Selama beberapa dekade terakhir, upaya yang dilakukan adalah mengurangi jumlah pelarut yang dilepaskan ke atmosfer. Pelarut ini disebut VOC (senyawa organik volatil) dan, pada kenyataannya, mencakup semua pelarut yang kita gunakan kecuali aseton, yang memiliki reaktivitas fotokimia yang sangat rendah dan telah dikecualikan sebagai pelarut VOC.
Namun bagaimana jika kita bisa menghilangkan pelarut sama sekali dan tetap mendapatkan hasil perlindungan dan dekorasi yang baik dengan upaya minimal?
Itu akan sangat bagus — dan kita bisa melakukannya. Teknologi yang memungkinkan hal ini disebut pengeringan UV. Teknologi ini telah digunakan sejak tahun 1970-an untuk berbagai macam material termasuk logam, plastik, kaca, kertas, dan, semakin banyak, untuk kayu.
Pelapis yang diawetkan dengan sinar UV mengering saat terpapar sinar ultraviolet dalam rentang nanometer pada ujung bawah atau tepat di bawah cahaya tampak. Keunggulannya meliputi pengurangan signifikan atau penghapusan total VOC, lebih sedikit limbah, lebih sedikit ruang lantai yang dibutuhkan, penanganan dan penumpukan langsung (sehingga tidak perlu rak pengering), pengurangan biaya tenaga kerja, dan tingkat produksi yang lebih cepat.
Dua kelemahan penting adalah biaya awal peralatan yang tinggi dan kesulitan dalam menyelesaikan objek 3D yang kompleks. Oleh karena itu, memasuki bidang pengeringan UV biasanya terbatas pada bengkel yang lebih besar yang membuat objek yang relatif datar seperti pintu, panel, lantai, lis, dan komponen siap rakit.
Cara termudah untuk memahami lapisan akhir yang diawetkan dengan sinar UV adalah dengan membandingkannya dengan lapisan akhir katalis umum yang mungkin sudah Anda kenal. Seperti halnya lapisan akhir katalis, lapisan akhir yang diawetkan dengan sinar UV mengandung resin untuk menghasilkan ketebalan, pelarut atau pengganti untuk pengenceran, katalis untuk memulai pengikatan silang dan menghasilkan pengawetan, serta beberapa aditif seperti zat penghalus untuk memberikan karakteristik khusus.
Sejumlah resin utama digunakan, termasuk turunan dari epoksi, uretan, akrilik, dan poliester.
Dalam semua kasus, resin ini mengeras dengan sangat baik dan tahan terhadap pelarut dan goresan, mirip dengan pernis katalis (konversi). Hal ini membuat perbaikan yang tidak terlihat menjadi sulit jika lapisan yang sudah mengeras mengalami kerusakan.
Lapisan akhir yang diawetkan dengan sinar UV dapat berupa padatan 100 persen dalam bentuk cair. Artinya, ketebalan lapisan yang menempel pada kayu sama dengan ketebalan lapisan yang telah mengering. Tidak ada yang menguap. Namun, resin utama terlalu kental untuk diaplikasikan dengan mudah. Oleh karena itu, produsen menambahkan molekul reaktif yang lebih kecil untuk mengurangi viskositas. Tidak seperti pelarut yang menguap, molekul tambahan ini berikatan silang dengan molekul resin yang lebih besar untuk membentuk lapisan film.
Pelarut atau air juga dapat ditambahkan sebagai pengencer ketika diinginkan lapisan film yang lebih tipis, misalnya, untuk lapisan penyegel. Namun, biasanya tidak diperlukan agar lapisan akhir dapat disemprotkan. Ketika pelarut atau air ditambahkan, keduanya harus dibiarkan, atau dibuat (dalam oven), menguap sebelum pengeringan UV dimulai.
Katalis
Tidak seperti pernis katalis, yang mulai mengering saat katalis ditambahkan, katalis dalam lapisan akhir yang dikeringkan dengan sinar UV, yang disebut "fotoinisiator," tidak melakukan apa pun sampai terpapar energi sinar UV. Kemudian, ia memulai reaksi berantai cepat yang menghubungkan semua molekul dalam lapisan tersebut untuk membentuk lapisan film.
Proses inilah yang membuat lapisan akhir yang dikeringkan dengan sinar UV begitu unik. Pada dasarnya tidak ada masa simpan atau masa pakai untuk lapisan akhir ini. Lapisan ini tetap dalam bentuk cair hingga terpapar sinar UV. Kemudian, lapisan tersebut mengering sepenuhnya dalam beberapa detik. Perlu diingat bahwa sinar matahari dapat memicu proses pengeringan, jadi penting untuk menghindari paparan jenis sinar matahari ini.
Mungkin lebih mudah untuk menganggap katalis untuk pelapis UV sebagai dua bagian daripada satu. Ada fotoinisiator yang sudah ada dalam lapisan akhir — sekitar 5 persen dari cairan — dan ada energi cahaya UV yang memicunya. Tanpa keduanya, tidak akan terjadi apa-apa.
Karakteristik unik ini memungkinkan untuk mengumpulkan kembali sisa cat semprot di luar jangkauan sinar UV dan menggunakan lapisan akhir tersebut kembali. Dengan demikian, limbah dapat dihilangkan hampir sepenuhnya.
Lampu UV tradisional menggunakan bohlam uap merkuri bersama dengan reflektor elips untuk mengumpulkan dan mengarahkan cahaya ke bagian yang dituju. Idenya adalah untuk memfokuskan cahaya agar menghasilkan efek maksimal dalam mengaktifkan fotoinisiator.
Dalam dekade terakhir ini, LED (dioda pemancar cahaya) mulai menggantikan bohlam tradisional karena LED menggunakan lebih sedikit listrik, tahan lebih lama, tidak perlu memanas, dan memiliki rentang panjang gelombang yang sempit sehingga tidak menghasilkan panas yang menimbulkan masalah. Panas ini dapat mencairkan resin dalam kayu, seperti pada kayu pinus, dan panas tersebut harus dibuang.
Namun, proses pengeringannya tetap sama. Semuanya bergantung pada "garis pandang". Lapisan akhir hanya akan mengering jika sinar UV mengenainya dari jarak tetap. Area yang berada di tempat teduh atau di luar fokus cahaya tidak akan mengering. Ini merupakan keterbatasan penting dari pengeringan UV saat ini.
Untuk mengeringkan lapisan pada objek kompleks apa pun, bahkan sesuatu yang hampir datar seperti cetakan berprofil, lampu harus diatur sedemikian rupa sehingga mengenai setiap permukaan pada jarak tetap yang sama agar sesuai dengan formulasi lapisan tersebut. Inilah alasan mengapa objek datar membentuk sebagian besar proyek yang dilapisi dengan lapisan yang dikeringkan dengan sinar UV.
Dua pengaturan umum untuk aplikasi dan pengeringan lapisan UV adalah jalur datar dan ruang tertutup.
Dengan metode flat line, benda-benda yang datar atau hampir datar bergerak di sepanjang konveyor di bawah semprotan atau rol atau melalui ruang vakum, kemudian melalui oven jika perlu untuk menghilangkan pelarut atau air dan akhirnya di bawah serangkaian lampu UV untuk menghasilkan pengerasan. Benda-benda tersebut kemudian dapat langsung ditumpuk.
Di dalam ruang pemrosesan, benda-benda biasanya digantung dan dipindahkan sepanjang konveyor melalui tahapan yang sama. Ruang pemrosesan memungkinkan penyelesaian semua sisi sekaligus dan penyelesaian benda tiga dimensi yang tidak kompleks.
Kemungkinan lain adalah menggunakan robot untuk memutar objek di depan lampu UV atau memegang lampu UV dan menggerakkan objek di sekitarnya.
Pemasok memainkan peran kunci
Dengan pelapis dan peralatan yang diawetkan dengan sinar UV, bekerja sama dengan pemasok jauh lebih penting daripada dengan pernis yang dikatalis. Alasan utamanya adalah banyaknya variabel yang harus dikoordinasikan. Ini termasuk panjang gelombang bohlam atau LED dan jaraknya dari objek, formulasi pelapis, dan kecepatan lini jika Anda menggunakan lini finishing.
Waktu posting: 23 April 2023
