Oleh Lawrence (Larry) Van Iseghem adalah Presiden/CEO dari Van Technologies, Inc.
Selama berbisnis dengan pelanggan industri di tingkat internasional, kami telah menjawab banyak sekali pertanyaan dan memberikan banyak solusi terkait pelapis yang dapat dikeringkan dengan sinar UV. Berikut adalah beberapa pertanyaan yang paling sering diajukan, dan jawaban yang menyertainya dapat memberikan wawasan yang bermanfaat.
1. Apa itu pelapis yang dapat disembuhkan dengan sinar UV?
Dalam industri pelapisan kayu, terdapat tiga jenis utama pelapis yang dapat dikeringkan dengan sinar UV.
Pelapis yang dapat disembuhkan dengan sinar UV 100% aktif (kadang-kadang disebut sebagai 100% padat) adalah komposisi kimia cair yang tidak mengandung pelarut atau air. Setelah diaplikasikan, pelapis langsung terpapar energi UV tanpa perlu dikeringkan atau diuapkan sebelum mengeras. Komposisi pelapis yang diaplikasikan bereaksi membentuk lapisan permukaan padat melalui proses reaktif yang dijelaskan dan disebut dengan tepat sebagai fotopolimerisasi. Karena tidak diperlukan penguapan sebelum pengerasan, proses aplikasi dan pengerasan menjadi sangat efisien dan hemat biaya.
Pelapis UV berbasis air atau pelarut hibrida jelas mengandung air atau pelarut untuk mengurangi kandungan aktif (atau padat). Pengurangan kandungan padat ini memungkinkan kemudahan yang lebih besar dalam mengontrol ketebalan lapisan basah yang diaplikasikan, dan/atau dalam mengontrol viskositas pelapis. Dalam penggunaannya, pelapis UV ini diaplikasikan pada permukaan kayu melalui berbagai metode dan perlu dikeringkan sepenuhnya sebelum pengeringan UV.
Pelapis bubuk yang dapat disembuhkan dengan sinar UV juga merupakan komposisi padat 100% dan biasanya diaplikasikan pada substrat konduktif melalui daya tarik elektrostatik. Setelah diaplikasikan, substrat dipanaskan untuk melelehkan bubuk, yang kemudian mengalir membentuk lapisan permukaan. Substrat yang dilapisi kemudian dapat langsung dipaparkan pada energi UV untuk memfasilitasi penyembuhan. Lapisan permukaan yang dihasilkan tidak lagi mudah berubah bentuk atau sensitif terhadap panas.
Tersedia berbagai varian pelapis yang dapat disembuhkan dengan sinar UV yang mengandung mekanisme penyembuhan sekunder (diaktifkan panas, bereaksi terhadap kelembapan, dll.) yang dapat memberikan penyembuhan di area permukaan yang tidak terpapar energi UV. Pelapis ini umumnya disebut sebagai pelapis dual-cure.
Terlepas dari jenis lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV yang digunakan, lapisan permukaan akhir memberikan kualitas, daya tahan, dan sifat ketahanan yang luar biasa.
2. Seberapa baik lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV menempel pada berbagai jenis kayu, termasuk jenis kayu berminyak?
Lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV menunjukkan daya rekat yang sangat baik pada sebagian besar jenis kayu. Penting untuk memastikan bahwa kondisi pengeringan yang memadai tersedia untuk memberikan pengeringan menyeluruh dan daya rekat yang sesuai pada substrat.
Ada beberapa spesies kayu yang secara alami sangat berminyak dan mungkin memerlukan aplikasi lapisan dasar peningkat daya rekat, atau "lapisan pengikat". Van Technologies telah melakukan penelitian dan pengembangan yang cukup besar mengenai daya rekat lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV pada spesies kayu ini. Perkembangan terbaru mencakup lapisan penyegel tunggal yang dapat dikeringkan dengan sinar UV yang mencegah minyak, getah, dan terpentin mengganggu daya rekat lapisan atas yang dapat dikeringkan dengan sinar UV.
Alternatifnya, minyak yang ada pada permukaan kayu dapat dihilangkan tepat sebelum pengaplikasian lapisan dengan cara menyeka menggunakan aseton atau pelarut lain yang sesuai. Kain penyerap bebas serat terlebih dahulu dibasahi dengan pelarut, kemudian diusap ke permukaan kayu. Permukaan dibiarkan kering, lalu lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV dapat diaplikasikan. Penghilangan minyak permukaan dan kontaminan lainnya akan meningkatkan daya rekat lapisan yang diaplikasikan ke permukaan kayu.
3. Jenis noda apa yang kompatibel dengan lapisan UV?
Semua noda yang dijelaskan di sini dapat disegel dan dilapisi secara efektif dengan sistem pengeringan UV 100%, pengeringan UV dengan pengurangan pelarut, pengeringan UV berbasis air, atau sistem bubuk pengeringan UV. Oleh karena itu, ada sejumlah kombinasi yang memungkinkan sehingga hampir semua noda di pasaran cocok untuk semua lapisan pengeringan UV. Namun, ada beberapa pertimbangan penting yang perlu diperhatikan untuk memastikan kompatibilitas demi hasil akhir permukaan kayu yang berkualitas.
Noda Berbasis Air dan Noda Berbasis Air yang Dapat Disembuhkan dengan Sinar UV:Saat mengaplikasikan pelapis/lapisan atas berbahan dasar air, baik yang 100% dapat dikeringkan dengan sinar UV, yang dapat dikeringkan dengan sinar UV dengan kandungan pelarut rendah, atau yang berupa bubuk, sangat penting agar noda tersebut benar-benar kering untuk mencegah cacat pada keseragaman lapisan, termasuk tekstur kulit jeruk, bintik-bintik seperti mata ikan, kawah, genangan, dan bercak air. Cacat tersebut terjadi karena tegangan permukaan lapisan yang diaplikasikan rendah dibandingkan dengan tegangan permukaan air sisa yang tinggi dari noda yang diaplikasikan.
Namun, penggunaan lapisan berbasis air yang dapat dikeringkan dengan sinar UV umumnya lebih mudah. Noda yang diaplikasikan mungkin menunjukkan kelembapan tanpa efek buruk saat menggunakan beberapa lapisan penyegel/lapisan atas berbasis air yang dapat dikeringkan dengan sinar UV. Kelembapan atau air sisa dari aplikasi noda akan mudah meresap melalui lapisan penyegel/lapisan atas berbasis air yang dapat dikeringkan dengan sinar UV selama proses pengeringan. Namun, sangat disarankan untuk menguji kombinasi noda dan lapisan penyegel/lapisan atas apa pun pada spesimen uji yang representatif sebelum mengaplikasikannya pada permukaan yang akan diselesaikan.
Noda Berbasis Minyak dan Pelarut:Meskipun mungkin ada sistem yang dapat diterapkan pada noda berbasis minyak atau pelarut yang belum cukup kering, biasanya perlu, dan sangat disarankan, untuk mengeringkan noda tersebut sepenuhnya sebelum mengaplikasikan lapisan pelindung/lapisan atas. Noda yang lambat kering seperti ini mungkin membutuhkan waktu hingga 24 hingga 48 jam (atau lebih lama) untuk benar-benar kering. Sekali lagi, disarankan untuk menguji sistem tersebut pada permukaan kayu yang representatif.
Noda yang 100% Dapat Dikeringkan dengan Sinar UV:Secara umum, lapisan yang 100% dapat dikeringkan dengan sinar UV menunjukkan ketahanan kimia dan air yang tinggi ketika benar-benar kering. Ketahanan ini membuat lapisan yang diaplikasikan selanjutnya sulit menempel dengan baik kecuali permukaan yang telah dikeringkan dengan sinar UV tersebut diamplas secara memadai untuk memungkinkan ikatan mekanis. Meskipun tersedia pewarna yang 100% dapat dikeringkan dengan sinar UV yang dirancang agar mudah menerima lapisan yang diaplikasikan selanjutnya, sebagian besar pewarna yang 100% dapat dikeringkan dengan sinar UV perlu diamplas atau dikeringkan sebagian (disebut tahap "B" atau pengeringan sebagian) untuk meningkatkan daya rekat antar lapisan. Tahap "B" menghasilkan situs reaktif residual pada lapisan pewarna yang akan bereaksi bersama dengan lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV yang diaplikasikan saat terkena kondisi pengeringan penuh. Tahap "B" juga memungkinkan pengamplasan ringan untuk menghilangkan atau memotong tonjolan serat yang mungkin terjadi akibat aplikasi pewarna. Aplikasi lapisan penutup atau lapisan atas yang halus akan menghasilkan daya rekat antar lapisan yang sangat baik.
Kekhawatiran lain terkait dengan pewarna yang 100% dapat disembuhkan dengan UV berkaitan dengan warna yang lebih gelap. Pewarna yang sangat berpigmen (dan lapisan berpigmen secara umum) bekerja lebih baik saat menggunakan lampu UV yang memberikan energi lebih dekat ke spektrum cahaya tampak. Lampu UV konvensional yang diberi tambahan galium dikombinasikan dengan lampu merkuri standar adalah pilihan yang sangat baik. Lampu LED UV yang memancarkan 395 nm dan/atau 405 nm bekerja lebih baik dengan sistem berpigmen dibandingkan dengan susunan 365 nm dan 385 nm. Selain itu, sistem lampu UV yang memberikan daya UV lebih besar (mW/cm²)2) dan kepadatan energi (mJ/cm³)2) meningkatkan penyembuhan yang lebih baik melalui lapisan pewarna atau lapisan berpigmen yang diaplikasikan.
Terakhir, seperti halnya sistem pewarnaan lain yang disebutkan di atas, pengujian disarankan sebelum mengerjakan permukaan yang akan diwarnai dan diberi lapisan akhir. Pastikan sebelum mengering!
4. Berapa ketebalan lapisan film maksimum/minimum untuk pelapisan UV 100%?
Secara teknis, pelapis bubuk yang dapat disembuhkan dengan sinar UV adalah pelapis yang 100% dapat disembuhkan dengan sinar UV, dan ketebalan aplikasinya dibatasi oleh gaya tarik elektrostatik yang mengikat bubuk ke permukaan yang akan dilapisi. Sebaiknya mintalah saran dari produsen pelapis bubuk UV.
Mengenai pelapis cair yang 100% dapat disembuhkan dengan sinar UV, ketebalan lapisan basah yang diaplikasikan akan menghasilkan ketebalan lapisan kering yang kurang lebih sama setelah penyembuhan UV. Penyusutan sebagian tidak dapat dihindari, tetapi biasanya dampaknya minimal. Namun, ada aplikasi yang sangat teknis yang menentukan toleransi ketebalan lapisan yang sangat ketat atau sempit. Dalam keadaan ini, pengukuran lapisan yang telah disembuhkan secara langsung dapat dilakukan untuk mengkorelasikan ketebalan lapisan basah dengan ketebalan lapisan kering.
Ketebalan akhir yang dapat dicapai setelah pengeringan akan bergantung pada komposisi kimia lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV dan bagaimana formulasinya. Tersedia sistem yang dirancang untuk menghasilkan lapisan film yang sangat tipis antara 0,2 mil – 0,5 mil (5µ – 15µ) dan sistem lain yang dapat menghasilkan ketebalan lebih dari 0,5 inci (12 mm). Biasanya, lapisan yang dikeringkan dengan sinar UV yang memiliki kepadatan ikatan silang tinggi, seperti beberapa formulasi uretan akrilat, tidak mampu menghasilkan ketebalan film yang tinggi dalam satu lapisan yang diaplikasikan. Tingkat penyusutan saat pengeringan akan menyebabkan keretakan parah pada lapisan yang diaplikasikan tebal. Ketebalan lapisan akhir yang tinggi masih dapat dicapai menggunakan lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV dengan kepadatan ikatan silang tinggi dengan mengaplikasikan beberapa lapisan tipis dan melakukan pengamplasan dan/atau penambahan lapisan di antara setiap lapisan untuk meningkatkan daya rekat antar lapisan.
Mekanisme pengerasan reaktif pada sebagian besar lapisan yang dapat dikeraskan dengan sinar UV disebut "inisiasi radikal bebas". Mekanisme pengerasan reaktif ini rentan terhadap oksigen di udara yang memperlambat atau menghambat kecepatan pengerasan. Perlambatan ini sering disebut sebagai inhibisi oksigen dan sangat penting ketika mencoba mencapai ketebalan lapisan yang sangat tipis. Pada lapisan tipis, luas permukaan terhadap total volume lapisan yang diaplikasikan relatif tinggi dibandingkan dengan ketebalan lapisan tebal. Oleh karena itu, lapisan tipis jauh lebih rentan terhadap inhibisi oksigen dan mengeras sangat lambat. Seringkali, permukaan lapisan tetap tidak cukup mengeras dan menunjukkan rasa berminyak/lengket. Untuk mengatasi inhibisi oksigen, gas inert seperti nitrogen dan karbon dioksida dapat dialirkan ke permukaan selama pengerasan untuk menghilangkan konsentrasi oksigen, sehingga memungkinkan pengerasan penuh dan cepat.
5. Seberapa jernih lapisan UV transparan?
Lapisan yang 100% dapat mengeras dengan sinar UV dapat menunjukkan kejernihan yang sangat baik dan akan menyaingi lapisan bening terbaik di industri ini. Selain itu, ketika diaplikasikan pada kayu, lapisan ini akan menampilkan keindahan dan kedalaman gambar secara maksimal. Yang menarik perhatian adalah berbagai sistem akrilat uretan alifatik yang sangat jernih dan tidak berwarna ketika diaplikasikan pada berbagai permukaan, termasuk kayu. Lebih lanjut, lapisan akrilat poliuretan alifatik sangat stabil dan tahan terhadap perubahan warna seiring waktu. Penting untuk dicatat bahwa lapisan dengan kilap rendah lebih banyak menyebarkan cahaya daripada lapisan dengan kilap tinggi dan karenanya akan memiliki kejernihan yang lebih rendah. Namun, dibandingkan dengan kimia lapisan lainnya, lapisan yang 100% dapat mengeras dengan sinar UV setara atau bahkan lebih unggul.
Pelapis berbahan dasar air yang dapat dikeringkan dengan sinar UV yang tersedia saat ini dapat diformulasikan untuk memberikan kejernihan luar biasa, kehangatan kayu, dan respons yang mampu menyaingi sistem pelapis konvensional terbaik. Kejernihan, kilap, respons kayu, dan sifat fungsional lainnya dari pelapis yang dapat dikeringkan dengan sinar UV yang tersedia di pasaran saat ini sangat baik jika berasal dari produsen berkualitas.
6. Apakah ada lapisan UV-curable berwarna atau berpigmen?
Ya, lapisan berwarna atau berpigmen mudah tersedia dalam semua jenis lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV, tetapi ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan untuk hasil yang optimal. Faktor pertama dan terpenting adalah fakta bahwa warna-warna tertentu mengganggu kemampuan energi UV untuk menembus lapisan yang dapat dikeringkan dengan sinar UV yang diaplikasikan. Spektrum elektromagnetik diilustrasikan pada Gambar 1, dan dapat dilihat bahwa spektrum cahaya tampak berada tepat di sebelah spektrum UV. Spektrum tersebut merupakan kontinum tanpa garis pemisah (panjang gelombang) yang jelas. Oleh karena itu, satu wilayah secara bertahap menyatu dengan wilayah yang berdekatan. Mengenai wilayah cahaya tampak, ada beberapa klaim ilmiah yang menyatakan bahwa rentangnya dari 400 nm hingga 780 nm, sedangkan klaim lain menyatakan bahwa rentangnya dari 350 nm hingga 800 nm. Untuk pembahasan ini, yang penting adalah kita menyadari bahwa warna-warna tertentu dapat secara efektif menghalangi transmisi panjang gelombang tertentu dari UV atau radiasi.
Karena fokusnya adalah pada panjang gelombang atau wilayah radiasi UV, mari kita jelajahi wilayah tersebut secara lebih detail. Gambar 2 menunjukkan hubungan antara panjang gelombang cahaya tampak dan warna yang sesuai yang efektif dalam menghalanginya. Penting juga untuk diketahui bahwa pewarna biasanya mencakup rentang panjang gelombang sedemikian rupa sehingga pewarna merah dapat mencakup rentang yang cukup luas sehingga sebagian dapat terserap ke wilayah UVA. Oleh karena itu, warna yang paling perlu diperhatikan adalah yang mencakup rentang kuning – oranye – merah dan warna-warna ini dapat mengganggu proses pengeringan yang efektif.
Zat pewarna tidak hanya mengganggu pengeringan UV, tetapi juga perlu dipertimbangkan saat menggunakan lapisan berpigmen putih, seperti primer dan cat lapisan atas yang dapat dikeringkan dengan UV. Perhatikan spektrum serapan pigmen putih titanium dioksida (TiO2), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. TiO2 menunjukkan serapan yang sangat kuat di seluruh wilayah UV, namun lapisan putih yang dapat dikeringkan dengan UV tetap dapat dikeringkan secara efektif. Bagaimana caranya? Jawabannya terletak pada formulasi yang cermat oleh pengembang dan produsen lapisan, bersamaan dengan penggunaan lampu UV yang tepat untuk pengeringan. Lampu UV konvensional yang umum digunakan memancarkan energi seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4.
Setiap lampu yang diilustrasikan berbasis merkuri, tetapi dengan menambahkan unsur logam lain ke dalam merkuri, emisinya dapat bergeser ke wilayah panjang gelombang lain. Dalam kasus lapisan putih berbasis TiO2 yang dapat disembuhkan dengan UV, energi yang diberikan oleh lampu merkuri standar akan terhalang secara efektif. Beberapa panjang gelombang yang lebih tinggi yang diberikan dapat memberikan penyembuhan, tetapi lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penyembuhan penuh mungkin tidak praktis. Namun, dengan menambahkan galium ke dalam lampu merkuri, terdapat banyak energi yang berguna di wilayah yang tidak terhalang secara efektif oleh TiO2. Dengan menggunakan kombinasi kedua jenis lampu, penyembuhan menyeluruh (menggunakan lampu merkuri yang diberi galium) dan penyembuhan permukaan (menggunakan lampu merkuri standar) dapat dicapai (Gambar 5).
Terakhir, lapisan UV-curable berwarna atau berpigmen perlu diformulasikan menggunakan fotoinisiator yang optimal agar energi UV – rentang panjang gelombang cahaya tampak yang dipancarkan oleh lampu – dapat dimanfaatkan dengan baik untuk pengerasan yang efektif.
Ada pertanyaan lain?
Terkait pertanyaan apa pun yang muncul, jangan pernah ragu untuk bertanya kepada pemasok pelapis, peralatan, dan sistem kontrol proses perusahaan saat ini atau di masa mendatang. Jawaban yang baik tersedia untuk membantu membuat keputusan yang efektif, aman, dan menguntungkan.
Lawrence (Larry) Van Iseghem adalah presiden/CEO dari Van Technologies, Inc. Van Technologies memiliki pengalaman lebih dari 30 tahun dalam pelapis yang dapat disembuhkan dengan sinar UV, dimulai sebagai perusahaan R&D tetapi dengan cepat bertransformasi menjadi produsen Pelapis Canggih Spesifik Aplikasi™ yang melayani fasilitas pelapisan industri di seluruh dunia. Pelapis yang dapat disembuhkan dengan sinar UV selalu menjadi fokus utama, bersama dengan teknologi pelapisan "Hijau" lainnya, dengan penekanan pada kinerja yang setara atau melampaui teknologi konvensional. Van Technologies memproduksi merek pelapis industri GreenLight Coatings™ sesuai dengan sistem manajemen mutu bersertifikasi ISO-9001:2015. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungiwww.greenlightcoatings.com.
Waktu posting: 22 Juli 2023
