Salutan Kayu Boleh Diawet UV: Menjawab Soalan Industri

Oleh Lawrence (Larry) Van Iseghem ialah Presiden/Ketua Pegawai Eksekutif Van Technologies, Inc.

Sepanjang menjalankan perniagaan dengan pelanggan industri di peringkat antarabangsa, kami telah menjawab sejumlah besar soalan dan telah menyediakan banyak penyelesaian yang berkaitan dengan salutan yang boleh dirawat UV. Berikut adalah beberapa soalan yang lebih kerap ditanya, dan jawapan yang disertakan mungkin dapat memberikan pandangan yang berguna.

1. Apakah salutan yang boleh dirawat UV?

Dalam industri kemasan kayu, terdapat tiga jenis utama salutan yang boleh diawet UV.

Salutan boleh sembuh UV 100% aktif (kadangkala dirujuk sebagai 100% pepejal) adalah komposisi kimia cecair yang tidak mengandungi sebarang pelarut atau air. Setelah digunakan, salutan didedahkan serta-merta kepada tenaga UV tanpa perlu kering atau tersejat sebelum proses penyembuhan. Komposisi salutan yang digunakan bertindak balas untuk membentuk lapisan permukaan pepejal melalui proses reaktif yang diterangkan dan sesuai dipanggil fotopolimerisasi. Memandangkan tiada penyejatan diperlukan sebelum penyembuhan, proses aplikasi dan penyembuhan adalah sangat cekap dan kos efektif.

Salutan boleh awet UV hibrid bawaan air atau bawaan pelarut jelas mengandungi sama ada air atau pelarut untuk mengurangkan kandungan aktif (atau pepejal). Pengurangan kandungan pepejal ini membolehkan lebih mudah dalam mengawal ketebalan filem basah yang digunakan, dan/atau dalam mengawal kelikatan salutan. Semasa digunakan, salutan UV ini disapu pada permukaan kayu melalui pelbagai kaedah dan perlu dikeringkan sepenuhnya sebelum pengawetan UV.

Salutan serbuk yang boleh diawet UV juga merupakan komposisi pepejal 100% dan biasanya digunakan pada substrat konduktif melalui tarikan elektrostatik. Setelah digunakan, substrat dipanaskan untuk mencairkan serbuk, yang mengalir keluar untuk membentuk filem permukaan. Substrat yang disalut kemudiannya boleh didedahkan serta-merta kepada tenaga UV untuk memudahkan pengawetan. Filem permukaan yang terhasil tidak lagi boleh diubah bentuk atau sensitif terhadap haba.

Terdapat pelbagai varian salutan boleh awet UV ini yang mengandungi mekanisme pengawetan sekunder (diaktifkan haba, reaktif kelembapan, dll.) yang boleh memberikan pengawetan di kawasan permukaan yang tidak terdedah kepada tenaga UV. Salutan ini biasanya dirujuk sebagai salutan dwi-pengawet.

Terlepas dari jenis salutan boleh sembuh UV yang digunakan, kemasan permukaan atau lapisan akhir memberikan kualiti, ketahanan dan sifat rintangan yang luar biasa.

2. Sejauh manakah salutan yang boleh dirawat UV melekat pada spesies kayu yang berbeza, termasuk jenis kayu berminyak?

Salutan yang boleh diawet UV mempamerkan lekatan yang sangat baik pada kebanyakan spesies kayu. Adalah penting untuk memastikan bahawa keadaan pengawetan yang mencukupi wujud untuk memberikan pengawetan yang berterusan dan lekatan yang sepadan pada substrat.

Terdapat spesies tertentu yang secara semula jadi sangat berminyak dan mungkin memerlukan penggunaan primer penggalak lekatan, atau "tiecoat." Van Technologies telah menjalankan penyelidikan dan pembangunan yang besar ke dalam lekatan salutan yang boleh diawet UV pada spesies kayu ini. Perkembangan terkini termasuk pengedap tunggal yang boleh diawet UV yang menghalang minyak, getah dan pic daripada mengganggu lekatan salutan atas yang boleh diawet UV.

Secara alternatif, minyak yang terdapat pada permukaan kayu boleh ditanggalkan sebelum penggunaan salutan dengan mengelapnya dengan aseton atau pelarut lain yang sesuai. Kain penyerap yang bebas bulu dibasahkan terlebih dahulu dengan pelarut dan kemudian dilap ke atas permukaan kayu. Permukaan dibiarkan kering dan kemudian salutan yang boleh dikeringkan UV boleh disapu. Penyingkiran minyak permukaan dan bahan cemar lain menggalakkan lekatan salutan yang digunakan pada permukaan kayu.

3. Apakah jenis kotoran yang serasi dengan salutan UV?

Mana-mana kotoran yang diterangkan di sini boleh ditutup dan disalut dengan berkesan menggunakan sistem serbuk 100% yang boleh dirawat UV, boleh dirawat UV yang dikurangkan pelarut, boleh dirawat UV bawaan air atau boleh dirawat UV. Oleh itu, terdapat beberapa kombinasi yang berdaya maju yang menjadikan kebanyakan kotoran di pasaran sesuai untuk sebarang lapisan yang boleh dirawat UV. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa pertimbangan tertentu yang perlu diberi perhatian untuk memastikan keserasian wujud untuk kemasan permukaan kayu yang berkualiti.

Kesan Bawaan Air dan Kesan Boleh Diubati Akibat UV-Bawaan Air:Apabila menggunakan sama ada pengedap/lapisan atas serbuk 100% yang boleh dikeringkan UV, boleh dikeringkan UV yang dikurangkan pelarut atau boleh dikeringkan UV pada kotoran bawaan air, adalah penting untuk kotoran tersebut kering sepenuhnya untuk mengelakkan kecacatan pada keseragaman salutan, termasuk kulit oren, mata ikan, kawah, pengumpulan dan genangan. Kecacatan sedemikian berlaku disebabkan oleh tegangan permukaan yang rendah pada salutan yang digunakan berbanding tegangan permukaan air baki yang tinggi daripada kotoran yang digunakan.

Walau bagaimanapun, penggunaan salutan yang boleh dikeringkan bawaan air-UV secara amnya lebih mudah diterima. Pewarna yang digunakan mungkin menunjukkan kelembapan tanpa kesan buruk apabila menggunakan pengedap/lapisan atas yang boleh dikeringkan bawaan air-UV tertentu. Kelembapan atau air sisa daripada penggunaan pewarna akan mudah meresap melalui pengedap/lapisan atas bawaan air-UV yang digunakan semasa proses pengeringan. Walau bagaimanapun, adalah sangat dinasihatkan untuk menguji sebarang kombinasi pewarna dan pengedap/lapisan atas pada spesimen ujian yang representatif sebelum disapu pada permukaan sebenar yang akan disiapkan.

Noda Berasaskan Minyak dan Pelarut:Walaupun mungkin terdapat sistem yang boleh digunakan pada kotoran berasaskan minyak atau pelarut yang tidak cukup kering, biasanya perlu, dan sangat disyorkan, untuk mengeringkan kotoran ini sepenuhnya sebelum menggunakan sebarang pengedap/lapisan atas. Noda pengeringan perlahan jenis ini mungkin memerlukan masa sehingga 24 hingga 48 jam (atau lebih lama) untuk mencapai kekeringan sepenuhnya. Sekali lagi, menguji sistem pada permukaan kayu yang representatif adalah dinasihatkan.

100% Kesan Boleh Diubati UV:Secara amnya, salutan 100% boleh dirawat UV mempamerkan rintangan kimia dan air yang tinggi apabila dirawat sepenuhnya. Rintangan ini menyukarkan salutan yang disapu kemudiannya melekat dengan baik melainkan permukaan yang dirawat UV di bawahnya telah dikikis secukupnya untuk membolehkan ikatan mekanikal. Walaupun salutan 100% boleh dirawat UV yang telah direka bentuk untuk menerima salutan yang disapu kemudiannya ditawarkan, kebanyakan salutan 100% boleh dirawat UV perlu dikikis atau dirawat sebahagiannya (dipanggil peringkat "B" atau pengawetan bonggol) untuk menggalakkan lekatan antara lapisan. Pementasan "B" menghasilkan tapak reaktif sisa dalam lapisan salutan yang akan bertindak balas bersama dengan salutan boleh dirawat UV yang disapu kerana ia tertakluk kepada keadaan pengawetan penuh. Pementasan "B" juga membolehkan lelasan ringan untuk menghilangkan atau memotong sebarang kenaikan butiran yang mungkin berlaku daripada penggunaan salutan. Penggunaan pengedap atau salutan atas yang licin akan menghasilkan lekatan antara lapisan yang sangat baik.

Satu lagi kebimbangan dengan kesan 100% boleh dirawat UV berkaitan dengan warna yang lebih gelap. Kesan berpigmen tebal (dan salutan berpigmen secara amnya) berfungsi dengan lebih baik apabila menggunakan lampu UV yang menghantar tenaga lebih dekat dengan spektrum cahaya yang boleh dilihat. Lampu UV konvensional yang didop dengan galium dalam kombinasi dengan lampu merkuri standard adalah pilihan yang sangat baik. Lampu LED UV yang memancarkan 395 nm dan/atau 405 nm berfungsi lebih baik dengan sistem berpigmen berbanding susunan 365 nm dan 385 nm. Tambahan pula, sistem lampu UV yang menghantar kuasa UV yang lebih besar (mW/cm²) dan ketumpatan tenaga (mJ/cm²) menggalakkan pengawetan yang lebih baik melalui lapisan noda atau salutan berpigmen yang disapu.

Akhir sekali, seperti sistem pewarnaan lain yang dinyatakan di atas, pengujian dinasihatkan sebelum bekerja dengan permukaan sebenar yang hendak diwarnakan dan disiapkan. Pastikan sebelum mengering!

4. Apakah binaan filem maksimum/minimum untuk salutan UV 100%?

Salutan serbuk boleh awet UV secara teknikalnya adalah salutan boleh awet UV 100%, dan ketebalan yang dikenakan adalah terhad oleh daya tarikan elektrostatik yang mengikat serbuk pada permukaan yang sedang disiapkan. Adalah lebih baik untuk mendapatkan nasihat daripada pengeluar salutan serbuk UV.

Berkenaan salutan cecair 100% yang boleh diawet UV, ketebalan filem basah yang digunakan akan menghasilkan ketebalan filem kering yang hampir sama selepas pengawetan UV. Sedikit pengecutan tidak dapat dielakkan tetapi biasanya ia adalah minimum. Walau bagaimanapun, terdapat aplikasi yang sangat teknikal yang menentukan toleransi ketebalan filem yang sangat ketat atau sempit. Dalam keadaan ini, pengukuran filem yang diawet langsung boleh dilakukan untuk mengaitkan ketebalan filem basah kepada kering.

Ketebalan akhir yang boleh dicapai bergantung pada kimia salutan yang boleh dirawat UV dan cara ia diformulasikan. Terdapat sistem yang tersedia yang direka bentuk untuk menyediakan mendapan filem yang sangat nipis antara 0.2 mil – 0.5 mil (5µ – 15µ) dan sistem lain yang boleh memberikan ketebalan melebihi 0.5 inci (12 mm). Biasanya, salutan yang dirawat UV yang mempunyai ketumpatan ikatan silang yang tinggi, seperti beberapa formulasi uretana akrilat, tidak mampu memberikan ketebalan filem yang tinggi dalam satu lapisan yang disapu. Tahap pengecutan semasa rawatan akan menyebabkan keretakan teruk pada salutan yang disapu tebal. Ketebalan binaan atau kemasan yang tinggi masih boleh dicapai menggunakan salutan yang boleh dirawat UV dengan ketumpatan ikatan silang yang tinggi dengan menggunakan berbilang lapisan nipis dan sama ada pengamplasan dan/atau pementasan "B" antara setiap lapisan untuk menggalakkan lekatan antara lapisan.

Mekanisme pengawetan reaktif kebanyakan salutan yang boleh diawet UV dipanggil "dimulakan oleh radikal bebas." Mekanisme pengawetan reaktif ini mudah terdedah kepada oksigen di udara yang memperlahankan atau menghalang kelajuan pengawetan. Perlahanan ini sering dirujuk sebagai perencatan oksigen dan paling penting apabila cuba mencapai ketebalan filem yang sangat nipis. Dalam filem nipis, luas permukaan kepada jumlah keseluruhan salutan yang digunakan agak tinggi berbanding ketebalan filem tebal. Oleh itu, ketebalan filem nipis lebih mudah terdedah kepada perencatan oksigen dan pengawetan sangat perlahan. Selalunya, permukaan kemasan kekal tidak cukup diawet dan menunjukkan rasa berminyak/berminyak. Untuk mengatasi perencatan oksigen, gas lengai seperti nitrogen dan karbon dioksida boleh dialirkan ke atas permukaan semasa pengawetan untuk menghilangkan kepekatan oksigen, sekali gus membolehkan pengawetan penuh dan cepat.

5. Sejauh manakah kejernihan salutan UV yang jernih?

Salutan 100% boleh dirawat UV boleh mempamerkan kejelasan yang sangat baik dan akan menandingi salutan jernih terbaik dalam industri. Selain itu, apabila digunakan pada kayu, ia menonjolkan keindahan dan kedalaman imej yang maksimum. Antara yang menarik perhatian ialah pelbagai sistem uretana akrilat alifatik yang sangat jernih dan tidak berwarna apabila digunakan pada pelbagai permukaan, termasuk kayu. Tambahan pula, salutan poliuretana akrilat alifatik sangat stabil dan tahan perubahan warna dengan usia. Adalah penting untuk menunjukkan bahawa salutan berkilat rendah lebih banyak menyerakkan cahaya daripada salutan berkilat dan dengan itu akan mempunyai kejelasan yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, berbanding dengan kimia salutan lain, salutan 100% boleh dirawat UV adalah sama atau lebih baik.

Salutan boleh awet UV bawaan air yang terdapat pada masa ini boleh diformulasikan untuk memberikan kejelasan, kehangatan dan tindak balas kayu yang luar biasa untuk menandingi sistem kemasan konvensional terbaik. Kejelasan, kilauan, tindak balas kayu dan sifat fungsi lain salutan boleh awet UV yang terdapat di pasaran hari ini adalah sangat baik apabila diperoleh daripada pengeluar berkualiti.

6. Adakah terdapat salutan UV berwarna atau berpigmen yang boleh dirawat?

Ya, salutan berwarna atau berpigmen mudah didapati dalam semua jenis salutan yang boleh dirawat UV tetapi terdapat faktor yang perlu dipertimbangkan untuk hasil yang optimum. Faktor pertama dan paling penting ialah hakikat bahawa warna tertentu mengganggu keupayaan tenaga UV untuk menghantar ke dalam, atau menembusi, salutan yang boleh dirawat UV yang digunakan. Spektrum elektromagnet digambarkan dalam Imej 1, dan dapat dilihat bahawa spektrum cahaya yang boleh dilihat bersebelahan dengan spektrum UV. Spektrum tersebut merupakan satu kontinum tanpa garisan pembatasan yang jelas (panjang gelombang). Oleh itu, satu kawasan secara beransur-ansur bercampur dengan kawasan bersebelahan. Memandangkan kawasan cahaya yang boleh dilihat, terdapat beberapa dakwaan saintifik bahawa ia merangkumi dari 400 nm hingga 780 nm, manakala dakwaan lain menyatakan bahawa ia merangkumi dari 350 nm hingga 800 nm. Untuk perbincangan ini, hanya penting untuk kita menyedari bahawa warna tertentu boleh menyekat penghantaran panjang gelombang UV atau radiasi tertentu dengan berkesan.

Oleh kerana tumpuannya adalah pada panjang gelombang UV atau kawasan sinaran, mari kita terokai kawasan tersebut dengan lebih terperinci. Imej 2 menunjukkan hubungan antara panjang gelombang cahaya yang boleh dilihat dan warna sepadan yang berkesan dalam menyekatnya. Adalah penting juga untuk mengetahui bahawa pewarna biasanya merangkumi julat panjang gelombang sedemikian rupa sehingga pewarna merah mungkin merangkumi julat yang agak besar sehingga sebahagiannya boleh menyerap ke dalam kawasan UVA. Oleh itu, warna yang paling membimbangkan akan merangkumi julat kuning-jingga-merah dan warna-warna ini boleh mengganggu pengawetan yang berkesan.

Pewarna bukan sahaja mengganggu pengawetan UV, malah ia juga merupakan pertimbangan apabila menggunakan salutan berpigmen putih, seperti primer yang boleh diawet UV dan cat lapisan atas. Pertimbangkan spektrum penyerapan titanium dioksida (TiO2) pigmen putih, seperti yang ditunjukkan dalam Imej 3. TiO2 mempamerkan penyerapan yang sangat kuat di seluruh kawasan UV, namun salutan putih yang boleh diawet UV diawetkan dengan berkesan. Bagaimana? Jawapannya terletak pada formulasi yang teliti oleh pembangun dan pengeluar salutan berserta penggunaan lampu UV yang betul untuk pengawetan. Lampu UV konvensional yang biasa digunakan memancarkan tenaga seperti yang digambarkan dalam Imej 4.

Setiap lampu yang digambarkan adalah berdasarkan merkuri, tetapi dengan mendop merkuri dengan unsur logam lain, pancaran boleh beralih ke kawasan panjang gelombang yang lain. Dalam kes salutan putih berasaskan TiO2 yang boleh diawet UV, tenaga yang dihantar oleh lampu merkuri standard akan disekat secara berkesan. Sebahagian daripada panjang gelombang yang lebih tinggi yang dihantar boleh memberikan pengawetan tetapi tempoh masa yang diperlukan untuk pengawetan penuh mungkin tidak praktikal. Walau bagaimanapun, dengan mendop lampu merkuri dengan galium, terdapat banyak tenaga yang berguna di kawasan yang tidak disekat secara berkesan oleh TiO2. Menggunakan gabungan kedua-dua jenis lampu, kedua-duanya melalui pengawetan (menggunakan galium yang didop) dan pengawetan permukaan (menggunakan merkuri standard) boleh dicapai (Imej 5).

Akhir sekali, salutan boleh awet UV berwarna atau berpigmen perlu diformulasikan menggunakan fotoinisiator optimum supaya tenaga UV – julat panjang gelombang cahaya yang boleh dilihat yang dihantar oleh lampu – digunakan dengan betul untuk pengawetan yang berkesan.

Soalan Lain?

Berkenaan sebarang soalan yang timbul, jangan teragak-agak untuk bertanya kepada pembekal salutan, peralatan dan sistem kawalan proses syarikat semasa atau akan datang. Jawapan yang baik tersedia untuk membantu membuat keputusan yang berkesan, selamat dan menguntungkan.

Lawrence (Larry) Van Iseghem ialah presiden/CEO Van Technologies, Inc. Van Technologies mempunyai lebih 30 tahun pengalaman dalam salutan boleh-rawat UV, bermula sebagai syarikat R&D tetapi berubah dengan pantas menjadi pengeluar Salutan Lanjutan Khusus Aplikasi™ yang menawarkan perkhidmatan kepada kemudahan salutan industri di seluruh dunia. Salutan boleh-rawat UV sentiasa menjadi tumpuan utama, bersama-sama dengan teknologi salutan "Hijau" yang lain, dengan penekanan pada prestasi yang setara atau mengatasi teknologi konvensional. Van Technologies mengeluarkan jenama salutan industri GreenLight Coatings™ mengikut sistem pengurusan kualiti yang diperakui ISO-9001:2015. Untuk maklumat lanjut, lawatiwww.greenlightcoatings.com.