Per pastaruosius kelis dešimtmečius vienas iš svarbiausių tikslų buvo sumažinti į atmosferą išleidžiamų tirpiklių kiekį. Jie vadinami LOJ (lakiaisiais organiniais junginiais) ir iš esmės apima visus mūsų naudojamus tirpiklius, išskyrus acetoną, kurio fotocheminis reaktyvumas yra labai mažas ir kuris buvo atleistas nuo LOJ tirpiklių sąrašo.
O kas, jeigu galėtume visiškai atsisakyti tirpiklių ir vis tiek gauti gerus apsauginius bei dekoratyvinius rezultatus su minimaliomis pastangomis?
Tai būtų puiku – ir mes galime. Technologija, kuri tai leidžia, vadinama UV kietinimu. Ji naudojama nuo XX a. 8-ojo dešimtmečio įvairioms medžiagoms, įskaitant metalą, plastiką, stiklą, popierių ir vis dažniau medieną.
UV spinduliais kietėjančios dangos kietėja veikiamos ultravioletinių spindulių, kurių bangos ilgis yra nanometrų diapazone arba šiek tiek žemesnis už matomą šviesą. Jų privalumai: žymiai sumažintas arba visiškai pašalintas lakiųjų organinių junginių kiekis, mažiau atliekų, reikalingas mažesnis grindų plotas, greitas tvarkymas ir krovimas (todėl nereikia džiovyklų), mažesnės darbo sąnaudos ir greitesnis gamybos tempas.
Du svarbūs trūkumai yra didelė pradinė įrangos kaina ir sudėtingų 3D objektų apdailos sudėtingumas. Todėl UV kietinimu paprastai užsiima tik didesnės dirbtuvės, gaminančios gana plokščius objektus, tokius kaip durys, dailylentės, grindys, apvadai ir paruoštos surinkti dalys.
Lengviausias būdas suprasti UV spinduliuote kietėjančias apdailas yra palyginti jas su įprastomis katalizinėmis apdailomis, su kuriomis tikriausiai esate susipažinę. Kaip ir katalizinėse apdailose, UV spinduliuote kietėjančiose apdailose yra dervos sluoksniui gauti, tirpiklio arba pakaitalo skiedikliui, katalizatoriaus skersiniam sujungimui inicijuoti ir kietėjimui užtikrinti bei kai kurių priedų, tokių kaip poliravimo medžiagos, suteikiančios ypatingas savybes.
Naudojamos įvairios pirminės dervos, įskaitant epoksidinių, uretano, akrilo ir poliesterio darinius.
Visais atvejais šios dervos kietėja labai kietai ir yra atsparios tirpikliams bei įbrėžimams, panašiai kaip katalizinis (konversijinis) lakas. Dėl to sunku atlikti nematomą remontą, jei sukietėjusi plėvelė būtų pažeista.
UV spinduliais kietinamos apdailos medžiagos gali būti 100 procentų skystos. Tai reiškia, kad ant medienos nusodinto sluoksnio storis yra toks pat, kaip ir sukietėjusios dangos storis. Nėra ko išgaruoti. Tačiau pagrindinė derva yra per tiršta, kad būtų lengva ją tepti. Todėl gamintojai prideda mažesnių reaktyviųjų molekulių, kad sumažintų klampumą. Skirtingai nuo tirpiklių, kurie išgaruoja, šios pridėtos molekulės jungiasi su didesnėmis dervos molekulėmis ir sudaro plėvelę.
Tirpikliai arba vanduo taip pat gali būti naudojami kaip skiedikliai, kai norima plonesnės plėvelės, pavyzdžiui, sandarinimo sluoksniui. Tačiau jų paprastai nereikia, kad apdaila būtų purškiama. Įpylus tirpiklių ar vandens, prieš pradedant kietėjimą UV spinduliuote, jie turi būti išgaruoti arba išgaruoti (orkaitėje).
Katalizatorius
Skirtingai nuo katalizinio lako, kuris pradeda kietėti pridėjus katalizatoriaus, UV spinduliuote kietėjančioje apdailoje esantis katalizatorius, vadinamas „fotoiniciatoriumi“, neveikia, kol nėra veikiamas UV spindulių energijos. Tada prasideda greita grandininė reakcija, kuri sujungia visas dangos molekules ir sudaro plėvelę.
Šis procesas ir daro UV spinduliais kietėjančias apdailos medžiagas tokias unikalias. Apdaila praktiškai neturi galiojimo laiko ar galiojimo laiko. Ji išlieka skystos formos, kol yra veikiama UV spindulių. Tada ji visiškai sukietėja per kelias sekundes. Atminkite, kad saulės šviesa gali sukelti kietėjimą, todėl svarbu vengti tokio poveikio.
Galbūt lengviau UV dangų katalizatorių įsivaizduoti kaip dvi dalis, o ne vieną. Apdailoje jau yra fotoiniciatorius – apie 5 procentus skysčio – ir jį sukelia UV spindulių energija. Be abiejų nieko nevyksta.
Ši unikali savybė leidžia regeneruoti dažų perteklių už UV spindulių poveikio zonos ribų ir vėl naudoti apdailą. Taigi, atliekų galima beveik visiškai išvengti.
Tradicinė UV lempa yra gyvsidabrio garų lemputė kartu su elipsės formos reflektoriumi, skirta surinkti ir nukreipti šviesą į detalę. Idėja yra sufokusuoti šviesą, kad būtų pasiektas maksimalus fotoiniciatoriaus sužadinimo efektas.
Maždaug per pastarąjį dešimtmetį LED (šviesos diodai) pradėjo keisti tradicines lemputes, nes LED sunaudoja mažiau elektros energijos, tarnauja daug ilgiau, neturi įkaisti ir turi siaurą bangos ilgių diapazoną, todėl neišskiria tiek daug problemų keliančios šilumos. Ši šiluma gali suskystinti medienos, pavyzdžiui, pušies, sakus, todėl šilumą reikia išleisti.
Tačiau kietėjimo procesas yra tas pats. Viskas yra „matymo lauke“. Apdaila kietėja tik tada, kai UV spinduliai ją apšviečia iš fiksuoto atstumo. Šešėliuose arba už šviesos židinio ribų esančios vietos nesukietėja. Tai yra svarbus UV kietėjimo apribojimas šiuo metu.
Norint sukietinti dangą ant bet kokio sudėtingo objekto, net ir tokio beveik plokščio, kaip profiliuotas liejinys, šviesos turi būti išdėstytos taip, kad jos kristų į kiekvieną paviršių tuo pačiu fiksuotu atstumu, kad atitiktų dangos formulę. Dėl šios priežasties plokšti objektai sudaro didžiąją dalį projektų, kurie yra padengiami UV kietinama apdaila.
Du įprasti UV dangos dengimo ir kietinimo būdai yra plokščioji linija ir kamerinė danga.
Naudojant plokščiąją liniją, plokšti arba beveik plokšti objektai juda konvejeriu žemyn, purkštuvu ar voleliu, arba per vakuuminę kamerą, tada, jei reikia, per krosnį, kad būtų pašalinti tirpikliai ar vanduo, ir galiausiai po UV lempų masyvu, kad būtų pasiektas kietėjimas. Tada objektus galima iš karto sudėti į krūvą.
Kamerose objektai paprastai pakabinami ir perkeliami konvejeriu tais pačiais žingsniais. Kameroje galima apdirbti visas puses vienu metu ir apdirbti nesudėtingus, trimačius objektus.
Kita galimybė – naudoti robotą, kuris pasuktų objektą prieš UV lempas, arba laikyti UV lempą ir judinti objektą aplink ją.
Tiekėjai vaidina svarbų vaidmenį
Naudojant UV kietinimo dangas ir įrangą, bendradarbiauti su tiekėjais yra dar svarbiau nei naudojant katalizinius lakus. Pagrindinė priežastis – koordinuojamų kintamųjų skaičius. Tai apima lempučių ar šviesos diodų bangos ilgį ir jų atstumą nuo objektų, dangos formulę ir linijos greitį, jei naudojate apdailos liniją.
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 23 d.
