Bài viết của Lawrence (Larry) Van Iseghem là Chủ tịch/Tổng giám đốc điều hành của Van Technologies, Inc.
Trong quá trình hợp tác kinh doanh với các khách hàng công nghiệp trên phạm vi quốc tế, chúng tôi đã giải đáp vô số câu hỏi và cung cấp nhiều giải pháp liên quan đến lớp phủ UV. Sau đây là một số câu hỏi thường gặp nhất, và câu trả lời kèm theo có thể cung cấp thông tin hữu ích.
1. Lớp phủ đóng rắn bằng tia UV là gì?
Trong ngành hoàn thiện gỗ, có ba loại sơn phủ đóng rắn bằng tia UV chính.
Lớp phủ hoạt tính 100% (đôi khi được gọi là 100% rắn) đóng rắn bằng tia UV là thành phần hóa học dạng lỏng không chứa dung môi hoặc nước. Khi được thi công, lớp phủ được tiếp xúc ngay với năng lượng tia UV mà không cần phải sấy khô hoặc bay hơi trước khi đóng rắn. Thành phần lớp phủ được thi công sẽ phản ứng để tạo thành lớp bề mặt rắn thông qua quá trình phản ứng được mô tả và được gọi một cách thích hợp là quang trùng hợp. Vì không cần bay hơi trước khi đóng rắn, nên quá trình thi công và đóng rắn rất hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Lớp phủ UV gốc nước hoặc gốc dung môi lai đóng rắn rõ ràng chứa nước hoặc dung môi để giảm hàm lượng hoạt chất (hoặc chất rắn). Việc giảm hàm lượng chất rắn này cho phép dễ dàng kiểm soát độ dày màng sơn ướt và/hoặc độ nhớt của lớp phủ. Khi sử dụng, các lớp phủ UV này được phủ lên bề mặt gỗ bằng nhiều phương pháp khác nhau và cần được sấy khô hoàn toàn trước khi đóng rắn bằng tia UV.
Sơn bột đóng rắn bằng tia UV cũng là loại sơn rắn 100% và thường được phủ lên bề mặt dẫn điện thông qua lực hút tĩnh điện. Sau khi phủ, bề mặt được nung nóng để làm tan chảy bột, tạo thành một lớp màng bề mặt. Bề mặt được phủ sau đó có thể được tiếp xúc ngay với năng lượng tia UV để tạo điều kiện đóng rắn. Lớp màng bề mặt thu được không còn bị biến dạng hoặc nhạy cảm với nhiệt nữa.
Có nhiều biến thể của lớp phủ đóng rắn bằng tia UV này, chứa cơ chế đóng rắn thứ cấp (kích hoạt bằng nhiệt, phản ứng với độ ẩm, v.v.) có thể đóng rắn ở các vùng bề mặt không tiếp xúc với năng lượng tia UV. Những lớp phủ này thường được gọi là lớp phủ đóng rắn kép.
Bất kể loại lớp phủ đóng rắn bằng tia UV nào được sử dụng, lớp hoàn thiện bề mặt cuối cùng đều mang lại chất lượng, độ bền và khả năng chống chịu vượt trội.
2. Lớp phủ đóng rắn bằng tia UV bám dính tốt như thế nào trên các loại gỗ khác nhau, bao gồm cả gỗ dầu?
Lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có độ bám dính tuyệt vời với hầu hết các loại gỗ. Điều quan trọng là phải đảm bảo có đủ điều kiện đóng rắn để đảm bảo độ bám dính hoàn toàn và tương ứng với bề mặt.
Một số loài gỗ tự nhiên có lượng dầu rất cao và có thể cần sử dụng lớp sơn lót tăng cường độ bám dính, hay còn gọi là "tiecoat". Van Technologies đã thực hiện nhiều nghiên cứu và phát triển về khả năng bám dính của lớp phủ đóng rắn bằng tia UV lên các loài gỗ này. Những phát triển gần đây bao gồm một loại keo trám đóng rắn bằng tia UV duy nhất giúp ngăn ngừa dầu, nhựa cây và nhựa đường ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ hoàn thiện đóng rắn bằng tia UV.
Ngoài ra, có thể loại bỏ dầu trên bề mặt gỗ ngay trước khi phủ lớp phủ bằng cách lau bằng axeton hoặc dung môi phù hợp khác. Đầu tiên, thấm ướt một miếng vải không xơ, thấm hút bằng dung môi rồi lau lên bề mặt gỗ. Để bề mặt khô rồi mới phủ lớp phủ UV. Việc loại bỏ dầu trên bề mặt và các chất bẩn khác sẽ thúc đẩy độ bám dính của lớp phủ đã phủ lên bề mặt gỗ.
3. Loại vết bẩn nào tương thích với lớp phủ UV?
Bất kỳ loại vết bẩn nào được mô tả ở đây đều có thể được bịt kín và phủ lớp phủ hiệu quả bằng các hệ thống bột đóng rắn bằng tia UV 100%, đóng rắn bằng tia UV giảm dung môi, đóng rắn bằng tia UV gốc nước hoặc đóng rắn bằng tia UV. Do đó, có một số cách kết hợp khả thi giúp hầu hết các loại vết bẩn trên thị trường đều phù hợp với bất kỳ lớp phủ đóng rắn bằng tia UV nào. Tuy nhiên, có một số lưu ý cần lưu ý để đảm bảo tính tương thích cho bề mặt gỗ chất lượng cao.
Vết bẩn gốc nước và vết bẩn gốc nước có thể xử lý bằng tia UV:Khi thi công lớp phủ/lớp phủ hoàn thiện bằng bột đóng rắn bằng tia UV 100%, lớp phủ đóng rắn bằng tia UV giảm dung môi hoặc lớp phủ bột đóng rắn bằng tia UV lên vết bẩn gốc nước, điều quan trọng là lớp sơn phải khô hoàn toàn để tránh các khuyết tật về độ đồng đều của lớp phủ, bao gồm hiện tượng vỏ cam, mắt cá, lõm, đọng nước và đọng vũng. Những khuyết tật này xảy ra do sức căng bề mặt của lớp sơn phủ thấp so với sức căng bề mặt nước còn lại cao từ vết bẩn đã thi công.
Tuy nhiên, việc sử dụng lớp phủ gốc nước đóng rắn bằng tia UV nhìn chung dễ dàng hơn. Lớp phủ màu có thể bị ẩm mà không gây ra tác dụng phụ khi sử dụng một số loại chất bịt kín/lớp phủ hoàn thiện gốc nước đóng rắn bằng tia UV. Độ ẩm hoặc nước còn sót lại từ lớp phủ màu sẽ dễ dàng khuếch tán qua lớp phủ bịt kín/lớp phủ hoàn thiện gốc nước đã được sử dụng trong quá trình khô. Tuy nhiên, chúng tôi khuyến nghị nên thử nghiệm bất kỳ sự kết hợp nào giữa chất bịt kín và lớp phủ hoàn thiện/lớp phủ hoàn thiện trên một mẫu thử nghiệm đại diện trước khi quyết định áp dụng lên bề mặt thực tế cần hoàn thiện.
Các vết bẩn gốc dầu và dung môi:Mặc dù có thể có một hệ thống có thể áp dụng cho các vết bẩn gốc dầu hoặc gốc dung môi chưa khô hoàn toàn, nhưng thường cần thiết và được khuyến nghị cao để làm khô hoàn toàn các vết bẩn này trước khi thi công bất kỳ lớp phủ/lớp phủ bảo vệ nào. Các vết bẩn khô chậm thuộc loại này có thể cần đến 24 đến 48 giờ (hoặc lâu hơn) để đạt được độ khô hoàn toàn. Một lần nữa, nên thử nghiệm hệ thống trên một bề mặt gỗ tiêu biểu.
100% vết bẩn có thể chữa khỏi bằng tia UV:Nhìn chung, lớp phủ đóng rắn bằng tia UV 100% có khả năng chống hóa chất và nước cao khi đóng rắn hoàn toàn. Khả năng chống chịu này khiến các lớp phủ sau đó khó bám dính tốt trừ khi bề mặt đóng rắn bằng tia UV bên dưới được mài mòn đầy đủ để cho phép liên kết cơ học. Mặc dù có sẵn các vết bẩn đóng rắn bằng tia UV 100% được thiết kế để tiếp nhận các lớp phủ sau đó, nhưng hầu hết các vết bẩn đóng rắn bằng tia UV 100% cần được mài mòn hoặc đóng rắn một phần (gọi là giai đoạn "B" hoặc đóng rắn cục bộ) để thúc đẩy độ bám dính giữa các lớp phủ. Giai đoạn "B" dẫn đến các vị trí phản ứng còn sót lại trong lớp vết bẩn sẽ phản ứng đồng thời với lớp phủ đóng rắn bằng tia UV đã được áp dụng khi nó chịu các điều kiện đóng rắn hoàn toàn. Giai đoạn "B" cũng cho phép mài mòn nhẹ để loại bỏ hoặc cắt bất kỳ độ nhô lên nào có thể xảy ra do ứng dụng vết bẩn. Ứng dụng lớp phủ hoặc lớp phủ phủ mịn sẽ mang lại độ bám dính giữa các lớp phủ tuyệt vời.
Một mối lo ngại khác với các vết bẩn có thể đóng rắn bằng tia UV 100% liên quan đến các màu tối hơn. Các vết bẩn có hàm lượng sắc tố cao (và lớp phủ có sắc tố nói chung) hoạt động tốt hơn khi sử dụng đèn UV cung cấp năng lượng gần với phổ ánh sáng khả kiến. Đèn UV thông thường được pha tạp gali kết hợp với đèn thủy ngân tiêu chuẩn là một lựa chọn tuyệt vời. Đèn LED UV phát ra bước sóng 395 nm và/hoặc 405 nm hoạt động tốt hơn với hệ thống có sắc tố so với mảng 365 nm và 385 nm. Hơn nữa, hệ thống đèn UV cung cấp công suất UV lớn hơn (mW/cm2) và mật độ năng lượng (mJ/cm2) thúc đẩy quá trình bảo dưỡng tốt hơn thông qua lớp sơn phủ hoặc lớp phủ có sắc tố.
Cuối cùng, giống như các hệ thống nhuộm màu khác đã đề cập ở trên, bạn nên thử nghiệm trước khi thực hiện trên bề mặt cần nhuộm và hoàn thiện. Hãy chắc chắn trước khi sấy khô!
4. Độ dày màng phủ tối đa/tối thiểu cho lớp phủ UV 100% là bao nhiêu?
Về mặt kỹ thuật, sơn bột đóng rắn bằng tia UV là loại sơn có thể đóng rắn bằng tia UV 100%, và độ dày của chúng bị giới hạn bởi lực hút tĩnh điện liên kết bột với bề mặt cần hoàn thiện. Tốt nhất nên tham khảo ý kiến của nhà sản xuất sơn bột UV.
Đối với lớp phủ dạng lỏng đóng rắn bằng tia UV 100%, độ dày màng sơn ướt được áp dụng sẽ cho độ dày màng sơn khô gần như tương đương sau khi đóng rắn bằng tia UV. Một số hiện tượng co ngót là không thể tránh khỏi nhưng thường không đáng kể. Tuy nhiên, có những ứng dụng kỹ thuật cao yêu cầu dung sai độ dày màng sơn rất chặt chẽ hoặc hẹp. Trong những trường hợp này, có thể thực hiện đo độ dày màng sơn đóng rắn trực tiếp để so sánh độ dày màng sơn ướt với màng sơn khô.
Độ dày đóng rắn cuối cùng có thể đạt được sẽ phụ thuộc vào tính chất hóa học của lớp phủ đóng rắn bằng tia UV và cách thức pha chế. Có những hệ thống được thiết kế để tạo ra lớp màng rất mỏng từ 0,2 mil – 0,5 mil (5µ – 15µ) và những hệ thống khác có thể tạo ra độ dày vượt quá 0,5 inch (12 mm). Thông thường, lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có mật độ liên kết ngang cao, chẳng hạn như một số công thức urethane acrylate, không có khả năng tạo ra độ dày màng cao chỉ trong một lớp. Mức độ co ngót khi đóng rắn sẽ gây ra các vết nứt nghiêm trọng cho lớp phủ được sơn dày. Độ dày hoàn thiện hoặc độ dày xây dựng cao vẫn có thể đạt được khi sử dụng lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có mật độ liên kết ngang cao bằng cách sơn nhiều lớp mỏng và chà nhám và/hoặc dàn lớp "B" giữa mỗi lớp để tăng cường độ bám dính giữa các lớp sơn.
Cơ chế đóng rắn phản ứng của hầu hết các lớp phủ đóng rắn bằng tia UV được gọi là "bắt đầu từ gốc tự do". Cơ chế đóng rắn phản ứng này dễ bị oxy trong không khí làm chậm hoặc ức chế tốc độ đóng rắn. Sự làm chậm này thường được gọi là ức chế oxy và quan trọng nhất khi cố gắng đạt được độ dày màng rất mỏng. Ở màng mỏng, diện tích bề mặt so với tổng thể tích của lớp phủ được áp dụng tương đối cao khi so sánh với độ dày màng dày. Do đó, độ dày màng mỏng dễ bị ức chế oxy hơn nhiều và đóng rắn rất chậm. Thông thường, bề mặt hoàn thiện vẫn chưa được đóng rắn đủ và có cảm giác nhờn/nhờn. Để chống lại sự ức chế oxy, các khí trơ như nitơ và carbon dioxide có thể được truyền qua bề mặt trong quá trình đóng rắn để loại bỏ nồng độ oxy, do đó cho phép đóng rắn hoàn toàn và nhanh chóng.
5. Lớp phủ UV trong suốt có trong suốt không?
Lớp phủ đóng rắn bằng tia UV 100% có thể thể hiện độ trong suốt tuyệt vời và sánh ngang với các loại sơn bóng tốt nhất trong ngành. Hơn nữa, khi được phủ lên gỗ, chúng mang lại vẻ đẹp và chiều sâu tối đa cho hình ảnh. Đặc biệt đáng chú ý là các hệ thống urethane acrylate aliphatic có độ trong suốt và không màu đáng kể khi được phủ lên nhiều loại bề mặt, bao gồm cả gỗ. Hơn nữa, lớp phủ polyurethane acrylate aliphatic rất ổn định và chống phai màu theo thời gian. Điều quan trọng cần lưu ý là lớp phủ có độ bóng thấp tán xạ ánh sáng nhiều hơn lớp phủ bóng và do đó sẽ có độ trong suốt thấp hơn. Tuy nhiên, so với các loại sơn phủ khác, lớp phủ đóng rắn bằng tia UV 100% có chất lượng tương đương, thậm chí vượt trội hơn.
Các loại sơn phủ gốc nước đóng rắn bằng tia UV hiện có trên thị trường có thể được điều chế để mang lại độ trong suốt, độ ấm và độ phản ứng vượt trội so với các hệ thống hoàn thiện thông thường. Độ trong suốt, độ bóng, độ phản ứng với gỗ và các đặc tính chức năng khác của sơn phủ đóng rắn bằng tia UV hiện có trên thị trường hiện nay rất tuyệt vời khi được cung cấp từ các nhà sản xuất chất lượng.
6. Có lớp phủ UV có màu hoặc có sắc tố không?
Có, lớp phủ màu hoặc lớp phủ có sắc tố đều có sẵn trong tất cả các loại lớp phủ đóng rắn bằng tia UV nhưng có những yếu tố cần xem xét để có kết quả tối ưu. Yếu tố đầu tiên và quan trọng nhất là thực tế là một số màu nhất định sẽ cản trở khả năng năng lượng tia UV truyền vào hoặc xuyên qua lớp phủ đóng rắn bằng tia UV đã áp dụng. Phổ điện từ được minh họa trong Hình 1 và có thể thấy rằng phổ ánh sáng khả kiến nằm ngay cạnh phổ tia UV. Phổ là một dải liên tục không có ranh giới rõ ràng (bước sóng). Do đó, một vùng dần dần hòa vào vùng liền kề. Xét về vùng ánh sáng khả kiến, có một số tuyên bố khoa học cho rằng nó trải dài từ 400 nm đến 780 nm, trong khi các tuyên bố khác lại nêu rằng nó trải dài từ 350 nm đến 800 nm. Đối với cuộc thảo luận này, điều quan trọng là chúng ta phải nhận ra rằng một số màu nhất định có thể ngăn chặn hiệu quả sự truyền của một số bước sóng tia UV hoặc bức xạ nhất định.
Vì trọng tâm là vùng bước sóng hoặc vùng bức xạ UV, chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về vùng đó. Hình 2 cho thấy mối quan hệ giữa bước sóng của ánh sáng khả kiến và màu tương ứng có hiệu quả trong việc ngăn chặn nó. Điều quan trọng cần biết là chất tạo màu thường trải dài trên một dải bước sóng, trong đó chất tạo màu đỏ có thể trải dài trên một dải đáng kể, đến mức nó có thể hấp thụ một phần vào vùng UVA. Do đó, các màu đáng quan tâm nhất sẽ trải dài trong dải vàng - cam - đỏ và những màu này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.
Chất tạo màu không chỉ cản trở quá trình đóng rắn bằng tia UV mà còn là một yếu tố cần cân nhắc khi sử dụng lớp phủ có sắc tố trắng, chẳng hạn như sơn lót và sơn phủ có thể đóng rắn bằng tia UV. Hãy xem xét phổ hấp thụ của sắc tố trắng titan dioxit (TiO2), như thể hiện trong Hình 3. TiO2 thể hiện khả năng hấp thụ rất mạnh trong toàn bộ vùng UV, vậy mà lớp phủ màu trắng có thể đóng rắn bằng tia UV lại đóng rắn hiệu quả. Bằng cách nào? Câu trả lời nằm ở công thức pha chế cẩn thận của nhà phát triển và nhà sản xuất lớp phủ, kết hợp với việc sử dụng đèn UV phù hợp để đóng rắn. Các đèn UV thông thường đang được sử dụng phát ra năng lượng như minh họa trong Hình 4.
Mỗi đèn minh họa đều dựa trên thủy ngân, nhưng bằng cách pha tạp thủy ngân với một nguyên tố kim loại khác, sự phát xạ có thể dịch chuyển sang các vùng bước sóng khác. Trong trường hợp lớp phủ TiO2 màu trắng, có thể đóng rắn bằng tia UV, năng lượng do đèn thủy ngân tiêu chuẩn cung cấp sẽ bị chặn hiệu quả. Một số bước sóng cao hơn được cung cấp có thể đóng rắn, nhưng thời gian cần thiết để đóng rắn hoàn toàn có thể không thực tế. Tuy nhiên, bằng cách pha tạp đèn thủy ngân với gali, có một lượng năng lượng dồi dào hữu ích trong vùng không bị TiO2 chặn hiệu quả. Có thể sử dụng kết hợp cả hai loại đèn, cả đóng rắn thông qua (sử dụng gali pha tạp) và đóng rắn bề mặt (sử dụng thủy ngân tiêu chuẩn) (Hình 5).
Cuối cùng, lớp phủ UV có màu hoặc có sắc tố cần được tạo thành bằng cách sử dụng chất khởi tạo quang tối ưu để năng lượng UV – dải bước sóng ánh sáng khả kiến được đèn truyền tới – được sử dụng đúng cách để đóng rắn hiệu quả.
Câu hỏi khác?
Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi nhà cung cấp sơn phủ, thiết bị và hệ thống kiểm soát quy trình hiện tại hoặc tương lai của công ty. Luôn có những câu trả lời thỏa đáng giúp bạn đưa ra quyết định hiệu quả, an toàn và sinh lời.
Lawrence (Larry) Van Iseghem là Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc Điều hành của Van Technologies, Inc. Van Technologies có hơn 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sơn phủ UV, khởi đầu là một công ty nghiên cứu và phát triển (R&D) nhưng đã nhanh chóng chuyển mình thành nhà sản xuất lớp phủ tiên tiến chuyên dụng™, phục vụ các cơ sở sơn phủ công nghiệp trên toàn thế giới. Lớp phủ UV luôn là trọng tâm hàng đầu, cùng với các công nghệ sơn phủ “Xanh” khác, với trọng tâm là hiệu suất ngang bằng hoặc vượt trội so với các công nghệ thông thường. Van Technologies sản xuất thương hiệu sơn phủ công nghiệp GreenLight Coatings™ theo hệ thống quản lý chất lượng được chứng nhận ISO-9001:2015. Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cậpwww.greenlightcoatings.com.
Thời gian đăng: 22-07-2023
