Viimaste aastakümnete jooksul on püütud vähendada atmosfääri paisatavate lahustite hulka. Neid nimetatakse lenduvateks orgaanilisteks ühenditeks (VOC) ja nende hulka kuuluvad kõik lahustid, mida me kasutame, välja arvatud atsetoon, millel on väga madal fotokeemiline reaktsioonivõime ja mis on lenduvate orgaaniliste ühendite lahustite nimekirjast vabastatud.
Aga mis siis, kui saaksime lahustid täielikult ära jätta ja ikkagi minimaalse pingutusega häid kaitse- ja dekoratiivseid tulemusi saavutada?
See oleks suurepärane – ja me saame seda teha. Tehnoloogiat, mis selle võimalikuks teeb, nimetatakse UV-kõvendamiseks. Seda on kasutatud alates 1970. aastatest igasuguste materjalide, sealhulgas metalli, plasti, klaasi, paberi ja üha enam ka puidu puhul.
UV-kõvastunud katted kõvenevad ultraviolettkiirgusega kokkupuutel nanomeetri vahemikus madalamas või nähtava valguse vahemikus veidi madalamas sagedusvahemikus. Nende eeliste hulka kuuluvad lenduvate orgaaniliste ühendite märkimisväärne vähendamine või täielik kõrvaldamine, vähem jäätmeid, väiksem põrandapinna vajadus, kohene käsitsemine ja virnastamine (seega pole vaja kuivatusreste), väiksemad tööjõukulud ja kiirem tootmistempo.
Kaks olulist puudust on seadmete kõrge alghind ja keerukate 3D-objektide viimistlemise raskused. Seega piirdub UV-kõvendamisega tegelemine tavaliselt suuremate töökodadega, mis toodavad üsna lamedaid objekte, nagu uksed, paneelid, põrandakatted, liistud ja kokkupanekuks valmis osad.
Lihtsaim viis UV-kõvastunud viimistluste mõistmiseks on võrrelda neid tavaliste katalüüsitud viimistlustega, millega olete tõenäoliselt tuttav. Nagu katalüüsitud viimistluste puhul, sisaldavad UV-kõvastunud viimistlused vaiku kihi loomiseks, lahustit või vedeldaja asendajat, katalüsaatorit ristseotuse algatamiseks ja kõvenemise esilekutsumiseks ning mõningaid lisandeid, näiteks matistavaid aineid, et anda erilisi omadusi.
Kasutatakse mitmeid primaarseid vaike, sealhulgas epoksü-, uretaan-, akrüül- ja polüestri derivaate.
Kõigil juhtudel kõvenevad need vaigud väga kõvasti ning on lahusti- ja kriimustuskindlad, sarnaselt katalüüsitud (konversioon)lakiga. See muudab nähtamatute paranduste tegemise keeruliseks, kui kõvenenud kile peaks kahjustuma.
UV-kõvastunud viimistlusmaterjalid võivad olla 100% vedelal kujul tahked ained. See tähendab, et puidule sadestunud kihi paksus on sama, mis kõvenenud katte paksus. Aurustuda pole midagi. Kuid peamine vaik on pealekandmiseks liiga paks. Seega lisavad tootjad viskoossuse vähendamiseks väiksemaid reaktiivseid molekule. Erinevalt lahustitest, mis aurustuvad, ristseovad need lisatud molekulid suuremate vaigumolekulidega, moodustades kile.
Lahusteid või vett võib vedeldajatena lisada ka siis, kui soovitakse õhemat kilekihti, näiteks tihenduskihi jaoks. Kuid tavaliselt pole neid vaja viimistluse pihustatavaks muutmiseks. Lahustite või vee lisamisel tuleb neil enne UV-kõvendamise algust lasta või lasta neil aurustuda (ahjus).
Katalüsaator
Erinevalt katalüüsitud lakist, mis hakkab kõvenema katalüsaatori lisamisel, ei tee UV-kõvenenud viimistluses olev katalüsaator, mida nimetatakse fotoinitsiaatoriks, midagi enne, kui see on UV-valguse energiaga kokku puutunud. Seejärel käivitab see kiire ahelreaktsiooni, mis seob kõik katte molekulid kile moodustamiseks.
See protsess muudab UV-kõvastunud viimistlused nii ainulaadseks. Viimistlusvahendil pole sisuliselt säilivusaega ega kasutusaega. See jääb vedelasse olekusse kuni UV-valgusega kokkupuuteni. Seejärel kõveneb see täielikult mõne sekundi jooksul. Pidage meeles, et päikesevalgus võib kõvenemise käivitada, seega on oluline sellist kokkupuudet vältida.
UV-katete katalüsaatorit oleks ehk lihtsam mõelda kahe osana, mitte ühena. Viimistluskihis on juba fotoinitsiaator – umbes 5 protsenti vedelikust – ja UV-valguse energia, mis selle käivitab. Ilma mõlemata ei juhtu midagi.
See ainulaadne omadus võimaldab UV-valguse ulatusest väljas oleva ülepihustamise taaskasutada ja viimistlust uuesti kasutada. Seega saab jäätmeid peaaegu täielikult vältida.
Traditsiooniline UV-valgus on elavhõbedalamp koos elliptilise reflektoriga, mis kogub valgust ja suunab selle detailile. Idee on valguse fokuseerimine fotoinitsiaatori maksimaalseks käivitamiseks.
Viimase kümnendi jooksul on LED-id (valgusdioodid) hakanud traditsioonilisi pirne asendama, kuna LED-id tarbivad vähem elektrit, kestavad palju kauem, ei pea soojenema ja neil on kitsas lainepikkuste vahemik, mistõttu nad ei tekita nii palju probleeme tekitavat soojust. See soojus võib puidus, näiteks männis, vaiku vedeldada ja soojus tuleb ära juhtida.
Kõvenemisprotsess on aga sama. Kõik on „vaateväljas“. Viimistlus kõveneb ainult siis, kui UV-valgus langeb sellele kindlalt kauguselt. Varjulised või valguse fookusest väljas olevad alad ei kõvene. See on UV-kõvenemise oluline piirang praegusel ajal.
Katte kõvenemiseks mis tahes keerukal esemel, isegi nii peaaegu tasasel pinnal nagu profiilliist, tuleb tuled paigutada nii, et need langeksid igale pinnale samal fikseeritud kaugusel, et see vastaks katte koostisele. Seetõttu moodustavadki lamedad esemed enamiku UV-kõvenenud viimistlusega kaetud projektidest.
UV-katte pealekandmise ja kõvendamise kaks levinumat meetodit on tasapinnaline ja kambermeetodil.
Tasapinnalise joone puhul liiguvad tasapinnalised või peaaegu tasapinnalised esemed mööda konveierit pihusti või rulli all või läbi vaakumkambri, seejärel vajadusel läbi ahju lahustite või vee eemaldamiseks ja lõpuks UV-lampide alla kõvenemiseks. Seejärel saab esemed kohe virna laduda.
Kambrites riputatakse objektid tavaliselt üles ja liigutatakse neid mööda konveierit samade sammude kaupa. Kamber võimaldab viimistleda kõiki külgi korraga ja viimistleda mittekompleksseid, kolmemõõtmelisi objekte.
Teine võimalus on kasutada robotit objekti UV-lampide ees pööramiseks või hoida UV-lampi ja liigutada objekti selle ümber.
Tarnijatel on võtmeroll
UV-kõvenevate katete ja seadmete puhul on tarnijatega koostöö tegemine veelgi olulisem kui katalüüsitud lakkide puhul. Peamine põhjus on koordineeritavate muutujate arv. Nende hulka kuuluvad pirnide või LED-ide lainepikkus ja nende kaugus objektidest, katte koostis ja liini kiirus, kui kasutate viimistlusliini.
Postituse aeg: 23. aprill 2023
