UV ile Kürlenebilir Ahşap Kaplamalar: Sektörün Sorularına Cevaplar

Lawrence (Larry) Van Iseghem, Van Technologies, Inc.'in Başkanı/CEO'sudur.

Uluslararası alanda endüstriyel müşterilerle iş yaparken, UV ile kürlenebilen kaplamalarla ilgili inanılmaz sayıda soruya yanıt verdik ve birçok çözüm sunduk. Aşağıda en sık sorulan sorulardan bazıları ve bunlara verilen yanıtlar faydalı bilgiler sağlayabilir.

1. UV ile kürlenebilen kaplamalar nelerdir?

Ahşap işleme sektöründe, UV ile kürlenebilen kaplamaların üç ana türü vardır.

%100 aktif (bazen %100 katı madde olarak da adlandırılır) UV ile kürlenebilen kaplamalar, herhangi bir çözücü veya su içermeyen sıvı kimyasal bileşimlerdir. Uygulandıktan sonra, kaplama kürlenmeden önce kuruma veya buharlaşmaya gerek kalmadan hemen UV enerjisine maruz kalır. Uygulanan kaplama bileşimi, açıklanan ve uygun şekilde fotopolimerizasyon olarak adlandırılan reaktif işlem yoluyla katı bir yüzey tabakası oluşturmak üzere reaksiyona girer. Kürlenmeden önce buharlaşmaya gerek olmadığı için, uygulama ve kürleme işlemi son derece verimli ve uygun maliyetlidir.

Su bazlı veya solvent bazlı hibrit UV ile kürlenebilir kaplamalar, aktif (veya katı) içeriği azaltmak için su veya solvent içerir. Katı içeriğin bu şekilde azaltılması, uygulanan ıslak film kalınlığının ve/veya kaplamanın viskozitesinin kontrol edilmesini kolaylaştırır. Kullanımda, bu UV kaplamalar çeşitli yöntemlerle ahşap yüzeylere uygulanır ve UV kürlemesinden önce tamamen kurutulmaları gerekir.

UV ile kürlenebilen toz boyalar da %100 katı bileşimlerdir ve tipik olarak elektrostatik çekim yoluyla iletken yüzeylere uygulanır. Uygulandıktan sonra, tozu eritmek için yüzey ısıtılır ve eriyen toz yüzeyde bir film oluşturmak üzere dışarı akar. Kaplanmış yüzey daha sonra kürlemeyi kolaylaştırmak için hemen UV enerjisine maruz bırakılabilir. Oluşan yüzey filmi artık ısıya karşı deforme olmaz veya hassas değildir.

UV ile kürlenebilen bu kaplamaların, UV enerjisine maruz kalmayan yüzey bölgelerinde de kürleme sağlayabilen ikincil bir kürleme mekanizması (ısı ile aktive olan, neme tepki veren vb.) içeren varyantları mevcuttur. Bu kaplamalar genellikle çift kürlemeli kaplamalar olarak adlandırılır.

Kullanılan UV ile kürlenebilen kaplama türünden bağımsız olarak, son yüzey kaplaması veya katmanı olağanüstü kalite, dayanıklılık ve direnç özellikleri sağlar.

2. UV ile kürlenebilen kaplamalar, yağlı ağaç türleri de dahil olmak üzere farklı ağaç türlerine ne kadar iyi yapışır?

UV ile kürlenebilen kaplamalar, çoğu ahşap türüne mükemmel yapışma özelliği gösterir. Tam kürlenme ve alt tabakaya uygun yapışmayı sağlayacak yeterli kürlenme koşullarının mevcut olduğundan emin olmak önemlidir.

Bazı ağaç türleri doğal olarak çok yağlıdır ve yapışmayı artırıcı bir astar veya "bağlayıcı katman" uygulanmasını gerektirebilir. Van Technologies, bu ağaç türlerine UV ile kürlenebilir kaplamaların yapışması konusunda önemli araştırma ve geliştirme çalışmaları yapmıştır. Son gelişmeler arasında, yağların, özsuyun ve ziftin UV ile kürlenebilir son kat boyanın yapışmasını engellemesini önleyen tek bir UV ile kürlenebilir sızdırmazlık maddesi bulunmaktadır.

Alternatif olarak, kaplama uygulamadan hemen önce ahşap yüzeyindeki yağ, aseton veya başka uygun bir çözücü ile silinerek giderilebilir. Tüy bırakmayan, emici bir bez önce çözücü ile ıslatılır ve ardından ahşap yüzeyine sürülür. Yüzeyin kuruması beklenir ve daha sonra UV ile kürlenebilen kaplama uygulanabilir. Yüzeydeki yağın ve diğer kirleticilerin giderilmesi, uygulanan kaplamanın ahşap yüzeyine daha iyi yapışmasını sağlar.

3. UV kaplamalar hangi tür lekelerle uyumludur?

Burada açıklanan lekelerin herhangi biri, %100 UV ile kürlenebilir, solvent azaltılmış UV ile kürlenebilir, su bazlı UV ile kürlenebilir veya UV ile kürlenebilir toz sistemleriyle etkili bir şekilde kapatılabilir ve üst kaplama yapılabilir. Bu nedenle, piyasadaki hemen hemen her lekenin herhangi bir UV ile kürlenebilir kaplama için uygun olmasını sağlayan bir dizi uygulanabilir kombinasyon vardır. Bununla birlikte, kaliteli bir ahşap yüzey kaplaması için uyumluluğun sağlanması amacıyla dikkate alınması gereken bazı önemli noktalar vardır.

Su Bazlı Lekeler ve Su Bazlı UV ile Kurutulabilen Lekeler:Su bazlı lekelerin üzerine %100 UV ile kürlenebilir, solvent azaltılmış UV ile kürlenebilir veya UV ile kürlenebilir toz halindeki astar/son kat boyaları uygularken, kaplama homojenliğinde portakal kabuğu görünümü, balık gözü, çukurlaşma, birikme ve göllenme gibi kusurları önlemek için lekenin tamamen kuruması şarttır. Bu tür kusurlar, uygulanan boyanın yüksek artık su yüzey gerilimine kıyasla uygulanan kaplamaların düşük yüzey geriliminden kaynaklanır.

Su bazlı UV ile kürlenebilen kaplamaların uygulanması genellikle daha toleranslıdır. Belirli su bazlı UV ile kürlenebilen astar/son kat kaplamalar kullanıldığında, uygulanan leke olumsuz etkiler göstermeden nemli kalabilir. Leke uygulamasından kalan nem veya su, kuruma işlemi sırasında uygulanan su bazlı UV astar/son kat kaplamadan kolayca geçecektir. Bununla birlikte, herhangi bir leke ve astar/son kat kaplama kombinasyonunu, gerçek yüzeye uygulamadan önce temsili bir test numunesi üzerinde denemek şiddetle tavsiye edilir.

Yağ Bazlı ve Çözücü Kaynaklı Lekeler:Yeterince kurumamış yağ bazlı veya solvent bazlı lekeler için uygulanabilecek bir sistem mevcut olsa da, genellikle herhangi bir astar/son kat uygulamadan önce bu lekelerin tamamen kurutulması gereklidir ve şiddetle tavsiye edilir. Bu tür yavaş kuruyan lekelerin tamamen kuruması 24 ila 48 saat (veya daha uzun) sürebilir. Tekrar belirtmek gerekirse, sistemi temsili bir ahşap yüzey üzerinde test etmeniz önerilir.

%100 UV ile Kuruyan Boyalar:Genel olarak, %100 UV ile kürlenebilen kaplamalar, tamamen kürlendikten sonra yüksek kimyasal ve su direncine sahiptir. Bu direnç, alttaki UV ile kürlenmiş yüzey mekanik yapışmayı sağlayacak şekilde yeterince aşındırılmadıkça, sonradan uygulanan kaplamaların iyi yapışmasını zorlaştırır. Sonradan uygulanan kaplamalara uygun olacak şekilde tasarlanmış %100 UV ile kürlenebilen boyalar sunulsa da, çoğu %100 UV ile kürlenebilen boyanın katmanlar arası yapışmayı artırmak için aşındırılması veya kısmen kürlenmesi ( "B" aşaması veya darbe kürleme olarak adlandırılır) gerekir. "B" aşaması, boya tabakasında, tam kürleme koşullarına maruz kaldığında uygulanan UV ile kürlenebilen kaplama ile birlikte reaksiyona girecek kalıntı reaktif bölgeler oluşturur. "B" aşaması ayrıca, boya uygulamasından kaynaklanabilecek herhangi bir tane kabarmasını gidermek veya kesmek için hafif aşındırmaya da olanak tanır. Pürüzsüz bir sızdırmazlık veya son kat uygulaması, mükemmel katmanlar arası yapışma ile sonuçlanacaktır.

%100 UV ile kürlenebilen lekelerle ilgili bir diğer endişe de daha koyu renklerle ilgilidir. Yoğun pigmentli lekeler (ve genel olarak pigmentli kaplamalar), görünür ışık spektrumuna daha yakın enerji veren UV lambaları kullanıldığında daha iyi sonuç verir. Standart cıva lambalarıyla birlikte galyum katkılı geleneksel UV lambaları mükemmel bir seçimdir. 395 nm ve/veya 405 nm yayan UV LED lambalar, 365 nm ve 385 nm dizilerine kıyasla pigmentli sistemlerde daha iyi performans gösterir. Ayrıca, daha yüksek UV gücü (mW/cm²) sağlayan UV lamba sistemleri daha iyi sonuç verir.²) ve enerji yoğunluğu (mJ/cm)²Uygulanan boya veya pigmentli kaplama tabakası sayesinde daha iyi bir kürleşme sağlanır.

Son olarak, yukarıda bahsedilen diğer boyama sistemlerinde olduğu gibi, boyanacak ve son işlem yapılacak yüzeyde çalışmaya başlamadan önce test yapılması önerilir. Kurumadan önce mutlaka emin olun!

4. %100 UV kaplamalar için maksimum/minimum film kalınlığı nedir?

UV ile kürlenebilen toz boyalar teknik olarak %100 UV ile kürlenebilen boyalardır ve uygulandıkları kalınlık, tozun işlenecek yüzeye yapışmasını sağlayan elektrostatik çekim kuvvetleriyle sınırlıdır. Bu nedenle UV toz boya üreticisinden tavsiye almak en iyisidir.

%100 UV ile kürlenebilen sıvı kaplamalar söz konusu olduğunda, uygulanan ıslak film kalınlığı, UV kürlemesinden sonra yaklaşık olarak aynı kuru film kalınlığıyla sonuçlanacaktır. Bir miktar büzülme kaçınılmazdır, ancak genellikle önemsiz düzeydedir. Bununla birlikte, çok sıkı veya dar film kalınlığı toleransları belirten son derece teknik uygulamalar vardır. Bu durumlarda, ıslak ve kuru film kalınlıklarını ilişkilendirmek için doğrudan kürlenmiş film ölçümü yapılabilir.

Elde edilebilecek nihai kürlenmiş kalınlık, UV ile kürlenebilen kaplamanın kimyasına ve formülasyonuna bağlıdır. 0,2 mil – 0,5 mil (5µ – 15µ) arasında çok ince film tabakaları sağlayan sistemler ve 0,5 inç (12 mm) üzerinde kalınlık sağlayabilen sistemler mevcuttur. Tipik olarak, bazı üretan akrilat formülasyonları gibi yüksek çapraz bağ yoğunluğuna sahip UV ile kürlenebilen kaplamalar, tek bir uygulama katmanında yüksek film kalınlığı sağlayamaz. Kürleme sırasında meydana gelen büzülme, kalın uygulanan kaplamada ciddi çatlamalara neden olur. Yine de, yüksek çapraz bağ yoğunluğuna sahip UV ile kürlenebilen kaplamalar kullanılarak, birden fazla ince katman uygulanarak ve katmanlar arası yapışmayı artırmak için her katman arasında zımparalama ve/veya "B" aşamalandırma yapılarak yüksek bir kalınlık elde edilebilir.

Çoğu UV ile kürlenebilen kaplamanın reaktif kürleme mekanizması "serbest radikal kaynaklı" olarak adlandırılır. Bu reaktif kürleme mekanizması, havadaki oksijene karşı hassastır ve kürleme hızını yavaşlatır veya engeller. Bu yavaşlama genellikle oksijen inhibisyonu olarak adlandırılır ve çok ince film kalınlıkları elde etmeye çalışırken en önemlidir. İnce filmlerde, uygulanan kaplamanın toplam hacmine oranla yüzey alanı, kalın film kalınlıklarına kıyasla nispeten yüksektir. Bu nedenle, ince film kalınlıkları oksijen inhibisyonuna çok daha duyarlıdır ve çok yavaş kürlenir. Genellikle, kaplamanın yüzeyi yeterince kürlenmez ve yağlı/kaygan bir his verir. Oksijen inhibisyonunu gidermek için, kürleme sırasında yüzeyden azot ve karbondioksit gibi inert gazlar geçirilerek oksijen konsantrasyonu giderilebilir ve böylece tam ve hızlı kürleme sağlanabilir.

5. Şeffaf UV kaplama ne kadar şeffaftır?

%100 UV ile kürlenebilen kaplamalar mükemmel bir berraklık sergileyebilir ve sektördeki en iyi şeffaf kaplamalarla rekabet edebilir. Ayrıca, ahşaba uygulandığında, görüntünün maksimum güzelliğini ve derinliğini ortaya çıkarırlar. Özellikle çeşitli alifatik üretan akrilat sistemleri, ahşap da dahil olmak üzere çok çeşitli yüzeylere uygulandığında oldukça berrak ve renksizdir. Dahası, alifatik poliüretan akrilat kaplamalar çok kararlıdır ve zamanla renk değişimine karşı dirençlidir. Düşük parlaklıkta kaplamaların, parlak kaplamalara göre ışığı çok daha fazla dağıttığını ve bu nedenle daha düşük berraklığa sahip olacağını belirtmek önemlidir. Bununla birlikte, diğer kaplama kimyalarına göre, %100 UV ile kürlenebilen kaplamalar, üstün olmasa bile eşittir.

Şu anda piyasada bulunan su bazlı UV ile kürlenebilen kaplamalar, en iyi geleneksel kaplama sistemleriyle rekabet edebilecek olağanüstü berraklık, ahşap sıcaklığı ve tepkisi sağlamak üzere formüle edilebilmektedir. Piyasada bulunan UV ile kürlenebilen kaplamaların berraklığı, parlaklığı, ahşap tepkisi ve diğer fonksiyonel özellikleri, kaliteli üreticilerden temin edildiğinde mükemmeldir.

6. Renkli veya pigmentli UV ile kürlenebilen kaplamalar var mı?

Evet, renkli veya pigmentli kaplamalar her türlü UV ile kürlenebilir kaplamada kolayca bulunabilir, ancak optimum sonuçlar için dikkate alınması gereken faktörler vardır. İlk ve en önemli faktör, belirli renklerin UV enerjisinin uygulanan UV ile kürlenebilir kaplamaya iletilme veya nüfuz etme yeteneğini engellemesidir. Elektromanyetik spektrum, Resim 1'de gösterilmiştir ve görünür ışık spektrumunun UV spektrumuna hemen bitişik olduğu görülebilir. Spektrum, net sınırlandırma çizgileri (dalga boyları) olmayan bir sürekliliktir. Bu nedenle, bir bölge kademeli olarak bitişik bir bölgeye karışır. Görünür ışık bölgesini ele alırsak, bazı bilimsel iddialar bunun 400 nm ile 780 nm arasında olduğunu söylerken, diğer iddialar 350 nm ile 800 nm arasında olduğunu belirtmektedir. Bu tartışma için, belirli renklerin belirli UV veya radyasyon dalga boylarının iletimini etkili bir şekilde engelleyebileceğini anlamamız yeterlidir.

Odak noktamız UV dalga boyu veya radyasyon bölgesi olduğundan, bu bölgeyi daha ayrıntılı inceleyelim. Resim 2, görünür ışığın dalga boyu ile onu engellemede etkili olan karşılık gelen renk arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Ayrıca, renklendiricilerin tipik olarak bir dalga boyu aralığını kapsadığını, örneğin kırmızı bir renklendiricinin önemli bir aralığı kapsayarak UVA bölgesine kısmen emilim yapabileceğini bilmek de önemlidir. Bu nedenle, en çok endişe duyulan renkler sarı-turuncu-kırmızı aralığını kapsayacak ve bu renkler etkili kürleşmeyi engelleyebilir.

Renklendiriciler yalnızca UV kürleme işlemine müdahale etmekle kalmaz, aynı zamanda UV ile kürlenebilen astarlar ve son kat boyalar gibi beyaz pigmentli kaplamalar kullanılırken de dikkate alınması gereken bir faktördür. Şekil 3'te gösterildiği gibi, beyaz pigment titanyum dioksitin (TiO2) absorbans spektrumunu ele alalım. TiO2, UV bölgesinin tamamında çok güçlü bir absorbans sergiler ve buna rağmen beyaz, UV ile kürlenebilen kaplamalar etkili bir şekilde kürlenir. Nasıl? Cevap, kaplama geliştiricisi ve üreticisinin dikkatli formülasyonunda ve kürleme için uygun UV lambalarının kullanımında yatmaktadır. Kullanılan yaygın, geleneksel UV lambaları, Şekil 4'te gösterildiği gibi enerji yayar.

Gösterilen her lamba cıva bazlıdır, ancak cıvanın başka bir metalik elementle katkılanmasıyla emisyon diğer dalga boyu bölgelerine kaydırılabilir. TiO2 bazlı, beyaz, UV ile kürlenebilir kaplamalar söz konusu olduğunda, standart bir cıva lambasının sağladığı enerji etkili bir şekilde engellenecektir. Sağlanan daha yüksek dalga boylarından bazıları kürleme sağlayabilir, ancak tam kürleme için gereken süre pratik olmayabilir. Bununla birlikte, bir cıva lambasının galyum ile katkılanmasıyla, TiO2 tarafından etkili bir şekilde engellenmeyen bir bölgede kullanışlı bol miktarda enerji elde edilir. Her iki lamba türünün bir kombinasyonu kullanılarak, hem tam kürleme (galyum katkılı kullanılarak) hem de yüzey kürleme (standart cıva kullanılarak) gerçekleştirilebilir (Resim 5).

Son olarak, renkli veya pigmentli UV ile kürlenebilir kaplamaların, UV enerjisinin (lambalar tarafından sağlanan görünür ışık dalga boyu aralığı) etkili bir kürleme için doğru şekilde kullanılabilmesi amacıyla en uygun foto başlatıcılar kullanılarak formüle edilmesi gerekmektedir.

Başka sorularınız var mı?

Aklınıza takılan herhangi bir soru için, şirketin mevcut veya gelecekteki kaplama, ekipman ve proses kontrol sistemleri tedarikçisine sormaktan asla çekinmeyin. Etkili, güvenli ve karlı kararlar almanıza yardımcı olacak iyi cevaplar mevcuttur.

Lawrence (Larry) Van Iseghem, Van Technologies, Inc.'in başkanı/CEO'sudur. Van Technologies, UV ile kürlenebilir kaplamalar konusunda 30 yılı aşkın deneyime sahiptir. Bir Ar-Ge şirketi olarak başlayan şirket, hızla dünya çapındaki endüstriyel kaplama tesislerine hizmet veren Uygulamaya Özel Gelişmiş Kaplamalar™ üreticisine dönüşmüştür. UV ile kürlenebilir kaplamalar, diğer "Yeşil" kaplama teknolojileriyle birlikte her zaman öncelikli odak noktası olmuştur ve vurgu, geleneksel teknolojilere eşit veya onlardan daha üstün performans sağlamaktır. Van Technologies, ISO-9001:2015 sertifikalı bir kalite yönetim sistemine göre GreenLight Coatings™ markalı endüstriyel kaplamaları üretmektedir. Daha fazla bilgi için lütfen ziyaret edin.www.greenlightcoatings.com.