Lawrence (Larry) Van Iseghem je predsjednik/izvršni direktor kompanije Van Technologies, Inc.
Tokom poslovanja s industrijskim kupcima na međunarodnoj osnovi, odgovorili smo na nevjerovatan broj pitanja i pružili mnoga rješenja vezana za UV-stvrdnjavajuće premaze. U nastavku su navedena neka od najčešćih pitanja, a prateći odgovori mogu pružiti koristan uvid.
1. Šta su UV-stvrdnjavajući premazi?
U industriji završne obrade drveta postoje tri glavne vrste UV-sušljivih premaza.
100% aktivni (ponekad se nazivaju i 100% čvrsti) UV-stvrdnjavajući premazi su tečni hemijski sastavi koji ne sadrže rastvarače ni vodu. Nakon nanošenja, premaz se odmah izlaže UV energiji bez potrebe za sušenjem ili isparavanjem prije stvrdnjavanja. Naneseni sastav premaza reaguje i formira čvrsti površinski sloj putem reaktivnog procesa koji je opisan i prikladno nazvan fotopolimerizacija. Budući da nije potrebno isparavanje prije stvrdnjavanja, proces nanošenja i stvrdnjavanja je izuzetno efikasan i isplativ.
Hibridni UV premazi na bazi vode ili rastvarača koji se stvrdnjavaju UV zračenjem očigledno sadrže ili vodu ili rastvarač kako bi se smanjio aktivni (ili čvrsti) sadržaj. Ovo smanjenje čvrstog sadržaja omogućava veću lakoću u kontroli debljine nanesenog mokrog filma i/ili u kontroli viskoznosti premaza. U upotrebi, ovi UV premazi se nanose na drvene površine različitim metodama i moraju se potpuno osušiti prije UV stvrdnjavanja.
UV-stvrdnjavajući praškasti premazi su također 100% čvrsti sastavi i obično se nanose na provodljive podloge putem elektrostatičkog privlačenja. Nakon nanošenja, podloga se zagrijava kako bi se prah otopio, koji izlazi i formira površinski film. Premazana podloga se zatim može odmah izložiti UV energiji radi olakšavanja stvrdnjavanja. Rezultirajući površinski film više nije toplotno deformabilan niti osjetljiv.
Dostupne su varijante ovih UV-stvrdnjavajućih premaza koji sadrže mehanizam sekundarnog stvrdnjavanja (aktiviran toplinom, reaktivan na vlagu itd.) koji može osigurati stvrdnjavanje na površinama koje nisu izložene UV energiji. Ovi premazi se obično nazivaju premazima dvostrukog stvrdnjavanja.
Bez obzira na vrstu UV premaza koji se koristi, završna površinska obrada ili sloj pruža izuzetnu kvalitetu, trajnost i otpornost.
2. Koliko dobro UV-sušeći premazi prianjaju na različite vrste drveta, uključujući i masne vrste drveta?
UV-stvrdnjavajući premazi pokazuju odlično prianjanje na većinu vrsta drveta. Važno je osigurati da postoje dovoljni uslovi za stvrdnjavanje kako bi se osiguralo potpuno stvrdnjavanje i odgovarajuće prianjanje na podlogu.
Postoje određene vrste drveta koje su prirodno vrlo masne i mogu zahtijevati nanošenje prajmera koji poboljšava prianjanje, ili "veznog premaza". Van Technologies je proveo značajna istraživanja i razvoj u oblasti prianjanja UV-stvrdnjavajućih premaza na ove vrste drveta. Nedavni razvoji uključuju jedinstveni UV-stvrdnjavajući zaptivač koji sprječava da ulja, smola i smola ometaju prianjanje UV-stvrdnjavajućeg završnog premaza.
Alternativno, ulje prisutno na površini drveta može se ukloniti neposredno prije nanošenja premaza brisanjem acetonom ili drugim odgovarajućim rastvaračem. Krpa koja ne ostavlja dlačice, upijajuća, prvo se navlaži rastvaračem, a zatim se obriše preko površine drveta. Površina se ostavi da se osuši, a zatim se može nanijeti UV premaz. Uklanjanje površinskog ulja i drugih nečistoća potiče naknadno prianjanje nanesenog premaza na površinu drveta.
3. Koje vrste lazura su kompatibilne s UV premazima?
Bilo koja od ovdje opisanih lazura može se efikasno zapečatiti i premazati 100% UV-stvrdnjavajućim, UV-stvrdnjavajućim sa smanjenim rastvaračem, UV-stvrdnjavajućim na bazi vode ili UV-stvrdnjavajućim praškastim sistemima. Stoga postoji niz održivih kombinacija koje čine gotovo svaku lazuru na tržištu pogodnom za bilo koji UV-stvrdnjavajući premaz. Međutim, postoje određena razmatranja koja je važno uzeti u obzir kako bi se osigurala kompatibilnost za kvalitetnu završnu obradu površine drveta.
Vodene boje i vodene boje koje se suše UV zračenjem:Prilikom nanošenja 100% UV-stvrdnjavajućih, UV-stvrdnjavajućih sa smanjenim udjelom rastvarača ili UV-stvrdnjavajućih praškastih zaptivača/završnih premaza preko vodorazredivih boja, bitno je da se boja potpuno osuši kako bi se spriječili nedostaci u ujednačenosti premaza, uključujući pojavu efekta narandžine kore, ribljeg oka, kratera, lokvi i nakupina vode. Takvi nedostaci nastaju zbog niske površinske napetosti nanesenih premaza u odnosu na visoku preostalu površinsku napetost vode od nanesene boje.
Međutim, nanošenje premaza na bazi vode koji se stvrdnjava pomoću UV zračenja uglavnom je popustljivije. Nanesena boja može pokazati vlažnost bez negativnih efekata kada se koriste određeni zaptivači/završni premazi na bazi vode koji se stvrdnjavaju pomoću UV zračenja. Preostala vlaga ili voda od nanošenja boje lako će se širiti kroz naneseni zaptivač/završni premaz na bazi vode tokom procesa sušenja. Međutim, toplo se preporučuje testiranje bilo koje kombinacije boje i zaptivača/završnog premaza na reprezentativnom uzorku prije nego što se odlučite za stvarnu površinu koja će biti obrađena.
Boja na bazi ulja i na bazi rastvarača:Iako može postojati sistem koji se može primijeniti na nedovoljno osušene mrlje na bazi ulja ili rastvarača, obično je potrebno, i toplo se preporučuje, da se ove mrlje potpuno osuše prije nanošenja bilo kakvog zaptivača/završnog premaza. Sporo sušeće mrlje ovih vrsta mogu zahtijevati i do 24 do 48 sati (ili duže) da bi se postigla potpuna suhoća. Ponovo se preporučuje testiranje sistema na reprezentativnoj drvenoj površini.
100% UV-sušive mrlje:Općenito, premazi koji se 100% UV stvrdnjavaju pokazuju visoku hemijsku i vodootpornost kada se potpuno stvrdnu. Ova otpornost otežava dobro prianjanje naknadno nanesenih premaza, osim ako se podložna UV stvrdnjavana površina ne abradira adekvatno kako bi se omogućilo mehaničko lijepljenje. Iako se nude premazi koji se 100% UV stvrdnjavaju, a koji su dizajnirani da budu prijemčivi za naknadno nanesene premaze, većinu premaza koji se 100% UV stvrdnjavaju potrebno je abradirati ili djelomično stvrdnuti (nazvano "B" faza ili bump sušenje) kako bi se poboljšala međuslojna adhezija. "B" faza rezultira preostalim reaktivnim mjestima u sloju premaza koja će koreagovati sa nanesenim UV stvrdnjavajućim premazom dok se on podvrgava uslovima potpunog stvrdnjavanja. "B" faza također omogućava blago abraziranje kako bi se uklonilo ili odrezalo svako podizanje zrna koje može nastati nanošenjem premaza. Glatko zaptivanje ili nanošenje završnog premaza rezultirat će odličnom međuslojnom adhezijom.
Još jedna zabrinutost u vezi sa 100% UV-sušivim bojama odnosi se na tamnije boje. Jako pigmentirane boje (i pigmentirani premazi općenito) bolje funkcioniraju kada se koriste UV lampe koje isporučuju energiju bliže spektru vidljive svjetlosti. Konvencionalne UV lampe dopirane galijumom u kombinaciji sa standardnim živinim lampama su odličan izbor. UV LED lampe koje emituju 395 nm i/ili 405 nm bolje funkcioniraju s pigmentiranim sistemima u odnosu na nizove od 365 nm i 385 nm. Nadalje, UV sistemi lampi koji isporučuju veću UV snagu (mW/cm2) i gustoća energije (mJ/cm2) potiču bolje stvrdnjavanje putem nanesene boje ili sloja pigmentiranog premaza.
Konačno, kao i kod ostalih gore spomenutih sistema za bojenje, preporučuje se testiranje prije rada sa stvarnom površinom koju treba bojeti i završiti. Budite sigurni prije sušenja!
4. Kolika je maksimalna/minimalna debljina filma za 100% UV premaze?
UV-stvrdnjavajući premazi u prahu tehnički su 100% UV-stvrdnjavajući premazi, a njihova nanesena debljina je ograničena elektrostatičkim silama privlačenja koje vežu prah za površinu koja se obrađuje. Najbolje je potražiti savjet proizvođača UV-stvrdnjavajućih premaza u prahu.
Što se tiče tekućih premaza koji se 100% stvrdnjavaju UV zračenjem, nanesena debljina mokrog filma rezultirat će približno istom debljinom suhog filma nakon UV stvrdnjavanja. Izvjesno skupljanje je neizbježno, ali obično ima minimalne posljedice. Međutim, postoje visoko tehničke primjene koje zahtijevaju vrlo uske ili precizne tolerancije debljine filma. U tim okolnostima, direktno mjerenje stvrdnutog filma može se izvršiti kako bi se korelirala debljina mokrog i suhog filma.
Konačna debljina očvrslog sloja koja se može postići zavisiće od hemije UV-očvršćivajućeg premaza i načina na koji je formulisan. Dostupni su sistemi koji su konstruisani da obezbijede vrlo tanke naslage filma između 0,2 mil i 0,5 mil (5µ – 15µ) i drugi koji mogu obezbediti debljinu veću od 0,5 inča (12 mm). Tipično, UV-očvršćavajući premazi koji imaju visoku gustinu umrežavanja, kao što su neke formulacije uretan akrilata, nisu sposobni za visoku debljinu filma u jednom nanesenom sloju. Stepen skupljanja prilikom očvršćavanja će izazvati ozbiljno pucanje debelo nanesenog premaza. Visoka debljina nanošenja ili završne obrade i dalje se može postići korišćenjem UV-očvršćivajućih premaza visoke gustine umrežavanja nanošenjem više tankih slojeva i brušenjem i/ili "B" faznim nanošenjem između svakog sloja kako bi se poboljšalo prianjanje između slojeva.
Reaktivni mehanizam stvrdnjavanja većine UV premaza koji se stvrdnjavaju naziva se "inicirano slobodnim radikalima". Ovaj reaktivni mehanizam stvrdnjavanja osjetljiv je na kisik u zraku koji usporava ili inhibira brzinu stvrdnjavanja. Ovo usporavanje se često naziva inhibicijom kisika i najvažnije je kada se pokušava postići vrlo tanka debljina filma. Kod tankih filmova, površina u odnosu na ukupnu zapreminu nanesenog premaza je relativno velika u poređenju s debelim debljinama filma. Stoga su tanke debljine filma mnogo osjetljivije na inhibiciju kisika i stvrdnjavaju se vrlo sporo. Često površina završne obrade ostaje nedovoljno stvrdnuta i pokazuje uljni/masni osjećaj. Da bi se suzbila inhibicija kisika, inertni plinovi poput dušika i ugljičnog dioksida mogu se propuštati preko površine tokom stvrdnjavanja kako bi se uklonila koncentracija kisika, čime se omogućava potpuno i brzo stvrdnjavanje.
5. Koliko je prozirni UV premaz?
Premazi koji se 100% UV stvrdnjavaju mogu pokazati odličnu prozirnost i mogu se mjeriti s najboljim prozirnim premazima u industriji. Osim toga, kada se nanesu na drvo, ističu maksimalnu ljepotu i dubinu slike. Od posebnog su interesa različiti alifatski uretan akrilatni sistemi koji su izuzetno prozirni i bezbojni kada se nanesu na širok raspon površina, uključujući drvo. Nadalje, alifatski poliuretan akrilatni premazi su vrlo stabilni i otporni na promjenu boje s vremenom. Važno je istaći da premazi s niskim sjajem mnogo više raspršuju svjetlost od sjajnih premaza i stoga će imati nižu prozirnost. Međutim, u odnosu na druge hemijske sastave premaza, premazi koji se 100% UV stvrdnjavaju su jednaki, ako ne i superiorniji.
Premazi na bazi vode koji se stvrdnjavaju pomoću UV zračenja, dostupni trenutno, mogu se formulirati tako da pružaju izuzetnu prozirnost, toplinu drveta i odziv koji se mogu mjeriti s najboljim konvencionalnim sistemima završne obrade. Prozirnost, sjaj, odziv drveta i druga funkcionalna svojstva premaza koji se stvrdnjavaju pomoću UV zračenja, dostupnih na današnjem tržištu, izvrsna su kada se nabavljaju od kvalitetnih proizvođača.
6. Postoje li obojeni ili pigmentirani UV-sušljivi premazi?
Da, obojeni ili pigmentirani premazi su lako dostupni u svim vrstama UV-stvrdnjavajućih premaza, ali postoje faktori koje treba uzeti u obzir za optimalne rezultate. Prvi i najvažniji faktor je činjenica da određene boje ometaju sposobnost UV energije da se prenosi u ili prodire u naneseni UV-stvrdnjavajući premaz. Elektromagnetski spektar je ilustrovan na Slici 1, i može se vidjeti da je spektar vidljive svjetlosti neposredno uz UV spektar. Spektar je kontinuum bez jasnih linija (talasnih dužina) razgraničenja. Stoga se jedno područje postepeno stapa sa susjednim područjem. Uzimajući u obzir područje vidljive svjetlosti, postoje neke naučne tvrdnje da se ono proteže od 400 nm do 780 nm, dok druge tvrdnje navode da se proteže od 350 nm do 800 nm. Za ovu diskusiju, važno je samo da prepoznamo da određene boje mogu efikasno blokirati prenos određenih talasnih dužina UV zračenja.
Budući da je fokus na UV talasnoj dužini ili području zračenja, istražimo to područje detaljnije. Slika 2 prikazuje odnos između talasne dužine vidljive svjetlosti i odgovarajuće boje koja je efikasna u njenom blokiranju. Također je važno znati da boje obično obuhvataju širok raspon talasnih dužina, tako da crvena boja može obuhvatati značajan raspon, tako da se djelimično apsorbuje u UVA područje. Stoga će boje koje izazivaju najveći problem obuhvatati žuto-narandžasto-crveni raspon, a ove boje mogu ometati efikasno stvrdnjavanje.
Ne samo da boje ometaju UV sušenje, već ih treba uzeti u obzir i pri korištenju bijelih pigmentiranih premaza, kao što su prajmeri i završni premazi koji se suše pod UV zračenjem. Razmotrite spektar apsorpcije bijelog pigmenta titan dioksida (TiO2), kao što je prikazano na slici 3. TiO2 pokazuje vrlo jaku apsorpciju u cijelom UV području, a ipak se bijeli, UV premazi koji se suše efikasno suše. Kako? Odgovor leži u pažljivoj formulaciji od strane programera i proizvođača premaza, u skladu s upotrebom odgovarajućih UV lampi za sušenje. Uobičajene, konvencionalne UV lampe koje se koriste emituju energiju kao što je prikazano na slici 4.
Svaka ilustrovana lampa je bazirana na živi, ali dopiranjem žive drugim metalnim elementom, emisija se može pomjeriti u druga područja talasnih dužina. U slučaju bijelih, UV-stvrdnjavajućih premaza na bazi TiO2, energija koju isporučuje standardna živina lampa bit će efikasno blokirana. Neke od viših talasnih dužina mogu obezbijediti stvrdnjavanje, ali vrijeme potrebno za potpuno stvrdnjavanje možda neće biti praktično. Međutim, dopiranjem živine lampe galijumom postoji obilje energije koja je korisna u području koje TiO2 nije efikasno blokirano. Korištenjem kombinacije oba tipa lampi, može se postići i direktno stvrdnjavanje (korištenjem galija) i površinsko stvrdnjavanje (korištenjem standardne žive) (Slika 5).
Konačno, obojeni ili pigmentirani UV premazi koji se mogu stvrdnjavati moraju biti formulirani korištenjem optimalnih fotoinicijatora kako bi se UV energija – vidljivi svjetlosni raspon valnih duljina koje isporučuju lampe – pravilno iskoristila za efikasno stvrdnjavanje.
Druga pitanja?
U vezi sa svim pitanjima koja se pojave, nikada se ne ustručavajte da pitate trenutnog ili budućeg dobavljača premaza, opreme i sistema za kontrolu procesa kompanije. Dostupni su dobri odgovori koji će vam pomoći da donesete efikasne, sigurne i profitabilne odluke.
Lawrence (Larry) Van Iseghem je predsjednik/izvršni direktor kompanije Van Technologies, Inc. Van Technologies ima preko 30 godina iskustva u UV premazima koji se stvrdnjavaju, počevši kao kompanija za istraživanje i razvoj, ali se brzo transformisala u proizvođača Application Specific Advanced Coatings™ premaza koji opslužuju industrijske pogone za premazivanje širom svijeta. UV premazi koji se stvrdnjavaju oduvijek su bili primarni fokus, zajedno s drugim „zelenim“ tehnologijama premazivanja, s naglaskom na performansama jednakim ili nadmašujućim konvencionalnim tehnologijama. Van Technologies proizvodi industrijske premaze marke GreenLight Coatings™ u skladu sa sistemom upravljanja kvalitetom certificiranim prema ISO-9001:2015. Za više informacija posjetitewww.greenlightcoatings.com.
Vrijeme objave: 22. jula 2023.
