در طول چند دهه گذشته، کاهش میزان حلالهای آزاد شده در جو بوده است. این ترکیبات، ترکیبات آلی فرار (VOCs) نامیده میشوند و عملاً شامل تمام حلالهایی میشوند که ما استفاده میکنیم، به جز استون که واکنشپذیری فتوشیمیایی بسیار پایینی دارد و به عنوان حلال VOC از این فهرست معاف شده است.
اما چه میشد اگر میتوانستیم حلالها را به طور کلی حذف کنیم و همچنان با حداقل تلاش، نتایج محافظتی و تزئینی خوبی به دست آوریم؟
این عالی خواهد بود - و ما میتوانیم. فناوری که این امر را ممکن میسازد، پخت با اشعه ماوراء بنفش نام دارد. این فناوری از دهه ۱۹۷۰ برای انواع مواد از جمله فلز، پلاستیک، شیشه، کاغذ و به طور فزایندهای برای چوب مورد استفاده قرار گرفته است.
پوششهای پختشده با اشعه فرابنفش (UV) در معرض نور فرابنفش در محدوده نانومتر در انتهای پایین یا کمی پایینتر از نور مرئی، پخت میشوند. مزایای آنها شامل کاهش قابل توجه یا حذف کامل VOCها، ضایعات کمتر، نیاز به فضای کمتر، جابجایی و انباشت فوری (بنابراین نیازی به قفسههای خشککن نیست)، کاهش هزینههای نیروی کار و سرعت تولید بالاتر است.
دو عیب مهم، هزینه اولیه بالای تجهیزات و دشواری پرداخت نهایی اشیاء پیچیده سهبعدی است. بنابراین، ورود به صنعت پخت با اشعه ماوراء بنفش معمولاً به کارگاههای بزرگتری محدود میشود که اشیاء نسبتاً مسطح مانند درها، پنلها، کفپوشها، تزئینات و قطعات آماده مونتاژ را میسازند.
سادهترین راه برای درک پرداختهای پختشده با اشعه ماوراء بنفش، مقایسه آنها با پرداختهای کاتالیز شده رایج است که احتمالاً با آنها آشنا هستید. همانند پرداختهای کاتالیز شده، پرداختهای پختشده با اشعه ماوراء بنفش حاوی رزین برای ساخت، یک حلال یا جایگزین برای نازک شدن، یک کاتالیزور برای شروع اتصال عرضی و انجام پخت و برخی افزودنیها مانند عوامل صافکننده برای ارائه ویژگیهای خاص هستند.
تعدادی از رزینهای اولیه، از جمله مشتقات اپوکسی، اورتان، اکریلیک و پلیاستر، مورد استفاده قرار میگیرند.
در تمام موارد، این رزینها بسیار سخت خشک میشوند و در برابر حلال و خراش مقاوم هستند، مشابه لاک کاتالیز شده (تبدیلی). این امر باعث میشود در صورت آسیب دیدن لایه خشک شده، تعمیرات نامرئی دشوار باشد.
پرداختهای فرابنفشدیده میتوانند ۱۰۰ درصد جامد به شکل مایع باشند. یعنی ضخامت چیزی که روی چوب رسوب میکند با ضخامت پوشش خشکشده برابر است. چیزی برای تبخیر وجود ندارد. اما رزین اولیه برای کاربرد آسان بسیار ضخیم است. بنابراین تولیدکنندگان مولکولهای واکنشپذیر کوچکتری را برای کاهش ویسکوزیته اضافه میکنند. برخلاف حلالها که تبخیر میشوند، این مولکولهای اضافه شده با مولکولهای رزین بزرگتر پیوند عرضی برقرار میکنند تا فیلم را تشکیل دهند.
حلالها یا آب را میتوان به عنوان رقیقکننده نیز اضافه کرد، زمانی که لایه نازکتری مورد نظر باشد، مثلاً برای یک لایه درزگیر. اما معمولاً برای قابل اسپری کردن سطح نهایی نیازی به آنها نیست. وقتی حلالها یا آب اضافه میشوند، باید قبل از شروع پخت UV، اجازه داده شوند یا (در فر) تبخیر شوند.
کاتالیزور
برخلاف لاک کاتالیز شده که با افزودن کاتالیزور شروع به خشک شدن میکند، کاتالیزور موجود در پوششهای UV-cured که «آغازگر نوری» نامیده میشود، تا زمانی که در معرض انرژی نور UV قرار نگیرد، هیچ کاری انجام نمیدهد. سپس یک واکنش زنجیرهای سریع را آغاز میکند که تمام مولکولهای پوشش را به هم پیوند میدهد تا فیلم را تشکیل دهد.
این فرآیند چیزی است که پوششهای پختشده با اشعه ماوراء بنفش را بسیار منحصر به فرد میکند. اساساً هیچ تاریخ انقضا یا ماندگاری برای این پوشش وجود ندارد. این پوشش تا زمانی که در معرض نور ماوراء بنفش قرار گیرد، به صورت مایع باقی میماند. سپس ظرف چند ثانیه کاملاً خشک میشود. به خاطر داشته باشید که نور خورشید میتواند خشک شدن را از بین ببرد، بنابراین مهم است که از این نوع قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش خودداری کنید.
شاید راحتتر باشد که کاتالیزور پوششهای UV را به جای یک بخش، به صورت دو بخش در نظر بگیریم. یک آغازگر نوری از قبل در لایه نهایی وجود دارد - حدود ۵ درصد از مایع - و یک انرژی نور UV که آن را فعال میکند. بدون هر دو، هیچ اتفاقی نمیافتد.
این ویژگی منحصر به فرد امکان بازیابی اسپری اضافی خارج از محدوده نور UV و استفاده مجدد از پوشش نهایی را فراهم میکند. بنابراین میتوان تقریباً به طور کامل از هدر رفتن رنگ جلوگیری کرد.
نور فرابنفش سنتی یک لامپ بخار جیوه به همراه یک بازتابنده بیضوی برای جمعآوری و هدایت نور به سمت قطعه است. ایده این است که نور را برای حداکثر تأثیر در روشن کردن آغازگر نوری متمرکز کنیم.
در دهه گذشته یا بیشتر، LEDها (دیودهای ساطعکننده نور) جایگزین لامپهای سنتی شدهاند، زیرا LEDها برق کمتری مصرف میکنند، عمر بسیار طولانیتری دارند، نیازی به گرم شدن ندارند و محدوده طول موج باریکی دارند، بنابراین گرمای مشکلساز زیادی ایجاد نمیکنند. این گرما میتواند رزینهای موجود در چوب، مانند چوب کاج، را مایع کند و گرما باید تخلیه شود.
با این حال، فرآیند پخت یکسان است. همه چیز در "خط دید" است. پوشش نهایی فقط در صورتی پخت میشود که نور UV از فاصله ثابتی به آن بتابد. نواحی سایهدار یا خارج از کانون نور، پخت نمیشوند. این یک محدودیت مهم پخت UV در حال حاضر است.
برای پخت پوشش روی هر جسم پیچیده، حتی چیزی تقریباً مسطح مانند یک قالب پروفیل، نورها باید طوری تنظیم شوند که با فاصله ثابت و یکسان به هر سطح برخورد کنند تا با فرمولاسیون پوشش مطابقت داشته باشند. به همین دلیل است که اجسام مسطح اکثریت قریب به اتفاق پروژههایی را تشکیل میدهند که با روکش UV پوشش داده میشوند.
دو روش رایج برای اعمال پوشش UV و پخت، روش خطی و روش محفظهای است.
با روش خط صاف، اشیاء صاف یا تقریباً صاف از طریق یک نوار نقاله زیر اسپری یا غلتک یا از طریق یک محفظه خلاء، سپس در صورت لزوم از طریق یک اجاق برای حذف حلالها یا آب و در نهایت از طریق مجموعهای از لامپهای UV برای پخت، به پایین حرکت میکنند. سپس اشیاء میتوانند بلافاصله روی هم چیده شوند.
در محفظهها، اشیاء معمولاً آویزان میشوند و در امتداد یک نوار نقاله از طریق مراحل یکسانی حرکت داده میشوند. یک محفظه امکان پرداخت تمام اضلاع را به طور همزمان و پرداخت اشیاء غیر پیچیده و سهبعدی را فراهم میکند.
یک امکان دیگر، استفاده از یک ربات برای چرخاندن جسم در مقابل لامپهای UV یا نگه داشتن یک لامپ UV و حرکت دادن جسم در اطراف آن است.
تأمینکنندگان نقش کلیدی دارند
در مورد پوششها و تجهیزات پختشده با اشعه ماوراء بنفش، همکاری با تأمینکنندگان حتی از همکاری با لاکهای کاتالیز شده نیز مهمتر است. دلیل اصلی، تعداد متغیرهایی است که باید هماهنگ شوند. این متغیرها شامل طول موج لامپها یا LEDها و فاصله آنها از اشیاء، فرمول پوشش و سرعت خط در صورت استفاده از خط پرداخت نهایی میشود.
زمان ارسال: ۲۳ آوریل ۲۰۲۳
