Per Lawrence (Larry) Van Iseghem és President/CEO de Van Technologies, Inc.
En el transcurs de fer negocis amb clients industrials a nivell internacional, hem abordat un nombre increïble de preguntes i hem proporcionat moltes solucions associades amb recobriments curables amb UV. A continuació es mostren algunes de les preguntes més freqüents, i les respostes que l'acompanyen poden proporcionar informació útil.
1. Què són els recobriments curables amb UV?
A la indústria de l'acabat de la fusta, hi ha tres tipus principals de recobriments curables amb UV.
100% actius (de vegades anomenats 100% sòlids) Els recobriments curables amb UV són composicions químiques líquides que no contenen cap dissolvent ni aigua. Després de l'aplicació, el recobriment s'exposa immediatament a l'energia UV sense necessitat d'assecar-se o evaporar abans de curar-lo. La composició de recobriment aplicada reacciona per formar una capa de superfície sòlida mitjançant el procés reactiu descrit i denominat adequadament fotopolimerització. Com que no es necessita evaporació abans de curar, l'aplicació i el procés de curat són notablement eficients i rendibles.
Els recobriments curables UV híbrids a base d'aigua o dissolvents contenen òbviament aigua o dissolvent per reduir el contingut actiu (o sòlid). Aquesta reducció del contingut sòlid permet una major facilitat per controlar el gruix de la pel·lícula humida aplicada i/o per controlar la viscositat del recobriment. En ús, aquests recobriments UV s'apliquen a les superfícies de fusta mitjançant una varietat de mètodes i s'han d'assecar completament abans de la curació UV.
Els recobriments en pols curables amb UV també són composicions 100% sòlides i normalment s'apliquen a substrats conductors mitjançant atracció electrostàtica. Un cop aplicat, el substrat s'escalfa per fondre la pols, que surt per formar una pel·lícula superficial. Aleshores, el substrat recobert es pot exposar immediatament a l'energia UV per facilitar la curació. La pel·lícula superficial resultant ja no és termodeformable ni sensible.
Hi ha variants d'aquests recobriments curables per UV disponibles que contenen un mecanisme de curat secundari (activat per calor, reactiu amb la humitat, etc.) que pot proporcionar cura en regions superficials que no estan exposades a l'energia UV. Aquests recobriments s'anomenen habitualment recobriments de cura dual.
Independentment del tipus de recobriment curable per UV utilitzat, l'acabat superficial o la capa final ofereix propietats de qualitat, durabilitat i resistència excepcionals.
2. Què tan bé s'adhereixen els recobriments curables per UV a diferents espècies de fusta, inclosos els tipus de fusta greixosa?
Els recobriments curables amb UV presenten una excel·lent adherència a la majoria de les espècies de fusta. És important assegurar-se que existeixen condicions de curat suficients per proporcionar el curat i l'adhesió corresponent al substrat.
Hi ha certes espècies que naturalment són molt greixoses i poden requerir l'aplicació d'una imprimació que promou l'adhesió o "coat". Van Technologies ha realitzat una investigació i desenvolupament considerables sobre l'adhesió de recobriments curables amb UV a aquestes espècies de fusta. Els desenvolupaments recents inclouen un únic segellador curable amb UV que evita que els olis, la saba i la breu interfereixin amb l'adhesió de la capa superior curable amb UV.
Alternativament, l'oli present a la superfície de la fusta es pot eliminar just abans de l'aplicació del recobriment netejant amb acetona o un altre dissolvent adequat. Primer s'humiteja un drap absorbent sense pelusa amb el dissolvent i després s'eixuga sobre la superfície de la fusta. Es deixa assecar la superfície i després es pot aplicar el recobriment curable amb UV. L'eliminació de l'oli superficial i altres contaminants afavoreix l'adhesió posterior del recobriment aplicat a la superfície de la fusta.
3. Quin tipus de taques són compatibles amb els recobriments UV?
Qualsevol de les taques descrites aquí es pot segellar i recobrir de manera eficaç amb sistemes de pols 100% curable amb UV, reduït amb dissolvent, curable amb UV o amb sistemes de pols curable amb UV. Per tant, hi ha una sèrie de combinacions viables que fan que la majoria de les taques del mercat siguin adequades per a qualsevol recobriment curable amb UV. Tanmateix, hi ha certes consideracions que són notables per assegurar-se que existeix la compatibilitat per a un acabat de superfície de fusta de qualitat.
Taques a l'aigua i taques curables amb UV:Quan s'apliquen segelladors en pols/capa superior 100% curables amb UV, reduïts amb dissolvents o curables amb UV sobre taques a l'aigua, és essencial que la taca estigui completament seca per evitar defectes en la uniformitat del recobriment, com ara pell de taronja, ulls de peix, cràter. , agrupació i toll. Aquests defectes es produeixen a causa de la baixa tensió superficial dels recobriments aplicats en relació amb l'alta tensió superficial de l'aigua residual de la taca aplicada.
No obstant això, l'aplicació d'un recobriment curable per UV a l'aigua, en general, és més tolerant. La taca aplicada pot mostrar humitat sense efectes adversos quan s'utilitzen determinats segelladors/capa superiors curables amb UV a l'aigua. La humitat residual o l'aigua de l'aplicació de la taca es difondran fàcilment a través del segellador/capa superior UV a base d'aigua durant el procés d'assecat. Es recomana, però, provar qualsevol combinació de taca i segellador/capa superior en una mostra representativa abans de comprometre's amb la superfície real que s'ha d'acabar.
Taques a base d'oli i a base de dissolvents:Tot i que pot existir un sistema que es pugui aplicar a les taques a base d'oli o amb dissolvents insuficientment seques, normalment és necessari, i molt recomanable, assecar aquestes taques completament abans d'aplicar qualsevol segellador/capa superior. Les taques d'assecat lent d'aquest tipus poden requerir fins a 24 a 48 hores (o més) per aconseguir una sequedat total. De nou, es recomana provar el sistema en una superfície de fusta representativa.
Taques 100% curables amb UV:En general, els recobriments 100% curables amb UV presenten una alta resistència química i a l'aigua quan estan completament curats. Aquesta resistència fa que sigui difícil que els recobriments aplicats posteriorment s'adhereixin bé, tret que la superfície subjacent curada per UV estigui adequadament abrasada per permetre l'enllaç mecànic. Tot i que s'ofereixen taques 100% curables amb UV que han estat dissenyades per ser receptives als recobriments aplicats posteriorment, la majoria de les taques 100% curables amb UV s'han de fregar o curar parcialment (anomenada fase "B" o curat per cops) per promoure l'adhesió entre capes. L'escenificació "B" dóna lloc a llocs reactius residuals a la capa de taca que reaccionaran amb el recobriment curable per UV aplicat a mesura que estigui sotmès a condicions de curació completa. La posada en escena "B" també permet una abrasió suau per eliminar o tallar qualsevol augment del gra que es pugui produir amb l'aplicació de taques. Un segellat suau o una aplicació de capa superior donarà lloc a una excel·lent adherència entre capes.
Una altra preocupació amb les taques 100% curables amb UV es refereix als colors més foscos. Les taques molt pigmentades (i els recobriments pigmentats en general) funcionen millor quan s'utilitzen làmpades UV que proporcionen energia més propera a l'espectre de llum visible. Les làmpades UV convencionals dopades amb gal·li en combinació amb les làmpades estàndard de mercuri són una opció excel·lent. Les làmpades LED UV que emeten 395 nm i/o 405 nm funcionen millor amb sistemes pigmentats en relació amb les matrius de 365 nm i 385 nm. A més, sistemes de làmpades UV que ofereixen una major potència UV (mW/cm2) i la densitat d'energia (mJ/cm2) promou una millor curació mitjançant la taca aplicada o la capa de recobriment pigmentat.
Finalment, com amb els altres sistemes de taques esmentats anteriorment, es recomana fer proves abans de treballar amb la superfície real a tenyir i acabar. Assegureu-vos abans de curar!
4. Quina és la producció de pel·lícula màxima/mínima per a recobriments 100% UV?
Els recobriments en pols curables amb UV són tècnicament recobriments 100% curables amb UV i el seu gruix aplicat està limitat per les forces d'atracció electrostàtiques que uneixen la pols a la superfície que s'està acabant. El millor és buscar l'assessorament del fabricant de recobriments en pols UV.
Pel que fa als recobriments líquids 100% curables amb UV, el gruix de la pel·lícula humida aplicada donarà aproximadament el mateix gruix de la pel·lícula seca després del curat UV. Una mica de contracció és inevitable, però normalment és de conseqüències mínimes. Hi ha, però, aplicacions molt tècniques que especifiquen toleràncies de gruix de pel·lícula molt estretes o estretes. En aquestes circumstàncies, es pot realitzar una mesura de pel·lícula curada directa per correlacionar el gruix de la pel·lícula humida amb la seca.
El gruix de curat final que es pot aconseguir dependrà de la química del recobriment curable amb UV i de com es formuli. Hi ha sistemes disponibles que estan dissenyats per proporcionar dipòsits de pel·lícula molt fina entre 0,2 mil - 0,5 mil (5µ – 15µ) i altres que poden proporcionar un gruix superior a 0,5 polzades (12 mm). Normalment, els recobriments curats per UV que tenen una alta densitat de reticulació, com algunes formulacions d'acrilat d'uretà, no són capaços d'aconseguir un gruix de pel·lícula elevat en una sola capa aplicada. El grau de contracció després de la curació provocarà esquerdes greus del recobriment aplicat gruixut. Es pot aconseguir un gruix de construcció o acabat elevat mitjançant recobriments curables per UV d'alta densitat de reticulació aplicant múltiples capes fines i poliment i/o posada en escena "B" entre cada capa per afavorir l'adhesió entre capes.
El mecanisme de curat reactiu de la majoria de recobriments curables amb UV s'anomena "iniciat amb radicals lliures". Aquest mecanisme de curat reactiu és susceptible a l'oxigen de l'aire que alenteix o inhibeix la velocitat de curació. Aquesta desacceleració sovint es coneix com a inhibició de l'oxigen i és més important quan s'intenta aconseguir gruixos de pel·lícules molt primes. A les pel·lícules primes, l'àrea superficial del volum total del recobriment aplicat és relativament alta en comparació amb els gruixos de pel·lícula gruixuda. Per tant, els gruixos de pel·lícules primes són molt més susceptibles a la inhibició de l'oxigen i es curen molt lentament. Sovint, la superfície de l'acabat roman prou curada i presenta una sensació greixosa/olisa. Per contrarestar la inhibició de l'oxigen, es poden passar gasos inerts com el nitrogen i el diòxid de carboni per la superfície durant la curació per eliminar la concentració d'oxigen, permetent així una curació completa i ràpida.
5. Què tan clar és un recobriment UV transparent?
Els recobriments 100% curables amb UV poden mostrar una claredat excel·lent i rivalitzaran amb els millors recobriments transparents de la indústria. A més, quan s'apliquen a la fusta, aporten la màxima bellesa i profunditat d'imatge. De particular interès són diversos sistemes d'acrilat d'uretà alifàtic que són notablement clars i incolors quan s'apliquen a una gran varietat de superfícies, inclosa la fusta. A més, els recobriments d'acrilat de poliuretà alifàtic són molt estables i resisteixen la decoloració amb l'edat. És important assenyalar que els recobriments de poca brillantor dispersen la llum molt més que els recobriments brillants i, per tant, tindran una claredat menor. No obstant això, en relació amb altres revestiments químics, els recobriments 100% curables amb UV són iguals si no superiors.
Els recobriments curables per UV disponibles en aquest moment es poden formular per proporcionar una claredat excepcional, calidesa i resposta de la fusta per competir amb els millors sistemes d'acabat convencionals. La claredat, la brillantor, la resposta de la fusta i altres propietats funcionals dels recobriments curables per UV disponibles al mercat avui són excel·lents quan s'obtenen de fabricants de qualitat.
6. Hi ha recobriments de color o pigmentats curables amb UV?
Sí, els recobriments de colors o pigmentats estan disponibles en tots els tipus de recobriments curables per UV, però hi ha factors a tenir en compte per obtenir resultats òptims. El primer i més important factor és el fet que certs colors interfereixen amb la capacitat de l'energia UV per transmetre o penetrar en el recobriment curable amb UV aplicat. L'espectre electromagnètic està il·lustrat a la imatge 1, i es pot veure que l'espectre de la llum visible és immediatament adjacent a l'espectre UV. L'espectre és un continu sense línies clares (longituds d'ona) de demarcació. Per tant, una regió es barreja gradualment amb una regió adjacent. Tenint en compte la regió de la llum visible, hi ha algunes afirmacions científiques que abasta des de 400 nm fins a 780 nm, mentre que altres afirmacions afirmen que abasta des de 350 nm fins a 800 nm. Per a aquesta discussió, només importa reconèixer que certs colors poden bloquejar eficaçment la transmissió de determinades longituds d'ona d'UV o radiació.
Com que el focus es centra en la longitud d'ona UV o la regió de radiació, explorem aquesta regió amb més detall. La imatge 2 mostra la relació entre la longitud d'ona de la llum visible i el color corresponent que és eficaç per bloquejar-la. També és important saber que els colorants normalment abasten un rang de longituds d'ona de manera que un colorant vermell pot abastar un rang considerable de manera que pot absorbir parcialment a la regió UVA. Per tant, els colors més preocupants abastaran la gamma groc-taronja-vermell i aquests colors poden interferir amb la cura eficaç.
Els colorants no només interfereixen amb el curat UV, sinó que també són una consideració quan s'utilitzen recobriments pigmentats blancs, com ara imprimacions curables amb UV i pintures de capa superior. Considereu l'espectre d'absorbància del pigment blanc diòxid de titani (TiO2), tal com es mostra a la imatge 3. El TiO2 presenta una absorbància molt forta a tota la regió UV i, tanmateix, els recobriments blancs curables amb UV es curen eficaçment. Com? La resposta resideix en una formulació acurada per part del desenvolupador i el fabricant del recobriment juntament amb l'ús de les làmpades UV adequades per a la curació. Les làmpades UV convencionals habituals que s'utilitzen emeten energia tal com es mostra a la imatge 4.
Cada llum il·lustrada es basa en mercuri, però dopant el mercuri amb un altre element metàl·lic, l'emissió pot canviar a altres regions de longitud d'ona. En el cas dels recobriments blancs curables per UV basats en TiO2, l'energia subministrada per una làmpada de mercuri estàndard es bloquejarà de manera efectiva. Algunes de les longituds d'ona més altes proporcionades poden proporcionar cura, però el temps necessari per a la curació completa pot no ser pràctic. En dopar una làmpada de mercuri amb gal·li, però, hi ha una gran quantitat d'energia que és útil en una regió no bloquejada efectivament pel TiO2. Es pot fer servir una combinació d'ambdós tipus de làmpades, tant mitjançant la curació (utilitzant dopat amb gal) com la curació superficial (utilitzant mercuri estàndard) (Imatge 5).
Finalment, els recobriments curables per UV de colors o pigmentats s'han de formular utilitzant els fotoiniciadors òptims perquè l'energia UV, el rang de longitud d'ona de la llum visible proporcionada per les làmpades, s'utilitzi adequadament per a un curat efectiu.
Altres preguntes?
Pel que fa a qualsevol dubte que sorgeixi, no dubteu a consultar-ho al proveïdor actual o futur de l'empresa de recobriments, equips i sistemes de control de processos. Hi ha bones respostes disponibles per ajudar a prendre decisions efectives, segures i rendibles. u
Lawrence (Larry) Van Iseghem és president/CEO de Van Technologies, Inc. Van Technologies té més de 30 anys d'experiència en recobriments curables amb UV, començant com a empresa de R+D, però es va transformar ràpidament en un fabricant d'Aplicacions Specific Advanced Coatings™ que serveixen recobriments industrials. instal·lacions a tot el món. Els recobriments curables per UV sempre han estat un enfocament principal, juntament amb altres tecnologies de recobriment "verds", amb l'èmfasi en un rendiment igual o superior a les tecnologies convencionals. Van Technologies fabrica la marca GreenLight Coatings™ de recobriments industrials segons un sistema de gestió de qualitat certificat ISO-9001:2015. Per a més informació, visiteuwww.greenlightcoatings.com.
Hora de publicació: 22-jul-2023
