UV технологията се счита от мнозина за "обещаваща" технология за втвърдяване на индустриални покрития. Въпреки че може да е ново за мнозина в индустрията за индустриални и автомобилни покрития, то съществува повече от три десетилетия в други индустрии...
UV технологията се счита от мнозина за "обещаваща" технология за втвърдяване на индустриални покрития. Въпреки че може да е ново за мнозина в индустрията за индустриални и автомобилни покрития, то съществува повече от три десетилетия в други индустрии. Хората ходят по винилови подови настилки с UV покритие всеки ден и много от нас ги имат в домовете си. Технологията за UV втвърдяване също играе важна роля в индустрията на потребителската електроника. Например, в случай на клетъчни телефони, UV технологията се използва при покриване на пластмасови корпуси, покрития за защита на вътрешната електроника, компоненти, залепени с UV лепило и дори при производството на цветни екрани, намиращи се на някои телефони. По същия начин индустриите за оптични влакна и DVD/CD използват изключително UV покрития и лепила и нямаше да съществуват във вида, в който ги познаваме днес, ако UV технологията не беше позволила тяхното развитие.
И така, какво е UV втвърдяване? Най-просто казано, това е процес за омрежване (втвърдяване) на покрития чрез химичен процес, иницииран и поддържан от UV енергия. За по-малко от минута покритието се превръща от течност в твърдо вещество. Има фундаментални разлики в някои от суровините и функционалността на смолите в покритието, но те са прозрачни за потребителя на покритието.
Оборудването за конвенционално нанасяне, като пистолети за пръскане с въздушна пулверизация, HVLP, въртящи се камбани, нанасяне на течно покритие, нанасяне на ролкови покрития и друго оборудване нанася UV покрития. Въпреки това, вместо да влезе в термична пещ след нанасяне на покритието и флаш разтворител, покритието се втвърдява с UV енергия, генерирана от системи с UV лампи, организирани по начин, който осветява покритието с минималното количество енергия, необходимо за постигане на втвърдяване.
Компаниите и индустриите, които използват атрибутите на UV технологията, са доставили изключителна стойност чрез осигуряване на превъзходна производствена ефективност и превъзходен краен продукт, като същевременно подобряват печалбите.
Използване на атрибутите на UV
Кои са ключовите атрибути, които могат да бъдат използвани? Първо, както споменахме по-рано, втвърдяването е много бързо и може да се извърши при стайна температура. Това позволява ефективно втвърдяване на чувствителни към топлина субстрати и всички покрития могат да се втвърдят много бързо. UV втвърдяването е ключ към производителността, ако ограничението (препятствието) във вашия процес е дълго време за втвърдяване. Освен това скоростта позволява процес с много по-малък отпечатък. За сравнение, конвенционално покритие, изискващо 30-минутно печене при скорост на линията от 15 fpm, изисква 450 фута конвейер във фурната, докато UV втвърденото покритие може да изисква само 25 фута (или по-малко) конвейер.
Реакцията на UV омрежване може да доведе до покритие със значително превъзходна физическа издръжливост. Въпреки че покритията могат да бъдат формулирани така, че да бъдат твърди за приложения като подови настилки, те могат да бъдат направени и много гъвкави. И двата вида покрития, твърди и гъвкави, се използват в автомобилни приложения.
Тези качества са двигателите за продължаващото развитие и навлизането на UV технологията за автомобилни покрития. Разбира се, има предизвикателства, свързани с UV втвърдяването на индустриални покрития. Основната грижа за собственика на процеса е възможността да изложи всички области на сложни части на UV енергия. Цялата повърхност на покритието трябва да бъде изложена на минималната UV енергия, необходима за втвърдяване на покритието. Това изисква внимателен анализ на частта, подреждане на частите и подреждане на лампите, за да се премахнат сенчестите зони. Има обаче значителни подобрения в лампите, суровините и формулираните продукти, които преодоляват повечето от тези ограничения.
Автомобилни предни светлини
Специфичното автомобилно приложение, при което UV се превърна в стандартна технология, е в индустрията за предно автомобилно осветление, където UV покритията се използват повече от 15 години и сега контролират 80% от пазара. Фаровете се състоят от два основни компонента, които трябва да бъдат покрити — поликарбонатна леща и корпус на рефлектора. Обективът изисква много твърдо, устойчиво на надраскване покритие, за да предпази поликарбоната от елементите и физическото насилие. Корпусът на рефлектора има UV основно покритие (грунд), което запечатва основата и осигурява ултра гладка повърхност за метализиране. Пазарът на рефлекторни базови покрития сега е по същество 100% UV втвърден. Основните причини за приемането са подобрена производителност, малък отпечатък на процеса и превъзходни свойства на покритието.
Въпреки че използваните покрития са UV втвърдени, те съдържат разтворител. Въпреки това, по-голямата част от излишното пръскане се регенерира и рециклира обратно в процеса, като се постига почти 100% ефективност на трансфера. Фокусът на бъдещото развитие е да се увеличи съдържанието на твърди вещества до 100% и да се елиминира необходимостта от окислител.
Външни пластмасови части
Едно от по-малко известните приложения е използването на ултравиолетово втвърдяващо се безцветно покритие върху формовани в цвят странични корнизи на тялото. Първоначално това покритие е разработено, за да намали пожълтяването при екстериорно излагане на виниловите странични корнизи на тялото. Покритието трябваше да бъде много здраво и гъвкаво, за да поддържа адхезия, без да се напуква от предмети, които се удрят върху отливката. Двигателите за използването на UV покрития в това приложение са скоростта на втвърдяване (малък отпечатък на процеса) и превъзходните характеристики на ефективност.
SMC панели за каросерия
Листова формовъчна смес (SMC) е композитен материал, който се използва като алтернатива на стоманата повече от 30 години. SMC се състои от напълнена със стъклени влакна полиестерна смола, която е излята на листове. След това тези листове се поставят в пресована форма и се оформят в панели на тялото. SMC може да бъде избран, защото намалява разходите за инструменти за малки производствени серии, намалява теглото, осигурява устойчивост на вдлъбнатини и корозия и дава по-голяма свобода на стилистите. Едно от предизвикателствата при използването на SMC обаче е завършването на частта в завода за сглобяване. SMC е порест субстрат. Когато панелът на каросерията, който сега е на превозно средство, премине през пещта за прозрачно боядисване, може да възникне дефект на боята, известен като „изскачане на порьозност“. Това ще изисква поне точков ремонт или, ако има достатъчно „пукания“, пълно пребоядисване на корпуса.
Преди три години, в опит да елиминира този дефект, BASF Coatings комерсиализира UV/термичен хибриден уплътнител. Причината за използването на хибридно втвърдяване е, че излишният спрей ще се втвърди върху некритични повърхности. Ключовата стъпка за елиминиране на „пукането на порьозност“ е излагането на UV енергия, което значително увеличава плътността на кръстосаните връзки на откритото покритие върху критичните повърхности. Ако уплътнителят не получи минималната UV енергия, покритието продължава да отговаря на всички други изисквания за ефективност.
Използването на технология за двойно втвърдяване в този случай осигурява нови свойства на покритието чрез използване на UV втвърдяване, като същевременно осигурява фактор на безопасност за покритието при приложение с висока стойност. Това приложение не само демонстрира как UV технологията може да осигури уникални свойства на покритието, но също така показва, че UV-втвърдена покривна система е жизнеспособна върху големи и сложни автомобилни части с висока стойност, голям обем. Това покритие е използвано върху приблизително един милион панела на каросерията.
OEM Clearcoat
Може да се каже, че пазарният сегмент на ултравиолетовите технологии с най-голяма видимост са покритията от клас А за външни панели на каросерията на автомобилите. Ford Motor Company изложи UV технология върху прототип на превозно средство, автомобил Concept U, на Северноамериканското международно автомобилно изложение през 2003 г. Демонстрираната технология на покритие беше UV-втвърден прозрачен лак, формулиран и доставен от Akzo Nobel Coatings. Това покритие беше нанесено и втвърдено върху отделни панели на тялото, направени от различни материали.
На Surcar, водещата глобална конференция за автомобилни покрития, провеждана всяка година във Франция, както DuPont Performance Coatings, така и BASF изнесоха презентации през 2001 г. и 2003 г. относно технологията за UV-втвърдяване за автомобилни лакове. Двигателят за това развитие е да се подобри основният въпрос за удовлетвореността на клиентите за устойчивост на боя - надраскване и петна. И двете компании са разработили покрития с хибридно втвърдяване (UV и термично). Целта на преследването на пътя на хибридната технология е да се сведе до минимум сложността на системата за UV втвърдяване, като същевременно се постигнат целевите характеристики.
Както DuPont, така и BASF са инсталирали пилотни линии в своите съоръжения. Линията DuPont във Вупертал има способността да лекува цялото тяло. Компаниите за нанасяне на покрития не само трябва да покажат добро представяне на покритието, но също така трябва да демонстрират решение за линия за боядисване. Едно от другите предимства на UV/термичното втвърдяване, цитирано от DuPont, е, че дължината на частта с безцветния лак на финалната линия може да бъде намалена с 50% просто чрез намаляване на дължината на термичната пещ.
От инженерна гледна точка Dürr System GmbH направи презентация на концепция за монтажен завод за UV втвърдяване. Една от ключовите променливи в тези концепции беше местоположението на процеса на UV втвърдяване в крайната линия. Проектираните решения включват разполагане на UV лампи преди, вътре или след термичната пещ. Dürr смята, че има инженерни решения за повечето от опциите на процеса, включващи текущите формулировки в процес на разработка. Fusion UV Systems представи и нов инструмент — компютърна симулация на процеса на UV-втвърдяване за автомобилни каросерии. Това развитие беше предприето, за да подкрепи и ускори приемането на технологията за UV-втвърдяване в монтажните предприятия.
Други приложения
Продължава работата по разработването на пластмасови покрития, използвани в интериора на автомобилите, покрития за алуминиеви джанти и капаци на колела, прозрачни лакове върху големи формовани в цвят части и за части под капака. UV процесът продължава да се утвърждава като стабилна платформа за втвърдяване. Всичко, което наистина се променя, е, че UV покритията преминават към по-сложни части с по-висока стойност. Стабилността и дългосрочната жизнеспособност на процеса са демонстрирани с приложението за предно осветление. Започна преди повече от 20 години и сега е индустриален стандарт.
Въпреки че UV технологията има това, което някои смятат за „готин“ фактор, това, което индустрията иска да направи с тази технология, е да предостави най-добрите решения на проблемите на довършителите. Никой не използва технология заради самата технология. Трябва да доставя стойност. Стойността може да дойде под формата на подобрена производителност, свързана със скоростта на втвърдяване. Или може да дойде от подобрени или нови свойства, които не сте успели да постигнете с настоящите технологии. Може да дойде от по-високо качество за първи път, тъй като покритието е отворено за замърсяване за по-малко време. Това може да осигури средство за намаляване или премахване на VOC във вашето съоръжение. Технологията може да осигури стойност. UV индустрията и довършителите трябва да продължат да работят заедно, за да създават решения, които подобряват долната линия на довършителите.
Време на публикуване: 14 март 2023 г
