Molts consideren que la tecnologia UV és la tecnologia "emergent" per al curat de recobriments industrials. Tot i que pot ser nova per a molts en la indústria dels recobriments industrials i d'automoció, fa més de tres dècades que existeix en altres indústries...
Molts consideren que la tecnologia UV és la tecnologia "emergent" per al curat de recobriments industrials. Tot i que pot ser nova per a molts en la indústria dels recobriments industrials i de l'automoció, fa més de tres dècades que existeix en altres indústries. La gent camina sobre productes de paviment de vinil amb recobriment UV cada dia, i molts de nosaltres en tenim a casa. La tecnologia de curat UV també juga un paper important en la indústria de l'electrònica de consum. Per exemple, en el cas dels telèfons mòbils, la tecnologia UV s'utilitza en el recobriment de carcasses de plàstic, recobriments per protegir l'electrònica interna, components units amb adhesiu UV i fins i tot en la producció de les pantalles en color que es troben en alguns telèfons. De la mateixa manera, les indústries de la fibra òptica i del DVD/CD utilitzen exclusivament recobriments i adhesius UV i no existirien tal com els coneixem avui si la tecnologia UV no hagués permès el seu desenvolupament.
Aleshores, què és el curat UV? En poques paraules, és un procés per reticular (curar) recobriments mitjançant un procés químic iniciat i sostingut per energia UV. En menys d'un minut, el recobriment es converteix de líquid a sòlid. Hi ha diferències fonamentals en algunes de les matèries primeres i la funcionalitat de les resines del recobriment, però aquestes són transparents per a l'usuari del recobriment.
Els equips d'aplicació convencionals, com ara pistoles polvoritzadores atomitzades per aire, HVLP, campanes rotatives, recobriment de flux, recobriment de rodets i altres equips, apliquen recobriments UV. Tanmateix, en comptes d'anar a un forn tèrmic després de l'aplicació del recobriment i el flash amb dissolvent, el recobriment es cura amb energia UV generada per sistemes de làmpades UV organitzats de manera que il·luminen el recobriment amb la mínima quantitat d'energia necessària per aconseguir el curat.
Les empreses i indústries que exploten els atributs de la tecnologia UV han aportat un valor extraordinari proporcionant eficiències de producció superiors i un producte final superior alhora que milloren els beneficis.
Explotació dels atributs de la UV
Quins són els atributs clau que es poden aprofitar? En primer lloc, com s'ha esmentat anteriorment, el curat és molt ràpid i es pot fer a temperatura ambient. Això permet un curat eficient dels substrats sensibles a la calor, i tots els recobriments es poden curar molt ràpidament. El curat UV és clau per a la productivitat si la restricció (coll d'ampolla) del vostre procés és un temps de curat llarg. A més, la velocitat permet un procés amb una petjada molt més petita. En comparació, un recobriment convencional que requereix una cocció de 30 minuts a una velocitat de línia de 15 peus per minut requereix 450 peus de transportador al forn, mentre que un recobriment curat UV pot requerir només 25 peus (o menys) de transportador.
La reacció de reticulació UV pot donar lloc a un recobriment amb una durabilitat física molt superior. Tot i que els recobriments es poden formular per ser durs per a aplicacions com ara paviments, també es poden fer per ser molt flexibles. Tots dos tipus de recobriments, durs i flexibles, s'utilitzen en aplicacions d'automoció.
Aquests atributs són els impulsors del desenvolupament i la penetració continus de la tecnologia UV per a recobriments d'automoció. Per descomptat, hi ha reptes associats amb el curat UV de recobriments industrials. La principal preocupació per al propietari del procés és la capacitat d'exposar totes les zones de peces complexes a l'energia UV. Tota la superfície del recobriment ha d'estar exposada a l'energia UV mínima necessària per curar el recobriment. Això requereix una anàlisi acurada de la peça, el muntatge de les peces i la disposició de les làmpades per eliminar les zones d'ombra. Tanmateix, hi ha hagut millores significatives en les làmpades, les matèries primeres i els productes formulats que superen la majoria d'aquestes restriccions.
Il·luminació frontal per a automòbils
L'aplicació específica de l'automoció on els UV s'han convertit en la tecnologia estàndard és la indústria de la il·luminació frontal de l'automoció, on els recobriments UV s'han utilitzat durant més de 15 anys i ara representen el 80% del mercat. Els fars estan compostos per dos components principals que s'han de recobrir: la lent de policarbonat i la carcassa del reflector. La lent requereix un recobriment molt dur i resistent a les ratllades per protegir el policarbonat dels elements i l'abús físic. La carcassa del reflector té una capa base UV (imprimació) que segella el substrat i proporciona una superfície ultrallisa per a la metal·lització. El mercat de les capes base del reflector ara està essencialment curat al 100% amb UV. Les principals raons per a l'adopció han estat la millora de la productivitat, la petita petjada del procés i les propietats superiors del rendiment del recobriment.
Tot i que els recobriments utilitzats són de cura UV, contenen dissolvent. Tanmateix, la major part de l'excés de polvorització es recupera i es recicla de nou al procés, aconseguint una eficiència de transferència propera al 100%. L'objectiu per al desenvolupament futur és augmentar els sòlids al 100% i eliminar la necessitat d'un oxidant.
peces de plàstic exteriors
Una de les aplicacions menys conegudes és l'ús d'una capa transparent curable per UV sobre motllures laterals de la carrosseria emmotllades en color. Inicialment, aquest recobriment es va desenvolupar per disminuir l'engroguiment en l'exposició exterior de les motllures laterals de vinil de la carrosseria. El recobriment havia de ser molt resistent i flexible per mantenir l'adhesió sense esquerdar-se pels objectes que colpegen la motllura. Els factors que impulsen l'ús de recobriments UV en aquesta aplicació són la velocitat de curat (petita petjada del procés) i les propietats de rendiment superiors.
Panells de carrosseria SMC
El compost per a modelat de làmines (SMC) és un material compost que s'ha utilitzat com a alternativa a l'acer durant més de 30 anys. L'SMC consisteix en una resina de polièster plena de fibra de vidre que s'ha fos en làmines. Aquestes làmines es col·loquen en un motlle de compressió i es formen en panells de carrosseria. Es pot triar l'SMC perquè redueix els costos d'utillatge per a petites sèries de producció, redueix el pes, proporciona resistència a les abolladures i la corrosió i dóna més latitud als estilistes. Tanmateix, un dels reptes d'utilitzar SMC és l'acabat de la peça a la planta de muntatge. L'SMC és un substrat porós. Quan el panell de la carrosseria, ara en un vehicle, passa pel forn de pintura transparent, es pot produir un defecte de pintura conegut com a "esclat de porositat". Això requerirà almenys una reparació puntual o, si hi ha prou "esclats", una repintura completa de la carcassa de la carrosseria.
Fa tres anys, en un esforç per eliminar aquest defecte, BASF Coatings va comercialitzar un segellador híbrid UV/tèrmic. El motiu de l'ús d'un curat híbrid és que l'excés de polvorització es curarà en superfícies no crítiques. El pas clau per eliminar els "popts de porositat" és l'exposició a l'energia UV, cosa que augmenta significativament la densitat d'enllaç creuat del recobriment exposat a les superfícies crítiques. Si el segellador no rep l'energia UV mínima, el recobriment encara compleix tots els altres requisits de rendiment.
L'ús de la tecnologia de doble curat en aquest cas proporciona noves propietats de recobriment mitjançant la utilització del curat UV alhora que proporciona un factor de seguretat per al recobriment en una aplicació d'alt valor. Aquesta aplicació no només demostra com la tecnologia UV pot proporcionar propietats de recobriment úniques, sinó que també demostra que un sistema de recobriment curat per UV és viable en peces d'automòbils d'alt valor, gran volum, grans i complexes. Aquest recobriment s'ha utilitzat en aproximadament un milió de panells de carrosseria.
Revestiment transparent OEM
Podria dir-se que el segment de mercat de la tecnologia UV amb més visibilitat són els recobriments de classe A per a panells exteriors de la carrosseria de l'automòbil. Ford Motor Company va exhibir la tecnologia UV en un prototip de vehicle, el cotxe Concept U, al Saló Internacional de l'Automòbil de Nord-Amèrica del 2003. La tecnologia de recobriment demostrada va ser una capa transparent curada amb UV, formulada i subministrada per Akzo Nobel Coatings. Aquest recobriment es va aplicar i curar sobre panells individuals de la carrosseria fets de diversos materials.
A Surcar, la principal conferència mundial de recobriments per a automòbils que se celebra cada dos anys a França, tant DuPont Performance Coatings com BASF van fer presentacions el 2001 i el 2003 sobre la tecnologia de curat UV per a recobriments transparents per a automòbils. L'impuls d'aquest desenvolupament és millorar un problema principal de satisfacció del client pel que fa a la pintura: la resistència a les ratllades i les marques. Ambdues empreses han desenvolupat recobriments de curat híbrid (UV i tèrmic). L'objectiu de seguir el camí de la tecnologia híbrida és minimitzar la complexitat del sistema de curat UV i alhora aconseguir les propietats de rendiment objectiu.
Tant DuPont com BASF han instal·lat línies pilot a les seves instal·lacions. La línia de DuPont a Wuppertal té la capacitat de curar cossos sencers. Les empreses de recobriment no només han de demostrar un bon rendiment de recobriment, sinó que també han de demostrar una solució de línia de pintura. Un dels altres avantatges del curat UV/tèrmic citats per DuPont és que la longitud de la part de la capa transparent de la línia d'acabat es pot reduir en un 50% simplement reduint la longitud del forn tèrmic.
Des del punt de vista de l'enginyeria, Dürr System GmbH va fer una presentació sobre un concepte de planta de muntatge per al curat UV. Una de les variables clau en aquests conceptes va ser la ubicació del procés de curat UV a la línia d'acabat. Les solucions d'enginyeria van incloure la ubicació de làmpades UV abans, dins o després del forn tèrmic. Dürr creu que hi ha solucions d'enginyeria per a la majoria de les opcions de procés que impliquen formulacions actuals en desenvolupament. Fusion UV Systems també va presentar una nova eina: una simulació per ordinador del procés de curat UV per a carrosseries d'automòbils. Aquest desenvolupament es va dur a terme per donar suport i accelerar l'adopció de la tecnologia de curat UV a les plantes de muntatge.
Altres aplicacions
Continuen els treballs de desenvolupament per als recobriments de plàstic utilitzats en interiors d'automòbils, recobriments per a llantes d'aliatge i tapes de llantes, recobriments transparents sobre peces grans modelades en color i per a peces sota el capó. El procés UV continua validant-se com una plataforma de curat estable. Tot el que realment està canviant és que els recobriments UV s'estan elevant a peces més complexes i de més valor. L'estabilitat i la viabilitat a llarg termini del procés s'han demostrat amb l'aplicació de la il·luminació frontal. Va començar fa més de 20 anys i ara és l'estàndard de la indústria.
Tot i que la tecnologia UV té el que alguns consideren un factor "modern", el que la indústria vol fer amb aquesta tecnologia és proporcionar les millors solucions als problemes dels acabats. Ningú utilitza una tecnologia per la tecnologia. Ha d'oferir valor. El valor pot venir en forma de millora de la productivitat relacionada amb la velocitat de curació. O pot provenir de propietats noves o millorades que no s'han pogut aconseguir amb les tecnologies actuals. Pot provenir d'una major qualitat a la primera, ja que el recobriment està exposat a la brutícia durant menys temps. Pot proporcionar un mitjà per reduir o eliminar els COV a les vostres instal·lacions. La tecnologia pot oferir valor. La indústria UV i els acabats han de continuar treballant junts per crear solucions que millorin els resultats dels acabats.
Data de publicació: 14 de març de 2023
