Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, στόχος ήταν η μείωση της ποσότητας των διαλυτών που απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Αυτές ονομάζονται ΠΟΕ (πτητικές οργανικές ενώσεις) και, ουσιαστικά, περιλαμβάνουν όλους τους διαλύτες που χρησιμοποιούμε εκτός από την ακετόνη, η οποία έχει πολύ χαμηλή φωτοχημική αντιδραστικότητα και έχει εξαιρεθεί ως διαλύτης ΠΟΕ.
Τι θα γινόταν όμως αν μπορούσαμε να εξαλείψουμε εντελώς τους διαλύτες και να έχουμε καλά προστατευτικά και διακοσμητικά αποτελέσματα με ελάχιστη προσπάθεια;
Αυτό θα ήταν υπέροχο — και μπορούμε. Η τεχνολογία που το καθιστά δυνατό ονομάζεται σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία (UV coating). Χρησιμοποιείται από τη δεκαετία του 1970 για όλα τα είδη υλικών, όπως μέταλλο, πλαστικό, γυαλί, χαρτί και, όλο και περισσότερο, για ξύλο.
Οι επιστρώσεις που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία σκληραίνουν όταν εκτίθενται σε υπεριώδη ακτινοβολία στην περιοχή των νανομέτρων στο χαμηλό άκρο ή ακριβώς κάτω από το ορατό φως. Τα πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν σημαντική μείωση ή πλήρη εξάλειψη των πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC), λιγότερα απόβλητα, μικρότερο απαιτούμενο χώρο στο δάπεδο, άμεσο χειρισμό και στοίβαξη (επομένως δεν χρειάζονται ράφια στεγνώματος), μειωμένο κόστος εργασίας και ταχύτερους ρυθμούς παραγωγής.
Τα δύο σημαντικά μειονεκτήματα είναι το υψηλό αρχικό κόστος για τον εξοπλισμό και η δυσκολία στην τελική επεξεργασία σύνθετων τρισδιάστατων αντικειμένων. Έτσι, η χρήση της σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία συνήθως περιορίζεται σε μεγαλύτερα εργαστήρια που κατασκευάζουν αρκετά επίπεδα αντικείμενα, όπως πόρτες, πάνελ, δάπεδα, διακοσμητικά και έτοιμα προς συναρμολόγηση εξαρτήματα.
Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε τα φινιρίσματα που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία είναι να τα συγκρίνετε με τα κοινά καταλυτικά φινιρίσματα με τα οποία πιθανώς είστε εξοικειωμένοι. Όπως και με τα καταλυτικά φινιρίσματα, τα φινιρίσματα που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία περιέχουν μια ρητίνη για την επίτευξη πυκνότητας, έναν διαλύτη ή υποκατάστατο για την αραίωση, έναν καταλύτη για την έναρξη της διασύνδεσης και την επίτευξη της σκλήρυνσης και ορισμένα πρόσθετα, όπως παράγοντες ισοπέδωσης, για την παροχή ειδικών χαρακτηριστικών.
Χρησιμοποιείται ένας αριθμός πρωτογενών ρητινών, συμπεριλαμβανομένων παραγώγων εποξειδικής ρητίνης, ουρεθάνης, ακρυλικής ρητίνης και πολυεστέρα.
Σε όλες τις περιπτώσεις, αυτές οι ρητίνες σκληραίνουν πολύ σκληρά και είναι ανθεκτικές σε διαλύτες και γρατσουνιές, παρόμοια με το καταλυτικό βερνίκι (μετατροπής). Αυτό δυσχεραίνει τις αόρατες επισκευές σε περίπτωση που η σκληρυμένη μεμβράνη υποστεί ζημιά.
Τα φινιρίσματα που έχουν σκληρυνθεί με υπεριώδη ακτινοβολία μπορούν να αποτελούνται από 100% στερεά σε υγρή μορφή. Δηλαδή, το πάχος αυτού που εναποτίθεται στο ξύλο είναι το ίδιο με το πάχος της σκληρυμένης επίστρωσης. Δεν υπάρχει τίποτα προς εξάτμιση. Αλλά η κύρια ρητίνη είναι πολύ παχύρρευστη για εύκολη εφαρμογή. Έτσι, οι κατασκευαστές προσθέτουν μικρότερα αντιδραστικά μόρια για να μειώσουν το ιξώδες. Σε αντίθεση με τους διαλύτες, οι οποίοι εξατμίζονται, αυτά τα προστιθέμενα μόρια διασυνδέονται με τα μεγαλύτερα μόρια ρητίνης για να σχηματίσουν την μεμβράνη.
Διαλύτες ή νερό μπορούν επίσης να προστεθούν ως αραιωτικά όταν επιθυμείται η δημιουργία μιας λεπτότερης μεμβράνης, για παράδειγμα, για μια στρώση στεγανοποίησης. Αλλά συνήθως δεν χρειάζονται για να γίνει το φινίρισμα ψεκαζόμενο. Όταν προστίθενται διαλύτες ή νερό, πρέπει να αφεθούν ή να εξατμιστούν (σε φούρνο) πριν ξεκινήσει η σκλήρυνση με υπεριώδη ακτινοβολία.
Ο καταλύτης
Σε αντίθεση με το καταλυτικό βερνίκι, το οποίο αρχίζει να σκληραίνει όταν προστίθεται ο καταλύτης, ο καταλύτης σε ένα φινίρισμα που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία, που ονομάζεται «φωτοεκκινητής», δεν κάνει τίποτα μέχρι να εκτεθεί στην ενέργεια του υπεριώδους φωτός. Στη συνέχεια, ξεκινά μια γρήγορη αλυσιδωτή αντίδραση που συνδέει όλα τα μόρια στην επίστρωση μαζί για να σχηματίσει την μεμβράνη.
Αυτή η διαδικασία είναι που κάνει τα φινιρίσματα που σκληρύνονται με υπεριώδη ακτινοβολία τόσο μοναδικά. Ουσιαστικά δεν υπάρχει χρόνος ζωής στο ράφι ή στο δοχείο για το φινίρισμα. Παραμένει σε υγρή μορφή μέχρι να εκτεθεί σε υπεριώδη ακτινοβολία. Στη συνέχεια, σκληραίνει πλήρως μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Λάβετε υπόψη ότι το ηλιακό φως μπορεί να επηρεάσει τη σκλήρυνση, επομένως είναι σημαντικό να αποφεύγετε αυτό το είδος έκθεσης.
Ίσως είναι πιο εύκολο να σκεφτούμε τον καταλύτη για τις επιστρώσεις UV ως δύο μέρη παρά ως ένα. Υπάρχει ο φωτοεκκινητής ήδη στο φινίρισμα - περίπου το 5% του υγρού - και υπάρχει η ενέργεια του υπεριώδους φωτός που τον ενεργοποιεί. Χωρίς και τα δύο, δεν συμβαίνει τίποτα.
Αυτό το μοναδικό χαρακτηριστικό καθιστά δυνατή την ανάκτηση της υπερβολικής ποσότητας ψεκασμού εκτός του εύρους της υπεριώδους ακτινοβολίας και την εκ νέου χρήση του φινιρίσματος. Έτσι, τα απόβλητα μπορούν να εξαλειφθούν σχεδόν πλήρως.
Το παραδοσιακό υπεριώδες φως είναι μια λάμπα ατμών υδραργύρου μαζί με έναν ελλειπτικό ανακλαστήρα για τη συλλογή και την κατεύθυνση του φωτός στο εξάρτημα. Η ιδέα είναι να εστιαστεί το φως για το μέγιστο αποτέλεσμα στην ενεργοποίηση του φωτοεκκινητή.
Την τελευταία δεκαετία περίπου, οι LED (δίοδοι εκπομπής φωτός) έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν τους παραδοσιακούς λαμπτήρες, επειδή οι LED καταναλώνουν λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια, διαρκούν πολύ περισσότερο, δεν χρειάζεται να ζεσταθούν και έχουν στενό εύρος μήκους κύματος, επομένως δεν δημιουργούν τόσο μεγάλη θερμότητα που προκαλεί προβλήματα. Αυτή η θερμότητα μπορεί να υγροποιήσει τις ρητίνες στο ξύλο, όπως στο πεύκο, και η θερμότητα πρέπει να αποβληθεί.
Η διαδικασία σκλήρυνσης είναι η ίδια, ωστόσο. Όλα είναι «ορατή». Το φινίρισμα σκληραίνει μόνο εάν η υπεριώδης ακτινοβολία το χτυπήσει από μια σταθερή απόσταση. Οι περιοχές σε σκιά ή εκτός εστίασης του φωτός δεν σκληραίνουν. Αυτός είναι ένας σημαντικός περιορισμός της σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία προς το παρόν.
Για να σκληρυνθεί η επίστρωση σε οποιοδήποτε σύνθετο αντικείμενο, ακόμα και σε κάτι σχεδόν επίπεδο όπως ένα προφίλ, τα φώτα πρέπει να είναι τοποθετημένα έτσι ώστε να χτυπούν κάθε επιφάνεια στην ίδια σταθερή απόσταση ώστε να ταιριάζουν με τη σύνθεση της επίστρωσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα επίπεδα αντικείμενα αποτελούν τη μεγάλη πλειοψηφία των έργων που επικαλύπτονται με φινίρισμα που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία.
Οι δύο συνήθεις διατάξεις για την εφαρμογή και τη σκλήρυνση με επίστρωση UV είναι η επίπεδη γραμμή και ο θάλαμος.
Με την επίπεδη γραμμή, τα επίπεδα ή σχεδόν επίπεδα αντικείμενα κινούνται κατά μήκος ενός μεταφορικού ιμάντα υπό την επίδραση ψεκασμού ή κυλίνδρου ή μέσω ενός θαλάμου κενού, στη συνέχεια μέσω ενός φούρνου, εάν είναι απαραίτητο, για την απομάκρυνση διαλυτών ή νερού και τέλος υπό μια σειρά από λάμπες UV για την επίτευξη της σκλήρυνσης. Τα αντικείμενα μπορούν στη συνέχεια να στοιβάζονται αμέσως.
Στους θαλάμους, τα αντικείμενα συνήθως κρεμιούνται και μετακινούνται κατά μήκος ενός μεταφορικού ιμάντα μέσω των ίδιων σκαλοπατιών. Ένας θάλαμος καθιστά δυνατή την ταυτόχρονη επεξεργασία όλων των πλευρών και την επεξεργασία μη σύνθετων, τρισδιάστατων αντικειμένων.
Μια άλλη πιθανότητα είναι να χρησιμοποιήσετε ένα ρομπότ για να περιστρέψετε το αντικείμενο μπροστά από λάμπες UV ή να κρατήσετε μια λάμπα UV και να μετακινήσετε το αντικείμενο γύρω της.
Οι προμηθευτές παίζουν καθοριστικό ρόλο
Με τις επιστρώσεις και τον εξοπλισμό που έχουν σκληρυνθεί με υπεριώδη ακτινοβολία, είναι ακόμη πιο σημαντικό να συνεργάζεστε με τους προμηθευτές παρά με τα καταλυτικά βερνίκια. Ο κύριος λόγος είναι ο αριθμός των μεταβλητών που πρέπει να συντονιστούν. Αυτές περιλαμβάνουν το μήκος κύματος των λαμπτήρων ή των LED και την απόστασή τους από τα αντικείμενα, τη σύνθεση της επίστρωσης και την ταχύτητα της γραμμής φινιρίσματος εάν χρησιμοποιείτε γραμμή φινιρίσματος.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Απριλίου 2023
