Lawrence (Larry) Van Iseghem là Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành của Van Technologies, Inc.
Trong quá trình kinh doanh với các khách hàng công nghiệp trên phạm vi quốc tế, chúng tôi đã giải đáp vô số thắc mắc và cung cấp nhiều giải pháp liên quan đến lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím. Sau đây là một số câu hỏi thường gặp nhất, và các câu trả lời kèm theo có thể cung cấp những thông tin hữu ích.
1. Lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím là gì?
Trong ngành công nghiệp hoàn thiện gỗ, có ba loại sơn phủ đóng rắn bằng tia cực tím chính.
Lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có hoạt tính 100% (đôi khi được gọi là 100% chất rắn) là các hợp chất hóa học dạng lỏng không chứa bất kỳ dung môi hoặc nước nào. Sau khi thi công, lớp phủ được tiếp xúc ngay lập tức với năng lượng tia UV mà không cần phải khô hoặc bay hơi trước khi đóng rắn. Thành phần lớp phủ được thi công sẽ phản ứng để tạo thành một lớp bề mặt rắn thông qua quá trình phản ứng được mô tả và gọi một cách thích hợp là quang trùng hợp. Vì không cần bay hơi trước khi đóng rắn, quá trình thi công và đóng rắn rất hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Các loại sơn phủ gốc nước hoặc gốc dung môi lai có thể đóng rắn bằng tia UV rõ ràng chứa nước hoặc dung môi để giảm hàm lượng hoạt chất (hoặc chất rắn). Việc giảm hàm lượng chất rắn này giúp dễ dàng kiểm soát độ dày màng sơn ướt và/hoặc độ nhớt của sơn. Trong thực tế, các loại sơn phủ UV này được thi công lên bề mặt gỗ bằng nhiều phương pháp khác nhau và cần được làm khô hoàn toàn trước khi đóng rắn bằng tia UV.
Lớp phủ dạng bột đóng rắn bằng tia UV cũng là hỗn hợp rắn 100% và thường được phủ lên các chất nền dẫn điện thông qua lực hút tĩnh điện. Sau khi phủ, chất nền được nung nóng để làm tan chảy bột, sau đó bột sẽ chảy ra tạo thành một lớp màng trên bề mặt. Chất nền đã được phủ lớp màng này sau đó có thể được chiếu tia UV ngay lập tức để thúc đẩy quá trình đóng rắn. Lớp màng bề mặt thu được không còn bị biến dạng hoặc nhạy cảm với nhiệt nữa.
Hiện có nhiều biến thể của các lớp phủ đóng rắn bằng tia UV này, chúng chứa cơ chế đóng rắn thứ cấp (kích hoạt bằng nhiệt, phản ứng với độ ẩm, v.v.) có thể đóng rắn các vùng bề mặt không tiếp xúc với năng lượng tia UV. Các 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 cực tím bám dính tốt như thế nào trên các loại gỗ khác nhau, bao gồm cả các loại gỗ có dầu?
Lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím có độ bám dính tuyệt vời với hầu hết các loại gỗ. Điều quan trọng là phải đảm bảo các điều kiện đóng rắn đủ để đạt được độ đóng rắn hoàn toàn và độ bám dính tương ứng với bề mặt nền.
Có một số loài gỗ tự nhiên rất nhiều dầu và có thể cần sử dụng lớp sơn lót tăng cường độ bám dính, hay còn gọi là "lớp liên kết". Van Technologies đã thực hiện nhiều nghiên cứu và phát triển về độ bám dính của các lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím lên các loại gỗ này. Những phát triển gần đây bao gồm một loại chất bịt kín đóng rắn bằng tia cực tím duy nhất giúp ngăn chặn dầu, nhựa cây và hắc ín làm ảnh hưởng đến độ bám dính của lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím.
Ngoài ra, có thể loại bỏ lớp dầu trên bề mặt gỗ ngay trước khi phủ lớp sơn bằng cách lau bằng acetone hoặc dung môi thích hợp khác. Đầu tiên, làm ướt một miếng vải không xơ, thấm hút tốt bằng dung môi rồi lau lên bề mặt gỗ. Để bề mặt khô rồi mới tiến hành phủ lớp sơn đóng rắn bằng tia UV. Việc loại bỏ dầu và các chất bẩn khác trên bề mặt sẽ giúp lớp sơn bám dính tốt hơn vào 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 bảo vệ hiệu quả bằng các hệ thống sơn phủ UV đóng rắn hoàn toàn, sơn phủ UV giảm dung môi, sơn phủ UV gốc nước hoặc sơn phủ dạng bột UV. Do đó, có rất nhiều sự kết hợp khả thi, giúp hầu hết mọi loại vết bẩn trên thị trường đều phù hợp với bất kỳ lớp phủ UV nào. Tuy nhiên, cần lưu ý một số điểm quan trọng để đảm bảo tính tương thích, tạo ra bề mặt gỗ hoàn thiện chất lượng cao.
Sơn gốc nước và sơn gốc nước có thể đóng rắn bằng tia UV:Khi thi công các loại chất bịt kín/lớp phủ hoàn toàn khô bằng tia cực tím, khô bằng dung môi pha loãng hoặc dạng bột khô bằng tia cực tím lên trên các chất nhuộm gốc nước, điều cần thiết là chất nhuộm phải khô hoàn toàn để tránh các khuyết tật về độ đồng đều của lớp phủ, bao gồm hiện tượng sần vỏ cam, mắt cá, lõm, đọng nước và chảy thành vũng. Những khuyết tật này xảy ra do sức căng bề mặt thấp của lớp phủ so với sức căng bề mặt cao của nước dư từ chất nhuộm.
Tuy nhiên, việc sử dụng lớp phủ gốc nước đóng rắn bằng tia UV thường dễ dàng hơn. Lớp sơn phủ có thể bị ẩm mà không gây ảnh hưởng xấu khi sử dụng một số loại chất bịt kín/lớp phủ hoàn thiện gốc nước đóng rắn bằng tia UV nhất định. Độ ẩm hoặc nước còn sót lại từ quá trình sơn phủ sẽ dễ dàng khuếch tán qua lớp chất bịt kín/lớp phủ hoàn thiện gốc nước đóng rắn bằng tia UV trong quá trình khô. Tuy nhiên, vẫn nên thử nghiệm bất kỳ sự kết hợp nào giữa sơn phủ và chất bịt kín/lớp phủ hoàn thiện trên một mẫu thử nghiệm đại diện trước khi sử dụng trên bề mặt thực tế.
Các vết bẩn gốc dầu và dung môi:Mặc dù có thể tồn tại một hệ thống có thể áp dụng cho các vết bẩn gốc dầu hoặc gốc dung môi chưa khô hoàn toàn, nhưng thông thường, và rất nên làm vậy, để các vết bẩn này khô hoàn toàn trước khi phủ bất kỳ lớp sơn bảo vệ/sơn phủ nào. Các vết bẩn khô chậm thuộc loại này có thể cần đến 24 đến 48 giờ (hoặc lâu hơn) để khô hoàn toàn. Một lần nữa, nên thử nghiệm hệ thống trên một bề mặt gỗ mẫu.
Sơn khô hoàn toàn bằng tia UV:Nhìn chung, các lớp phủ đóng rắn hoàn toàn bằng tia UV thường có khả năng chống hóa chất và nước cao khi đã đóng rắn hoàn toàn. Khả năng chống chịu này khiến cho các lớp phủ tiếp theo khó bám dính tốt trừ khi bề mặt được đóng rắn bằng tia UV bên dưới được mài nhẵn đủ để tạo liên kết cơ học. Mặc dù có những loại sơn phủ đóng rắn hoàn toàn bằng tia UV được thiết kế để dễ dàng phủ các lớp sơn tiếp theo, nhưng hầu hết các loại sơn phủ này cần được mài nhẵn hoặc đóng rắn một phần (gọi là giai đoạn “B” hoặc đóng rắn cục bộ) để thúc đẩy độ bám dính giữa các lớp. Giai đoạn “B” tạo ra các vị trí phản ứng còn lại trong lớp sơn phủ, sẽ phản ứng cùng với lớp phủ đóng rắn bằng tia UV được phủ lên khi nó được đóng rắn hoàn toàn. Giai đoạn “B” cũng cho phép mài nhẵn nhẹ để loại bỏ hoặc cắt bỏ bất kỳ vết sần nào có thể xuất hiện do quá trình sơn phủ. Việc phủ lớp sơn lót hoặc lớp sơn phủ hoàn thiện sẽ mang lại độ bám dính giữa các lớp tuyệt vời.
Một vấn đề khác cần quan tâm đối với các loại sơn nhuộm đóng rắn hoàn toàn bằng tia UV là màu tối. Sơn nhuộm có hàm lượng sắc tố cao (và các lớp phủ có sắc tố nói chung) hoạt động tốt hơn khi sử dụng đèn UV phát ra năng lượng gần với phổ ánh sáng nhìn thấy. Đèn UV thông thường được pha thêm 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 các hệ thống có sắc tố so với các mảng 365 nm và 385 nm. Hơn nữa, hệ thống đèn UV cung cấp công suất UV lớn hơn (mW/cm²) sẽ cho hiệu quả tốt hơn.2) và mật độ năng lượng (mJ/cm³)2) thúc đẩy quá trình đóng rắn tốt hơn thông qua lớp sơn hoặc lớp phủ màu được áp dụng.
Cuối cùng, cũng như các hệ thống nhuộm màu khác đã đề cập ở trên, nên thử nghiệm trước khi tiến hành nhuộm và hoàn thiện trên bề mặt thực tế. Hãy chắc chắn kiểm tra kỹ trước khi quá trình khô hoàn tất!
4. Độ dày màng phủ tối đa/tối thiểu cho lớp phủ chống tia UV 100% là bao nhiêu?
Về mặt kỹ thuật, sơn bột đóng rắn bằng tia cực tím là loại sơn hoàn toàn đóng rắn bằng tia cực tím, và độ dày lớp sơn bị giới hạn bởi lực hút tĩnh điện liên kết bột với bề mặt cần sơn. Tốt nhất nên tham khảo ý kiến của nhà sản xuất sơn bột đóng rắn bằng tia cực tím.
Đối với các lớp phủ dạng lỏng đóng rắn hoàn toàn bằng tia UV, độ dày màng ướt khi phủ sẽ cho ra độ dày màng khô xấp xỉ bằng độ dày màng khô sau khi đóng rắn bằng tia UV. Một số hiện tượng co ngót là không thể tránh khỏi nhưng thường thì ảnh hưởng rất nhỏ. Tuy nhiên, có những ứng dụng kỹ thuật cao yêu cầu dung sai độ dày màng rất chặt chẽ hoặc hẹp. Trong những trường hợp này, có thể thực hiện đo trực tiếp độ dày màng sau khi đóng rắn để đối chiếu độ dày màng ướt và màng khô.
Độ dày cuối cùng đạt được sau khi đóng rắn sẽ phụ thuộc vào thành phần hóa học của lớp phủ đóng rắn bằng tia UV và cách 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, các lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có mật độ liên kết ngang cao, chẳng hạn như một số công thức urethane acrylate, không thể tạo ra lớp màng dày trong một lớp phủ duy nhất. Độ co ngót khi đóng rắn sẽ gây ra hiện tượng nứt nghiêm trọng trên lớp phủ dày. Tuy nhiên, vẫn có thể đạt được độ dày lớp phủ cao bằng cách sử dụng các lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có mật độ liên kết ngang cao bằng cách phủ nhiều lớp mỏng và chà nhám và/hoặc sử dụng lớp đệm “B” giữa mỗi lớp để tăng cường độ bám dính giữa các lớp.
Cơ chế đóng rắn phản ứng của hầu hết các lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím được gọi là "khởi phát bằng gốc tự do". Cơ chế đóng rắn phản ứng này dễ bị ảnh hưởng bởi oxy trong không khí, làm chậm hoặc ức chế tốc độ đóng rắn. Sự chậm lại này thường được gọi là ức chế oxy và đặc biệt quan trọng khi cố gắng đạt được độ dày màng rất mỏng. Trong các màng mỏng, diện tích bề mặt so với tổng thể tích lớp phủ tương đối cao so với các màng dày. Do đó, màng mỏng dễ bị ức chế oxy hơn và đóng rắn rất chậm. Thông thường, bề mặt lớp phủ vẫn chưa được đóng rắn đủ và có cảm giác nhờn/dầu. Để khắc phục sự ức chế oxy, các khí trơ như nitơ và carbon dioxide có thể được dẫn qua bề mặt trong quá trình đóng rắn để loại bỏ nồng độ oxy, từ đó cho phép đóng rắn hoàn toàn và nhanh chóng.
5. Lớp phủ UV trong suốt có độ trong suốt như thế nào?
Lớp phủ đóng rắn hoàn toàn bằng tia UV có thể đạt được độ trong suốt tuyệt vời và sánh ngang với những lớp phủ trong suốt tốt nhất trong ngành. Thêm vào đó, khi được phủ lên gỗ, chúng làm nổi bật vẻ đẹp và chiều sâu tối đa của hình ảnh. Đặc biệt đáng chú ý là các hệ thống urethane acrylate mạch thẳng khác nhau, có độ trong suốt và không màu đáng kể khi được phủ lên nhiều bề mặt khác nhau, bao gồm cả gỗ. Hơn nữa, lớp phủ polyurethane acrylate mạch thẳng rất ổn định và chống lại sự đổi màu theo thời gian. Điều quan trọng cần lưu ý là các lớp phủ có độ bóng thấp tán xạ ánh sáng nhiều hơn so với các lớp phủ bóng và do đó sẽ có độ trong suốt thấp hơn. Tuy nhiên, so với các loại hóa chất phủ khác, lớp phủ đóng rắn hoàn toàn bằng tia UV có chất lượng tương đương, nếu không muốn nói là vượt trội hơn.
Các loại sơn phủ gốc nước đóng rắn bằng tia UV hiện có trên thị trường có thể được pha chế để mang lại độ trong suốt, độ ấm của gỗ và khả năng phản hồi vượt trội, sánh ngang với các hệ thống sơn phủ truyền thống tốt nhất. Độ trong suốt, độ bóng, khả năng phản hồi của gỗ và các đặc tính chức năng khác của sơn phủ đóng rắn bằng tia UV hiện có trên thị trường đều rất tốt khi được sản xuất bởi các nhà sản xuất chất lượng.
6. Có loại lớp phủ đóng rắn bằng tia cực tím có màu hoặc chứa chất tạo màu không?
Đúng vậy, các lớp phủ màu hoặc có chất tạo màu đều có sẵn trong tất cả các loại lớp phủ đóng rắn bằng tia UV, nhưng cần xem xét một số yếu tố để đạt được kết quả tối ưu. Yếu tố đầu tiên và quan trọng nhất là việc một số màu sắc có thể cản trở khả năng truyền năng lượng tia UV vào hoặc xuyên qua lớp phủ đóng rắn bằng tia UV đã được phủ. Phổ điện từ được minh họa trong Hình 1, và có thể thấy rằng phổ ánh sáng nhìn thấy nằm ngay cạnh phổ tia UV. Phổ này là một dải liên tục không có các đường (bước sóng) phân định rõ ràng. Do đó, một vùng dần dần hòa lẫn vào vùng liền kề. Xét về vùng ánh sáng nhìn thấy, có một số tuyên bố khoa học cho rằng nó trải dài từ 400 nm đến 780 nm, trong khi các tuyên bố khác cho rằng nó trải dài từ 350 nm đến 800 nm. Đối với cuộc thảo luận này, điều quan trọng là chúng ta nhận ra rằng một số màu sắc có thể chặn hiệu quả sự truyền dẫn của một số bước sóng nhất định của tia UV hoặc bức xạ.
Vì trọng tâm là vùng bước sóng hoặc bức xạ tia cực tím (UV), chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về vùng này. Hình 2 cho thấy mối quan hệ giữa bước sóng của ánh sáng nhìn thấy và màu sắc tương ứng có hiệu quả trong việc ngăn chặn nó. Điều quan trọng cần biết là các chất tạo màu thường trải rộng trên một dải bước sóng, do đó chất tạo màu đỏ có thể trải rộng trên một dải đáng kể, dẫn đến việc nó có thể hấp thụ một phần vào vùng UVA. Vì vậy, các màu sắc đáng lo ngại nhất sẽ nằm trong dải màu vàng – cam – đỏ và những màu này có thể cản trở quá trình điều trị hiệu quả.
Không chỉ gây cản trở quá trình đóng rắn bằng tia UV, chất tạo màu còn là yếu tố cần xem xét khi sử dụng các lớp phủ có chứa sắc tố trắng, chẳng hạn như sơn lót và sơn phủ đóng rắn bằng tia UV. Hãy xem xét phổ hấp thụ của sắc tố trắng titan dioxide (TiO2), như thể hiện trong Hình 3. TiO2 thể hiện khả năng hấp thụ rất mạnh trong toàn bộ vùng tia UV, tuy nhiên, các lớp phủ trắng, đóng rắn bằng tia UV vẫn được đóng rắn hiệu quả. Tại sao? Câu trả lời nằm ở công thức được nhà phát triển và nhà sản xuất lớp phủ lựa chọn cẩn thận kết hợp với việc sử dụng đèn UV thích hợp để đóng rắn. Các đèn UV thông thường hiện đang được sử dụng phát ra năng lượng như minh họa trong Hình 4.
Mỗi loại đèn minh họa đều dựa trên thủy ngân, nhưng bằng cách pha thêm một nguyên tố kim loại khác vào thủy ngân, sự phát xạ có thể chuyển sang các vùng bước sóng khác. Trong trường hợp lớp phủ màu trắng, đóng rắn bằng tia cực tím dựa trên TiO2, 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 giúp đóng rắn nhưng thời gian cần thiết để đóng rắn hoàn toàn có thể không thực tế. Tuy nhiên, bằng cách pha thêm gali vào đèn thủy ngân, sẽ có một lượng năng lượng dồi dào hữu ích trong vùng không bị TiO2 chặn hiệu quả. Sử dụng kết hợp cả hai loại đèn, có thể thực hiện cả quá trình đóng rắn xuyên suốt (sử dụng đèn pha gali) và đóng rắn bề mặt (sử dụng đèn thủy ngân tiêu chuẩn) (Hình 5).
Cuối cùng, các lớp phủ đóng rắn bằng tia UV có màu hoặc chứa sắc tố cần được pha chế bằng cách sử dụng chất khởi tạo quang tối ưu để năng lượng tia UV – dải bước sóng ánh sáng nhìn thấy được phát ra từ đèn – được sử dụng đúng cách cho quá trình đóng rắn hiệu quả.
Bạn còn câu hỏi nào khác không?
Đối với bất kỳ câu hỏi nào phát sinh, đừng ngần ngại hỏi nhà cung cấp hiện tại hoặc tương lai của công ty về các loại sơn phủ, thiết bị và hệ thống điều khiển quy trình. Họ sẽ cung cấp những câu trả lời hữu ích để giúp bạn đưa ra những quyết định hiệu quả, an toàn và có lợi nhuận.
Lawrence (Larry) Van Iseghem là chủ tịch/CEO của Van Technologies, Inc. Van Technologies có hơn 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sơn phủ đóng rắn bằng tia cực tím, khởi đầu là một công ty nghiên cứu và phát triển nhưng đã nhanh chóng chuyển đổi thành nhà sản xuất các loại sơn phủ tiên tiến chuyên dụng phục vụ các cơ sở sơn phủ công nghiệp trên toàn thế giới. Sơn phủ đóng rắn bằng tia cực tím luôn là trọng tâm chính, cùng với các công nghệ sơn phủ “xanh” khác, với mục tiêu đạt hiệu suất tương đương hoặc vượt trội so với các công nghệ truyền thống. 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 bài: 22/7/2023
