Lawrence (Larry) Van Iseghem on Van Technologies, Inc. president/tegevjuht.
Rahvusvahelise äritegevuse käigus tööstusklientidega oleme vastanud uskumatule hulgale UV-kõvenevate katetega seotud küsimustele ja pakkunud palju lahendusi. Järgnevalt on toodud mõned sagedamini esitatud küsimused ja lisatud vastused võivad anda kasulikku teavet.
1. Mis on UV-kiirgusega kõvenevad katted?
Puiduviimistlustööstuses on kolm peamist tüüpi UV-kõvenevaid katteid.
100% aktiivsed (mõnikord nimetatakse neid ka 100% tahketeks aineteks) UV-kõvenevad katted on vedelad keemilised kompositsioonid, mis ei sisalda lahustit ega vett. Pärast pealekandmist puutub kate koheselt kokku UV-energiaga, ilma et seda oleks vaja enne kõvenemist kuivatada või aurustada. Pealekantud katte koostis reageerib, moodustades tahke pinnakihi kirjeldatud ja sobivalt fotopolümerisatsiooniks nimetatud reaktiivse protsessi kaudu. Kuna enne kõvenemist pole aurustamist vaja, on pealekandmis- ja kõvenemisprotsess märkimisväärselt tõhus ja kulutõhus.
Vee- või lahustipõhised hübriidsed UV-kõvenevad katted sisaldavad ilmselgelt kas vett või lahustit, et vähendada aktiivse (või tahke) aine sisaldust. See tahke aine sisalduse vähendamine võimaldab paremini kontrollida pealekantud märja kihi paksust ja/või katte viskoossust. Kasutamisel kantakse neid UV-katteid puitpindadele mitmesuguste meetoditega ja need tuleb enne UV-kõvendamist täielikult kuivatada.
UV-kõvenevad pulberkatted on samuti 100% tahked kompositsioonid ja neid kantakse tavaliselt juhtivatele aluspindadele elektrostaatilise tõmbe abil. Pärast pealekandmist kuumutatakse aluspinda, et sulatada pulber, mis voolab välja ja moodustab pinnakile. Seejärel saab kaetud aluspinda koheselt UV-energiaga kokku puutuda, et hõlbustada kõvenemist. Saadud pinnakile ei ole enam kuumusele deformeeruv ega tundlik.
Saadaval on nende UV-kõvenevate katete variante, millel on sekundaarne kõvenemismehhanism (kuumaktiveeruv, niiskusele reageeriv jne), mis suudab kõveneda pinnapiirkondades, mis ei ole UV-energiaga kokku puutunud. Neid katteid nimetatakse tavaliselt kahekordselt kõvenevateks kateteks.
Olenemata kasutatava UV-kõveneva katte tüübist pakub lõplik pinnaviimistlus või kiht erakordset kvaliteeti, vastupidavust ja vastupidavust.
2. Kui hästi nakkuvad UV-kõvenevad katted erinevate puiduliikidega, sealhulgas õliste puiduliikidega?
UV-kõvenevatel katetel on suurepärane nakkuvus enamiku puiduliikidega. Oluline on tagada piisavad kõvenemistingimused, et tagada läbikõvenemine ja sobiv nakkuvus aluspinnaga.
On teatud puiduliike, mis on loomulikult väga õlised ja võivad vajada nakkuvust parandava kruntvärvi ehk „sidekihi“ pealekandmist. Van Technologies on teinud märkimisväärseid uuringuid ja arendustegevust UV-kõvenevate katete nakkuvuse kohta nende puiduliikidega. Hiljutiste arenduste hulka kuulub üks UV-kõvenev hermeetik, mis hoiab ära õlide, mahla ja pigi mõju UV-kõveneva pealiskihi nakkumisele.
Teise võimalusena saab puitpinnalt leitud õli vahetult enne katte pealekandmist eemaldada atsetooni või mõne muu sobiva lahustiga pühkides. Ebemevaba imav lapp niisutatakse esmalt lahustiga ja seejärel pühitakse üle puidu pinna. Pinnal lastakse kuivada ja seejärel saab peale kanda UV-kiirgusega kõveneva katte. Pinnaõli ja muude saasteainete eemaldamine soodustab pealekantud katte nakkumist puitpinnaga.
3. Millised peitsid sobivad UV-katetega?
Kõiki siin kirjeldatud peitse saab tõhusalt tihendada ja pealiskihiks katta 100% UV-kõvenevate, lahustivabade UV-kõvenevate, vees lahustuvate või UV-kõvenevate pulbervärvidega. Seega on mitmeid elujõulisi kombinatsioone, mis muudavad peaaegu iga turul oleva peitsi sobivaks mis tahes UV-kõveneva katte jaoks. Siiski on teatud kaalutlused, mida tuleb arvestada, et tagada kvaliteetse puitpinna viimistluse sobivus.
Veepõhised peitsid ja veepõhised UV-kõvenevad peitsid:100% UV-kõvenevate, lahustivähendatud UV-kõvenevate või UV-kõvenevate pulbervärvide/pealisvärvide pealekandmisel veepõhistele peitsidele on oluline, et peits oleks täielikult kuiv, et vältida katte ühtluse defekte, sealhulgas apelsinikoort, kalasilma, kraatriid, lompi ja loigu teket. Sellised defektid tekivad pealekantud katte madala pindpinevuse tõttu võrreldes pealekantud peitsist tuleneva kõrge jääkvee pindpinevusega.
Veebaasil UV-kõveneva katte pealekandmine on aga üldiselt leebem. Teatud veebaasil UV-kõvenevate hermeetikute/pealisvärvide kasutamisel võib pealekantud peits niiskust täheldada ilma kahjulike mõjudeta. Peitsi pealekandmisest jäänud niiskus või vesi difundeerub kuivamisprotsessi ajal kergesti läbi pealekantud veebaasil UV-hermeetiku/pealisvärvi. Siiski on tungivalt soovitatav testida iga peitsi ja hermeetiku/pealisvärvi kombinatsiooni enne tegeliku pinna kallale asumist representatiivsel proovil.
Õlipõhised ja lahustipõhised peitsid:Kuigi võib olla olemas süsteem, mida saab kasutada ebapiisavalt kuivanud õlipõhiste või lahustipõhiste plekkide puhul, on tavaliselt vajalik ja tungivalt soovitatav need peitsid enne mis tahes hermeetiku/pealislaki pealekandmist täielikult kuivatada. Selliste aeglaselt kuivavate peitside täielikuks kuivamiseks võib kuluda kuni 24–48 tundi (või kauem). Jällegi on soovitatav süsteemi testida representatiivsel puitpinnal.
100% UV-kiirgusega kõvenevad plekid:Üldiselt on 100% UV-kõvenevatel katetel pärast täielikku kõvenemist kõrge keemiline ja veekindlus. See vastupidavus raskendab järgnevalt pealekantavate katete head nakkumist, välja arvatud juhul, kui aluspinda, mida kõvendatakse UV-kõvendusega, piisavalt lihvitakse, et võimaldada mehaanilist nakkumist. Kuigi pakutakse 100% UV-kõvenevaid peitse, mis on konstrueeritud olema vastuvõtlikud järgnevalt pealekantavatele katetele, tuleb enamikku 100% UV-kõvenevatest peitsidest lihvida või osaliselt kõvendada (nimetatakse B-etapiks või mullkõvendamiseks), et soodustada kihtidevahelist nakkumist. B-etapp põhjustab peitsikihis jääkreaktiivseid kohti, mis reageerivad pealekantud UV-kõveneva kattega, kui see täielikult kõveneb. B-etapp võimaldab ka kerget lihvimist, et eemaldada või lõigata peitsi pealekandmisel tekkida võiv puidusüüde tõus. Sujuv tihend või pealiskihi pealekandmine tagab suurepärase kihtidevahelise nakkumise.
Teine probleem 100% UV-kõvenevate peitsidega on seotud tumedamate värvidega. Tugevalt pigmenteerunud peitsid (ja pigmenteerunud katted üldiselt) toimivad paremini UV-lampide kasutamisel, mille energia on nähtava valguse spektrile lähemal. Suurepärane valik on tavalised galliumiga legeeritud UV-lambid koos standardsete elavhõbedalampidega. UV-LED-lambid, mis kiirgavad 395 nm ja/või 405 nm, toimivad pigmenteeritud süsteemidega paremini võrreldes 365 nm ja 385 nm massiividega. Lisaks sellele on UV-lampide süsteemid, mis annavad suurema UV-võimsuse (mW/cm2) ja energiatihedus (mJ/cm2) soodustavad paremat kõvenemist pealekantud peitsi või pigmenteeritud kattekihi kaudu.
Lõpuks, nagu ka teiste eespool mainitud peitsisüsteemide puhul, on enne peitsitatava ja viimistletava pinnaga töötamist soovitatav testida. Veenduge kindlasti enne kõvenemist!
4. Milline on 100% UV-katete maksimaalne/minimaalne kile paksus?
UV-kõvenevate pulbervärvide puhul on tegemist tehniliselt 100% UV-kõvenevate katetega ja nende pealekandmise paksust piiravad elektrostaatilised jõud, mis seovad pulbri viimistletava pinnaga. Parim on küsida nõu UV-pulbervärvide tootjalt.
Vedelate 100% UV-kõvenevate katete puhul annab pealekantud märja kihi paksus pärast UV-kõvenemist ligikaudu sama paksuse kuivkihi. Mõningane kokkutõmbumine on vältimatu, kuid tavaliselt on sellel minimaalne tähtsus. Siiski on olemas väga tehnilisi rakendusi, mis nõuavad väga rangeid või kitsaid kihi paksuse tolerantse. Sellistel juhtudel saab märja ja kuiva kihi paksuse korreleerimiseks teha otsese kõvenenud kihi mõõtmise.
Lõplik saavutatav kõvenenud kihi paksus sõltub UV-kõveneva katte keemilisest koostisest ja selle koostisest. Saadaval on süsteeme, mis on konstrueeritud pakkuma väga õhukesi kilesid paksusega 0,2–0,5 mil (5–15 μm) ja teisi, mis võivad anda paksuse üle 0,5 tolli (12 mm). Tavaliselt ei ole UV-kõvenevatel kattekihtidel, millel on kõrge ristseoste tihedus, näiteks mõnedel uretaanakrülaadi koostistel, võimalik saavutada ühe kihina suurt kile paksust. Kõvenemise ajal tekkiv kokkutõmbumine põhjustab paksult pealekantud katte tugevat pragunemist. Kõrge kihi- või viimistluskihi paksust saab siiski saavutada UV-kõvenevate, kõrge ristseoste tihedusega katete abil, kui peale kanda mitu õhukest kihti ja iga kihi vahel kas lihvida ja/või teha „B-kihistus“, et parandada kihtidevahelist adhesiooni.
Enamiku UV-kõvenevate katete reaktiivset kõvenemismehhanismi nimetatakse "vabade radikaalide initsiatsiooniks". See reaktiivne kõvenemismehhanism on tundlik õhus oleva hapniku suhtes, mis aeglustab või pidurdab kõvenemise kiirust. Seda aeglustumist nimetatakse sageli hapniku inhibeerimiseks ja see on kõige olulisem väga õhukeste kilede saavutamisel. Õhukeste kilede puhul on pealekantud katte pindala kogumahu suhtes suhteliselt suur võrreldes paksude kiledega. Seetõttu on õhukesed kilepaksused hapniku inhibeerimise suhtes palju vastuvõtlikumad ja kõvenevad väga aeglaselt. Sageli jääb viimistluse pind ebapiisavalt kõvenenud ja sellel on õline/rasvane tunne. Hapniku inhibeerimise vastu võitlemiseks võib kõvenemise ajal pinnale juhtida inertgaase, näiteks lämmastikku ja süsinikdioksiidi, et eemaldada hapniku kontsentratsioon, võimaldades seeläbi täielikku ja kiiret kõvenemist.
5. Kui läbipaistev on läbipaistev UV-kate?
100% UV-kõvenevatel katetel on suurepärane läbipaistvus ja nad konkureerivad tööstuses saadaolevate parimate läbipaistvate katetega. Lisaks toovad need puidule kandes esile maksimaalse ilu ja pildisügavuse. Eriti huvipakkuvad on mitmesugused alifaatsed uretaanakrülaatsüsteemid, mis on märkimisväärselt läbipaistvad ja värvitud, kui neid kanda mitmesugustele pindadele, sealhulgas puidule. Lisaks on alifaatsed polüuretaanakrülaatkatted väga stabiilsed ja ei muuda värvi vananedes. Oluline on märkida, et madala läikega katted hajutavad valgust palju rohkem kui läikivad katted ja seetõttu on neil madalam läbipaistvus. Võrreldes teiste kattekemikaalidega on 100% UV-kõvenevatel katetel siiski samaväärne, kui mitte parem.
Praegu saadaolevad veepõhised UV-kõvenevad katted pakuvad erakordset selgust, puidu soojust ja tundlikkust, mis konkureerib parimate tavapäraste viimistlussüsteemidega. Turul saadaolevate UV-kõvenevate katete selgus, läige, puidu tundlikkus ja muud funktsionaalsed omadused on suurepärased, kui need pärinevad kvaliteetsetelt tootjatelt.
6. Kas on olemas värvilisi või pigmenteeritud UV-kõvenevaid katteid?
Jah, värvilised või pigmenteeritud katted on kergesti kättesaadavad igat tüüpi UV-kõvenevate katete puhul, kuid optimaalsete tulemuste saavutamiseks on vaja arvestada teatud teguritega. Esimene ja kõige olulisem tegur on asjaolu, et teatud värvid segavad UV-energia võimet läbida või tungida pealekantud UV-kõvenevasse kattesse. Elektromagnetilist spektrit on illustreeritud joonisel 1 ja on näha, et nähtava valguse spekter asub vahetult UV-spektri kõrval. Spekter on pidev spekter ilma selgete piirjoonte (lainepikkuste)ta. Seetõttu sulandub üks piirkond järk-järgult külgnevasse piirkonda. Nähtava valguse piirkonna kohta on mõned teaduslikud väited, et see ulatub 400 nm-st kuni 780 nm-ni, samas kui teised väited väidavad, et see ulatub 350 nm-st kuni 800 nm-ni. Selle arutelu jaoks on oluline ainult see, et me mõistame, et teatud värvid võivad tõhusalt blokeerida teatud UV-kiirguse või muude lainepikkuste läbilaskvust.
Kuna fookuses on UV-lainepikkus ehk kiirguspiirkond, uurime seda piirkonda üksikasjalikumalt. Joonis 2 näitab nähtava valguse lainepikkuse ja vastava värvi vahelist seost, mis seda tõhusalt blokeerib. Samuti on oluline teada, et värvained hõlmavad tavaliselt lainepikkuste vahemikku, nii et punane värvaine võib hõlmata märkimisväärset vahemikku, nii et see võib osaliselt UVA-piirkonda neelata. Seega hõlmavad kõige problemaatilisemad värvid kollase-oranži-punase vahemikku ja need värvid võivad takistada efektiivset kõvenemist.
Lisaks sellele, et värvained segavad UV-kõvenemist, tuleb neid arvestada ka valgete pigmenteeritud katete, näiteks UV-kõvenevate kruntvärvide ja pealisvärvide kasutamisel. Mõelge valge pigmendi titaandioksiidi (TiO2) neeldumisspektrile, nagu on näidatud pildil 3. TiO2 omab kogu UV-piirkonnas väga tugevat neeldumist, kuid valged UV-kõvenevad katted kõvenevad tõhusalt. Kuidas? Vastus peitub katte arendaja ja tootja hoolikas koostises koos kõvenemiseks sobivate UV-lampide kasutamisega. Tavalised UV-lambid kiirgavad energiat, nagu on näidatud pildil 4.
Iga illustreeritud lamp põhineb elavhõbedal, kuid elavhõbeda legeerimisel mõne teise metallilise elemendiga saab emissiooni nihutada teistele lainepikkuste piirkondadele. TiO2-põhiste valgete UV-kõvenevate katete puhul blokeeritakse tavalise elavhõbelambi poolt edastatav energia tõhusalt. Mõned kõrgemad lainepikkused võivad küll kõvenemist tagada, kuid täielikuks kõvenemiseks vajalik aeg ei pruugi olla praktiline. Elavhõbelambi galliumiga legeerimisel on aga külluslikult energiat, mis on kasulik piirkonnas, mida TiO2 tõhusalt ei blokeeri. Mõlema lambitüübi kombinatsiooni kasutades on võimalik saavutada nii läbikõvenemine (galliumiga legeeritud) kui ka pinnakõvenemine (tavalise elavhõbeda abil) (pilt 5).
Lõpuks tuleb värvilised või pigmenteerunud UV-kõvenevad katted valmistada optimaalsete fotoinitsiaatorite abil, et UV-energiat – lampide poolt edastatavat nähtava valguse lainepikkuste vahemikku – saaks efektiivseks kõvenemiseks õigesti kasutada.
Muud küsimused?
Kõigi tekkivate küsimuste korral ärge kartke küsida ettevõtte praeguselt või tulevaselt katete, seadmete ja protsesside juhtimissüsteemide tarnijalt. Saadaval on head vastused, mis aitavad teha tõhusaid, ohutuid ja kasumlikke otsuseid.
Lawrence (Larry) Van Iseghem on Van Technologies, Inc. president/tegevjuht. Van Technologiesil on üle 30 aasta kogemust UV-kõvenevate katete valdkonnas. Alustades teadus- ja arendusettevõttena, arenes see kiiresti Application Specific Advanced Coatings™ tootjaks, teenindades tööstuskatteid kogu maailmas. UV-kõvenevad katted on alati olnud esmatähtsad koos teiste „roheliste“ kattetehnoloogiatega, rõhuasetusega tavapäraste tehnoloogiatega võrdsel või paremal jõudlusel. Van Technologies toodab GreenLight Coatings™ tööstuskatteid vastavalt ISO-9001:2015 sertifitseeritud kvaliteedijuhtimissüsteemile. Lisateabe saamiseks külastage veebilehtewww.greenlightcoatings.com.
Postituse aeg: 22. juuli 2023
