negli ultimi decenni è stato quello di ridurre la quantità di solventi rilasciati nell’atmosfera. Questi sono chiamati COV (composti organici volatili) e, in effetti, includono tutti i solventi che utilizziamo tranne l'acetone, che ha una reattività fotochimica molto bassa ed è stato esentato come solvente COV.
Ma cosa accadrebbe se potessimo eliminare del tutto i solventi e ottenere comunque buoni risultati protettivi e decorativi con il minimo sforzo?
Sarebbe fantastico – e possiamo farlo. La tecnologia che lo rende possibile si chiama polimerizzazione UV. È in uso dagli anni '70 per tutti i tipi di materiali, inclusi metallo, plastica, vetro, carta e, sempre più spesso, per il legno.
I rivestimenti a polimerizzazione UV polimerizzano se esposti alla luce ultravioletta nella gamma dei nanometri nella fascia bassa o appena al di sotto della luce visibile. I loro vantaggi includono una riduzione significativa o la completa eliminazione dei COV, meno rifiuti, meno spazio richiesto, movimentazione e impilamento immediati (quindi nessuna necessità di stendini), costi di manodopera ridotti e ritmi di produzione più rapidi.
I due importanti svantaggi sono l'elevato costo iniziale dell'attrezzatura e la difficoltà di rifinire oggetti 3D complessi. Pertanto, l'approccio alla polimerizzazione UV è solitamente limitato ai negozi più grandi che producono oggetti abbastanza piatti come porte, pannelli, pavimenti, finiture e parti pronte per l'assemblaggio.
Il modo più semplice per comprendere le finiture a polimerizzazione UV è confrontarle con le comuni finiture catalizzate con cui probabilmente hai familiarità. Come con le finiture catalizzate, le finiture a polimerizzazione UV contengono una resina per ottenere la costruzione, un solvente o un sostituto per la diluizione, un catalizzatore per avviare la reticolazione e provocare la polimerizzazione e alcuni additivi come agenti opacizzanti per fornire caratteristiche speciali.
Vengono utilizzate numerose resine primarie, inclusi derivati di resina epossidica, uretanica, acrilica e poliestere.
In tutti i casi queste resine polimerizzano molto duramente e sono resistenti ai solventi e ai graffi, simili alle vernici catalizzate (di conversione). Ciò rende difficili le riparazioni invisibili nel caso in cui la pellicola polimerizzata dovesse danneggiarsi.
Le finiture a polimerizzazione UV possono essere solide al 100% in forma liquida. Cioè lo spessore di ciò che si deposita sul legno è uguale allo spessore del rivestimento indurito. Non c'è niente che possa evaporare. Ma la resina primaria è troppo spessa per una facile applicazione. Quindi i produttori aggiungono molecole reattive più piccole per ridurre la viscosità. A differenza dei solventi, che evaporano, queste molecole aggiunte si reticolano con le molecole più grandi della resina per formare la pellicola.
Solventi o acqua possono anche essere aggiunti come diluenti quando si desidera una formazione di pellicola più sottile, ad esempio per uno strato sigillante. Ma di solito non sono necessari per rendere spruzzabile la finitura. Quando vengono aggiunti solventi o acqua, è necessario lasciarli evaporare, o farli evaporare (in un forno), prima che inizi la polimerizzazione UV.
Il catalizzatore
A differenza della vernice catalizzata, che inizia a polimerizzare quando viene aggiunto il catalizzatore, il catalizzatore in una finitura polimerizzata con raggi UV, chiamato “fotoiniziatore”, non fa nulla finché non viene esposto all'energia della luce UV. Quindi inizia una rapida reazione a catena che collega insieme tutte le molecole del rivestimento per formare la pellicola.
Questo processo è ciò che rende le finiture a polimerizzazione UV così uniche. Essenzialmente non esiste una durata di conservazione o di lavorabilità per la finitura. Rimane in forma liquida finché non viene esposto ai raggi UV. Quindi polimerizza completamente in pochi secondi. Tieni presente che la luce solare può innescare la polimerizzazione, quindi è importante evitare questo tipo di esposizione.
Potrebbe essere più semplice pensare al catalizzatore per i rivestimenti UV come a due parti anziché a una. C'è già il fotoiniziatore nella finitura (circa il 5% del liquido) e c'è l'energia della luce UV che lo fa scattare. Senza entrambi, non succede nulla.
Questa caratteristica unica rende possibile recuperare l'overspray al di fuori della gamma della luce UV e utilizzare nuovamente la finitura. Quindi i rifiuti possono essere quasi totalmente eliminati.
La tradizionale luce UV è una lampadina a vapori di mercurio insieme ad un riflettore ellittico per raccogliere e dirigere la luce sul pezzo. L'idea è quella di focalizzare la luce per ottenere il massimo effetto nell'attivazione del fotoiniziatore.
Nell'ultimo decennio circa, i LED (diodi emettitori di luce) hanno iniziato a sostituire le lampadine tradizionali perché consumano meno elettricità, durano molto più a lungo, non devono riscaldarsi e hanno una gamma di lunghezze d'onda ristretta, quindi non creano quasi la stessa quantità di luce. molto calore che causa problemi. Questo calore può liquefare le resine nel legno, come nel pino, e il calore deve essere esaurito.
Tuttavia, il processo di polimerizzazione è lo stesso. Tutto è “linea di vista”. La finitura polimerizza solo se la luce UV la colpisce da una distanza fissa. Le aree in ombra o fuori fuoco non guariscono. Questa è attualmente una limitazione importante della polimerizzazione UV.
Per polimerizzare il rivestimento su qualsiasi oggetto complesso, anche qualcosa di quasi piatto come una modanatura profilata, le luci devono essere disposte in modo da colpire ogni superficie alla stessa distanza fissa per adattarsi alla formulazione del rivestimento. Questo è il motivo per cui gli oggetti piatti costituiscono la grande maggioranza dei progetti rivestiti con una finitura a polimerizzazione UV.
Le due disposizioni comuni per l'applicazione e l'essiccazione del rivestimento UV sono la linea piatta e la camera.
Con la linea piatta, gli oggetti piatti o quasi piatti si muovono lungo un trasportatore sotto uno spruzzo o un rullo o attraverso una camera a vuoto, quindi attraverso un forno, se necessario, per rimuovere solventi o acqua e infine sotto una serie di lampade UV per effettuare la polimerizzazione. Gli oggetti possono quindi essere immediatamente impilati.
Nelle camere, gli oggetti vengono solitamente appesi e spostati lungo un trasportatore attraverso gli stessi passaggi. Una camera rende possibile la finitura di tutti i lati contemporaneamente e la finitura di oggetti tridimensionali non complessi.
Un'altra possibilità è utilizzare un robot per ruotare l'oggetto davanti alle lampade UV o tenere una lampada UV e spostare l'oggetto attorno ad essa.
I fornitori svolgono un ruolo chiave
Con i rivestimenti e le attrezzature a polimerizzazione UV è ancora più importante lavorare con i fornitori che con le vernici catalizzate. Il motivo principale è il numero di variabili che devono essere coordinate. Questi includono la lunghezza d'onda delle lampadine o dei LED e la loro distanza dagli oggetti, la formulazione del rivestimento e la velocità della linea se si utilizza una linea di finitura.
Orario di pubblicazione: 23 aprile 2023
