte of stralingsgebied is, kom ons ondersoek daardie gebied in meer besonderhede. Beeld 2 toon die verband tussen die golflengte van sigbare lig en die ooreenstemmende kleur wat dit effektief blokkeer. Dit is ook belangrik om te weet dat kleurstowwe tipies 'n reeks golflengtes dek, sodat 'n rooi kleurstof 'n aansienlike reeks kan dek sodat dit gedeeltelik in die UVA-gebied kan absorbeer. Daarom sal die kleure van die grootste kommer die geel-oranje-rooi reeks dek, en hierdie kleure kan effektiewe uitharding belemmer.
Kleurstowwe belemmer nie net UV-uitharding nie, maar hulle is ook 'n oorweging wanneer wit gepigmenteerde bedekkings gebruik word, soos UV-uithardbare onderlaag en bolaagverf. Beskou die absorbansiespektrum van die wit pigment titaandioksied (TiO2), soos getoon in Beeld 3. TiO2 vertoon baie sterk absorbansie dwarsdeur die UV-gebied en tog word wit, UV-uithardbare bedekkings effektief uitgehard. Hoe? Die antwoord lê in noukeurige formulering deur die bedekkingsontwikkelaar en -vervaardiger in samewerking met die gebruik van die korrekte UV-lampe vir uitharding. Die algemene, konvensionele UV-lampe wat gebruik word, straal energie uit soos geïllustreer in Beeld 4.
Elke geïllustreerde lamp is gebaseer op kwik, maar deur die kwik met 'n ander metaalelement te doteer, kan die emissie na ander golflengtegebiede verskuif. In die geval van TiO2-gebaseerde, wit, UV-uithardbare bedekkings, sal die energie wat deur 'n standaardkwiklamp gelewer word, effektief geblokkeer word. Sommige van die hoër golflengtes wat gelewer word, kan uitharding verskaf, maar die tydsduur wat benodig word vir volledige uitharding is dalk nie prakties nie. Deur 'n kwiklamp met gallium te doteer, is daar egter 'n oorvloed energie wat nuttig is in 'n gebied wat nie effektief deur TiO2 geblokkeer word nie. Deur 'n kombinasie van beide lamptipes te gebruik, kan beide deur uitharding (met behulp van gallium-gedoteerde) en oppervlakuitharding (met behulp van standaardkwik) bewerkstellig word (Beeld 5).
Laastens moet gekleurde of gepigmenteerde UV-uithardbare bedekkings geformuleer word met behulp van die optimale foto-inisieerders sodat die UV-energie – die sigbare liggolflengtebereik wat deur die lampe gelewer word – behoorlik benut word vir effektiewe uitharding.
Ander vrae?
Met betrekking tot enige vrae wat ontstaan, moet nooit huiwer om die maatskappy se huidige of toekomstige verskaffer van bedekkings, toerusting en prosesbeheerstelsels te vra nie. Goeie antwoorde is beskikbaar om effektiewe, veilige en winsgewende besluite te neem.
Lawrence (Larry) Van Iseghem is president/HUB van Van Technologies, Inc. Van Technologies het meer as 30 jaar ondervinding in UV-uithardbare bedekkings, wat as 'n O&O-maatskappy begin het, maar vinnig omskep is in 'n vervaardiger van Application Specific Advanced Coatings™ wat industriële bedekkingsfasiliteite wêreldwyd bedien. UV-uithardbare bedekkings was nog altyd 'n primêre fokus, saam met ander "Groen" bedekkingstegnologieë, met die klem op prestasie gelykstaande aan of beter as konvensionele tegnologieë. Van Technologies vervaardig die GreenLight Coatings™-handelsmerk van industriële bedekkings volgens 'n ISO-9001:2015-gesertifiseerde kwaliteitsbestuurstelsel. Vir meer inligting, besoekwww.greenlightcoatings.com.
Plasingstyd: 22 Julie 2023
