Лоренс (Лари) Ван Исегем је председник/извршни директор компаније Ван Технолоџиз, Инк.
Током пословања са индустријским купцима на међународном нивоу, одговорили смо на невероватан број питања и пружили многа решења у вези са УВ премазима. У наставку су нека од најчешће постављаних питања, а пратећи одговори могу пружити користан увид.
1. Шта су УВ-очвршћивајући премази?
У индустрији завршне обраде дрвета постоје три главне врсте УВ-отврдљивих премаза.
100% активни (понекад се називају и 100% чврсти) УВ-очвршћивајући премази су течни хемијски састави који не садрже раствараче или воду. Након наношења, премаз се одмах излаже УВ енергији без потребе за сушењем или испаравањем пре очвршћавања. Нанети састав премаза реагује и формира чврсти површински слој путем реактивног процеса који је описан и прикладно назван фотополимеризација. Пошто није потребно испаравање пре очвршћавања, процес наношења и очвршћавања је изузетно ефикасан и исплатив.
Хибридни УВ премази на бази воде или растварача који се очвршћују УВ зрачењем очигледно садрже или воду или растварач како би се смањио садржај активног (или чврстог) дела. Ово смањење садржаја чврстих делова омогућава већу лакоћу контроле дебљине нанетог влажног филма и/или контроле вискозности премаза. У употреби, ови УВ премази се наносе на дрвене површине различитим методама и потребно их је потпуно осушити пре УВ очвршћавања.
Прашкасти премази који се могу стврднути помоћу УВ зрачења су такође 100% чврсти састави и обично се наносе на проводљиве подлоге електростатичким привлачењем. Након наношења, подлога се загрева да би се прах отопио, који истиче и формира површински филм. Премазана подлога се затим може одмах изложити УВ енергији ради олакшавања стврдњавања. Добијени површински филм више није топлотно деформабилан нити осетљив.
Постоје варијанте ових УВ премаза који се очвршћују, а који садрже механизам секундарног очвршћавања (активира се топлотом, реагује на влагу итд.) који може да обезбеди очвршћавање у површинским деловима који нису изложени УВ енергији. Ови премази се обично називају премазима са двоструким очвршћавањем.
Без обзира на врсту УВ премаза који се користи, завршна површинска завршна обрада или слој пружа изузетан квалитет, издржљивост и отпорност.
2. Колико добро се УВ-сушљиви премази пријањају на различите врсте дрвета, укључујући и масне врсте дрвета?
Премази који се очвршћују помоћу УВ зрачења показују одлично пријањање на већину врста дрвета. Важно је осигурати да постоје довољни услови за очвршћавање како би се обезбедило темељно очвршћавање и одговарајуће пријањање на подлогу.
Постоје одређене врсте дрвета које су природно веома масне и могу захтевати наношење прајмера који подстиче адхезију, или „везног премаза“. Ван Технолоџиз је спровео значајна истраживања и развој у области адхезије УВ-сушећих премаза на ове врсте дрвета. Недавни развоји укључују јединствени УВ-сушећи заптивач који спречава да уља, смола и смола ометају адхезију УВ-сушећег завршног премаза.
Алтернативно, уље присутно на површини дрвета може се уклонити непосредно пре наношења премаза брисањем ацетоном или другим одговарајућим растварачем. Крпа која не оставља влакна, упијајућа, прво се навлажи растварачем, а затим се пребрише преко површине дрвета. Површина се остави да се осуши, а затим се може нанети УВ премаз. Уклањање површинског уља и других загађивача подстиче накнадно пријањање нанетог премаза на површину дрвета.
3. Које врсте мрља су компатибилне са УВ премазима?
Било који од овде описаних бајцова може се ефикасно заптивати и премазивати 100% УВ-сушећим, УВ-сушећим са смањеним садржајем растварача, УВ-сушећим на бази воде или УВ-сушећим прашкастим системима. Стога, постоји низ одрживих комбинација које чине скоро сваки бајц на тржишту погодним за било који УВ-сушећи премаз. Међутим, постоје одређена разматрања која су важна како би се осигурала компатибилност за квалитетну завршну обраду површине дрвета.
Боје на бази воде и боје на бази воде које се суше УВ зрачењем:Приликом наношења заптивача/завршних премаза у праху који се 100% очвршћују УВ зрачењем, УВ очвршћују са смањеним садржајем растварача или УВ очвршћују преко водорастворљивих боја, неопходно је да се боја потпуно осуши како би се спречили дефекти у једнообразности премаза, укључујући „поморанџину кору“, „рибље око“, стварање кратера, стварање локви и локвица. Такви дефекти настају због ниске површинске напетости нанетих премаза у односу на високу преосталу површинску напетост воде од нанете боје.
Међутим, наношење премаза на бази воде који се очвршћује помоћу УВ зрачења је генерално попустљивије. Нанета боја може показивати влагу без негативних ефеката када се користе одређени заптивачи/завршни премази на бази воде који се очвршћују помоћу УВ зрачења. Преостала влага или вода од наношења боје ће лако дифундовати кроз нанети заптивач/завршни премаз на бази воде током процеса сушења. Међутим, топло се препоручује да се свака комбинација боје и заптивача/завршног премаза тестира на репрезентативном узорку пре него што се пређе на стварну површину која ће бити завршна обрада.
Боје на бази уља и на бази растварача:Иако може постојати систем који се може применити на недовољно осушене боје на бази уља или растварача, обично је неопходно, и топло се препоручује, да се ове боје потпуно осуше пре наношења било ког заптивача/завршног премаза. Споро сушеће боје ове врсте могу захтевати и до 24 до 48 сати (или дуже) да би се постигло потпуно сушење. Поново се препоручује тестирање система на репрезентативној површини дрвета.
100% УВ-сушљиве мрље:Генерално, премази који се 100% УВ очвршћују показују високу хемијску и водоотпорност када се потпуно стврдну. Ова отпорност отежава добро приањање накнадно нанетих премаза, осим ако се основна површина очвршћена УВ зрачењем не абради адекватно како би се омогућило механичко лепљење. Иако се нуде премази који се 100% УВ очвршћују, а који су дизајнирани да буду пријемчиви за накнадно нанете премазе, већина премаза који се 100% УВ очвршћују потребно је абразирати или делимично очврснути (названо „Б“ фаза или ударно очвршћавање) како би се подстакла међуслојна адхезија. „Б“ фаза резултира заосталим реактивним местима у слоју премаза која ће кореаговати са нанетим УВ очвршћујућим премазом док је подвргнут условима потпуног очвршћавања. „Б“ фаза такође омогућава благо абразивно шмирглање како би се уклонило или одсекло свако подизање зрна које може настати услед наношења премаза. Глатко заптивање или наношење завршног премаза резултираће одличном међуслојном адхезијом.
Још једна забринутост у вези са 100% УВ-сушљивим бојама односи се на тамније боје. Јако пигментисане боје (и пигментисани премази уопште) боље функционишу када се користе УВ лампе које испоручују енергију ближе спектру видљиве светлости. Конвенционалне УВ лампе допиране галијумом у комбинацији са стандардним живиним лампама су одличан избор. УВ ЛЕД лампе које емитују 395 nm и/или 405 nm боље функционишу са пигментираним системима у односу на низове од 365 nm и 385 nm. Штавише, системи УВ лампи који испоручују већу УВ снагу (mW/cm2) и густина енергије (mJ/cm2) подстичу боље очвршћавање кроз нанету боју или слој пигментираног премаза.
Коначно, као и код осталих горе поменутих система за бојење, препоручује се тестирање пре рада са површином која ће бити бојена и завршна обрада. Уверите се пре сушења!
4. Колика је максимална/минимална густина филма за 100% УВ премазе?
УВ-сушљиви прашкасти премази технички су 100% УВ-сушљиви премази, а њихова нанета дебљина је ограничена електростатичким силама привлачења које везују прах за површину која се обрађује. Најбоље је потражити савет произвођача УВ прашкастих премаза.
Што се тиче течних премаза који се 100% очвршћују под УВ зрачењем, дебљина нанетог влажног филма резултираће приближно истом дебљином сувог филма након УВ очвршћавања. Извесно скупљање је неизбежно, али обично је од минималних последица. Међутим, постоје високо техничке примене које захтевају веома мале или уске толеранције дебљине филма. У тим околностима, може се извршити директно мерење очврслог филма како би се корелирала дебљина влажног и сувог филма.
Коначна дебљина очврснулог премаза која се може постићи зависиће од хемијског састава УВ премаза који се очврсну и начина на који је формулисан. Доступни су системи који су пројектовани да обезбеде веома танке слојеве између 0,2 мила и 0,5 мила (5µ – 15µ) и други који могу да обезбеде дебљину већу од 0,5 инча (12 мм). Типично, УВ премази који имају високу густину умрежавања, као што су неке формулације уретан акрилата, нису способни за велику дебљину филма у једном нанетом слоју. Степен скупљања при очвршћавању ће изазвати озбиљно пуцање дебело нанетог премаза. Велика дебљина наношења или завршне обраде и даље се може постићи коришћењем УВ премаза који се очврснују високе густине умрежавања наношењем више танких слојева и брушењем и/или „Б“ фазама између сваког слоја како би се подстакла међуслојна адхезија.
Реактивни механизам очвршћавања већине УВ премаза који се очвршћавају назива се „инициран слободним радикалима“. Овај реактивни механизам очвршћавања је подложан кисеонику у ваздуху који успорава или инхибира брзину очвршћавања. Ово успоравање се често назива инхибицијом кисеоника и најважније је када се покушава постићи веома танка дебљина филма. Код танких филмова, површина у односу на укупну запремину нанетог премаза је релативно велика у поређењу са дебљинама дебелог филма. Стога су танке дебљине филма много подложније инхибицији кисеоника и очвршћавају се веома споро. Често површина завршне обраде остаје недовољно очврснута и показује масни осећај. Да би се супротставили инхибицији кисеоника, инертни гасови попут азота и угљен-диоксида могу се пропуштати преко површине током очвршћавања како би се уклонила концентрација кисеоника, чиме се омогућава потпуно и брзо очвршћавање.
5. Колико је провидан провидни УВ премаз?
Премази који се 100% очвршћују под УВ зрачењем могу показати одличну јасноћу и могу се мерити са најбољим провидним премазима у индустрији. Поред тога, када се нанесу на дрво, истичу максималну лепоту и дубину слике. Од посебног интереса су различити алифатични уретански акрилатни системи који су изузетно јасни и безбојни када се нанесу на широк спектар површина, укључујући дрво. Штавише, алифатични полиуретански акрилатни премази су веома стабилни и отпорни су на промену боје са временом. Важно је истаћи да премази са ниским сјајем расејавају светлост много више од сјајних премаза и стога ће имати мању јасноћу. Међутим, у поређењу са другим хемијским премазима, премази који се 100% очвршћују под УВ зрачењем су једнаки, ако не и супериорнији.
Премази на бази воде који се очвршћују помоћу УВ зрачења, тренутно доступни, могу се формулисати тако да пружају изузетну јасноћу, топлину дрвета и одзив који могу да парирају најбољим конвенционалним системима завршне обраде. Јасноћа, сјај, одзив дрвета и друга функционална својства премаза који се очвршћују помоћу УВ зрачења, доступних на тржишту данас, су одлична када се набављају од квалитетних произвођача.
6. Да ли постоје обојени или пигментирани премази који се могу очврснути УВ зрачењем?
Да, обојени или пигментирани премази су лако доступни у свим врстама УВ-сушљивих премаза, али постоје фактори које треба узети у обзир за оптималне резултате. Први и најважнији фактор је чињеница да одређене боје ометају способност УВ енергије да се преноси у или продре у нанети УВ-сушљиви премаз. Електромагнетни спектар је илустрован на слици 1 и може се видети да је спектар видљиве светлости непосредно поред УВ спектра. Спектар је континуум без јасних линија (таласних дужина) разграничења. Стога, један регион постепено се стапа са суседним регионом. Узимајући у обзир регион видљиве светлости, постоје неке научне тврдње да се он протеже од 400 nm до 780 nm, док друге тврдње наводе да се протеже од 350 nm до 800 nm. За ову дискусију, важно је само да препознамо да одређене боје могу ефикасно блокирати пренос одређених таласних дужина УВ зрачења.
Пошто је фокус на УВ таласној дужини или региону зрачења, хајде да детаљније истражимо тај регион. Слика 2 приказује однос између таласне дужине видљиве светлости и одговарајуће боје која је ефикасна у њеном блокирању. Такође је важно знати да боје обично обухватају широк опсег таласних дужина, тако да црвена боја може обухватити значајан опсег, тако да делимично може апсорбовати у УВА регион. Стога, боје које изазивају највећи проблем обухватају жуто-наранџасто-црвени опсег, а ове боје могу ометати ефикасно сушење.
Боје не само да ометају УВ очвршћавање, већ се оне такође узимају у обзир при коришћењу белих пигментираних премаза, као што су прајмери и завршни премази који се очвршћавају УВ зрачењем. Размотрите спектар апсорпције белог пигмента титанијум диоксида (TiO2), као што је приказано на слици 3. TiO2 показује веома јаку апсорпцију у целом УВ подручју, а ипак се бели, УВ очвршћивајући премази ефикасно очвршћавају. Како? Одговор лежи у пажљивој формулацији од стране програмера и произвођача премаза, у сарадњи са употребом одговарајућих УВ лампи за очвршћавање. Уобичајене, конвенционалне УВ лампе које се користе емитују енергију као што је илустровано на слици 4.
Свака илустрована лампа је базирана на живи, али допирањем живе другим металним елементом, емисија се може померити у друге области таласних дужина. У случају белих, УВ-отврдљивих премаза на бази TiO2, енергија коју испоручује стандардна живина лампа биће ефикасно блокирана. Неке од виших таласних дужина могу обезбедити очвршћавање, али време потребно за потпуно очвршћавање можда није практично. Међутим, допирањем живине лампе галијумом постоји обиље енергије која је корисна у области коју TiO2 није ефикасно блокиран. Коришћењем комбинације оба типа лампи, може се постићи и директно очвршћавање (коришћењем галијума) и површинско очвршћавање (коришћењем стандардне живе) (Слика 5).
Коначно, обојени или пигментирани УВ премази који се могу очврснути морају бити формулисани коришћењем оптималних фотоиницијатора како би се УВ енергија – опсег таласних дужина видљиве светлости који испоручују лампе – правилно искористила за ефикасно очвршћавање.
Остала питања?
У вези са било каквим питањима која се појаве, никада не оклевајте да питате тренутног или будућег добављача премаза, опреме и система за контролу процеса компаније. Доступни су добри одговори који ће вам помоћи да донесете ефикасне, безбедне и профитабилне одлуке.
Лоренс (Лари) Ван Исегем је председник/извршни директор компаније Ван Технолоџиз, Инк. Ван Технолоџиз има преко 30 година искуства у УВ премазима који се очвршћују, почевши као компанија за истраживање и развој, али се брзо трансформисала у произвођача Application Specific Advanced Coatings™ премаза који опслужују индустријске погоне за премазе широм света. УВ премази који се очвршћују увек су били у примарном фокусу, заједно са другим „зеленим“ технологијама премаза, са нагласком на перформансама једнаким или превазилазећим конвенционалне технологије. Ван Технолоџиз производи бренд индустријских премаза GreenLight Coatings™ у складу са системом управљања квалитетом сертификованим по ISO-9001:2015. За више информација посетитеwww.greenlightcoatings.com.
Време објаве: 22. јул 2023.
