Oleh Lawrence (Larry) Van Iseghem adalah Presiden/CEO Van Technologies, Inc.
Selama berbisnis dengan pelanggan industri di tingkat internasional, kami telah menjawab banyak sekali pertanyaan dan memberikan solusi terkait pelapis UV-curable. Berikut ini adalah beberapa pertanyaan yang paling sering diajukan, dan jawaban yang menyertainya mungkin dapat memberikan wawasan yang bermanfaat.
1. Apa itu pelapis yang dapat diawetkan dengan sinar UV?
Dalam industri penyelesaian kayu, ada tiga jenis utama pelapis yang dapat diawetkan dengan sinar UV.
Pelapis UV-curable 100% aktif (terkadang disebut 100% padat) adalah komposisi kimia cair yang tidak mengandung pelarut atau air. Setelah diaplikasikan, lapisan tersebut langsung terpapar energi UV tanpa perlu mengering atau menguap sebelum proses curing. Komposisi pelapis yang diaplikasikan bereaksi membentuk lapisan permukaan padat melalui proses reaktif yang dijelaskan dan secara tepat disebut fotopolimerisasi. Karena tidak diperlukan penguapan sebelum proses curing, proses aplikasi dan curing menjadi sangat efisien dan hemat biaya.
Pelapis UV hibrida berbasis air atau berbasis pelarut jelas mengandung air atau pelarut untuk mengurangi kandungan aktif (atau padatan). Pengurangan kandungan padatan ini memungkinkan kemudahan dalam mengontrol ketebalan lapisan basah yang diaplikasikan, dan/atau dalam mengontrol viskositas lapisan. Dalam penggunaannya, pelapis UV ini diaplikasikan pada permukaan kayu melalui berbagai metode dan perlu dikeringkan sepenuhnya sebelum proses pengeringan UV.
Pelapis bubuk yang dapat diawetkan dengan UV juga merupakan komposisi 100% padat dan biasanya diaplikasikan pada substrat konduktif melalui gaya tarik elektrostatik. Setelah diaplikasikan, substrat dipanaskan untuk melelehkan bubuk, yang kemudian mengalir keluar untuk membentuk lapisan permukaan. Substrat yang telah dilapisi kemudian dapat langsung terpapar energi UV untuk mempercepat proses pengawetan. Lapisan permukaan yang dihasilkan tidak lagi dapat dideformasi atau sensitif terhadap panas.
Tersedia varian pelapis UV-cure yang mengandung mekanisme curing sekunder (diaktifkan oleh panas, reaktif terhadap kelembapan, dll.) yang dapat memberikan curing pada area permukaan yang tidak terpapar energi UV. Pelapis ini umumnya disebut sebagai pelapis dual-cure.
Apa pun jenis pelapis UV yang digunakan, hasil akhir atau lapisan akhir memberikan kualitas, daya tahan, dan sifat ketahanan yang luar biasa.
2. Seberapa baik lapisan yang dapat diawetkan dengan sinar UV melekat pada berbagai jenis kayu, termasuk jenis kayu berminyak?
Pelapis yang dapat diawetkan dengan UV menunjukkan daya rekat yang sangat baik pada sebagian besar spesies kayu. Penting untuk memastikan tersedianya kondisi pengawetan yang memadai untuk memastikan pengawetan menyeluruh dan daya rekat yang sesuai pada substrat.
Ada beberapa spesies kayu yang secara alami sangat berminyak dan mungkin memerlukan aplikasi primer yang meningkatkan daya rekat, atau "tiecoat". Van Technologies telah melakukan penelitian dan pengembangan yang ekstensif dalam hal daya rekat lapisan yang dapat diawetkan dengan UV pada spesies kayu ini. Perkembangan terbaru mencakup satu sealer yang dapat diawetkan dengan UV yang mencegah minyak, getah, dan getah mengganggu daya rekat lapisan atas yang telah diawetkan dengan UV.
Sebagai alternatif, minyak yang terdapat pada permukaan kayu dapat dihilangkan tepat sebelum pelapisan dengan mengelapnya menggunakan aseton atau pelarut lain yang sesuai. Kain penyerap bebas serat dibasahi terlebih dahulu dengan pelarut, lalu diusapkan ke permukaan kayu. Permukaan dibiarkan kering, lalu lapisan yang dapat diawetkan dengan UV dapat diaplikasikan. Penghilangan minyak dan kontaminan lainnya pada permukaan akan mempercepat daya rekat lapisan yang diaplikasikan ke permukaan kayu.
3. Jenis noda apa yang kompatibel dengan pelapis UV?
Semua pewarna yang dijelaskan di sini dapat ditutup dan dilapisi ulang secara efektif dengan sistem bubuk yang 100% dapat diawetkan dengan UV, dapat diawetkan dengan pelarut, dapat diawetkan dengan UV berbasis air, atau dapat diawetkan dengan UV. Oleh karena itu, terdapat sejumlah kombinasi yang memungkinkan hampir semua pewarna di pasaran cocok untuk semua lapisan yang dapat diawetkan dengan UV. Namun, ada beberapa pertimbangan penting untuk memastikan kompatibilitas dengan hasil akhir permukaan kayu yang berkualitas.
Noda yang Berasal dari Air dan Noda yang Dapat Disembuhkan dengan Sinar UV:Saat mengaplikasikan sealer/lapisan atas yang 100% dapat disembuhkan dengan UV, dapat disembuhkan dengan pelarut, atau dapat disembuhkan dengan UV, baik yang berupa bubuk, maupun yang dapat disembuhkan dengan UV, di atas noda yang mengandung air, sangat penting untuk memastikan noda benar-benar kering untuk mencegah cacat pada keseragaman lapisan, termasuk efek kulit jeruk, mata ikan, kawah, penggumpalan, dan genangan. Cacat tersebut terjadi karena tegangan permukaan lapisan yang diaplikasikan relatif rendah dibandingkan dengan tegangan permukaan air sisa yang tinggi dari noda yang diaplikasikan.
Namun, aplikasi lapisan yang dapat diawetkan dengan UV berbasis air umumnya lebih toleran. Pewarna yang diaplikasikan mungkin menunjukkan kelembapan tanpa efek samping saat menggunakan sealer/lapisan atas tertentu yang dapat diawetkan dengan UV berbasis air. Sisa kelembapan atau air dari aplikasi pewarna akan mudah meresap melalui sealer/lapisan atas UV berbasis air yang diaplikasikan selama proses pengeringan. Namun, sangat disarankan untuk menguji kombinasi pewarna dan sealer/lapisan atas pada spesimen uji yang representatif sebelum melanjutkan ke permukaan yang akan difinishing.
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 sealer/lapisan atas. Noda yang lambat kering seperti ini mungkin membutuhkan waktu hingga 24 hingga 48 jam (atau lebih lama) untuk mencapai kekeringan total. Sekali lagi, disarankan untuk menguji sistem pada permukaan kayu yang representatif.
Noda yang 100% Dapat Disembuhkan dengan UV:Secara umum, lapisan yang 100% dapat disembuhkan dengan UV menunjukkan ketahanan kimia dan air yang tinggi ketika disembuhkan sepenuhnya. Ketahanan ini membuat lapisan yang diaplikasikan selanjutnya sulit untuk melekat dengan baik kecuali permukaan yang disembuhkan dengan UV di bawahnya diabrasi secara memadai untuk memungkinkan ikatan mekanis. Meskipun noda yang 100% dapat disembuhkan dengan UV yang telah dirancang untuk menerima lapisan yang diaplikasikan selanjutnya ditawarkan, sebagian besar noda yang 100% dapat disembuhkan dengan UV perlu diabrasi atau disembuhkan sebagian (disebut tahap "B" atau bump curing) untuk meningkatkan adhesi antar lapisan. Tahap "B" menghasilkan situs reaktif residual pada lapisan noda yang akan bereaksi bersama dengan lapisan yang dapat disembuhkan dengan UV yang diaplikasikan saat mengalami kondisi penyembuhan penuh. Tahap "B" juga memungkinkan pengikisan ringan untuk meniadakan atau memotong setiap peningkatan butiran yang mungkin terjadi dari aplikasi noda. Aplikasi segel atau lapisan atas yang halus akan menghasilkan adhesi antar lapisan yang sangat baik.
Kekhawatiran lain terkait noda yang 100% dapat disembuhkan dengan UV berkaitan dengan warna yang lebih gelap. Noda yang sangat berpigmen (dan pelapis berpigmen secara umum) berkinerja lebih baik saat menggunakan lampu UV yang menyalurkan energi mendekati spektrum cahaya tampak. Lampu UV konvensional yang didoping galium dikombinasikan dengan lampu merkuri standar merupakan pilihan yang sangat baik. Lampu LED UV yang memancarkan 395 nm dan/atau 405 nm berkinerja lebih baik dengan sistem berpigmen dibandingkan dengan susunan 365 nm dan 385 nm. Lebih lanjut, sistem lampu UV yang menghasilkan daya UV yang lebih besar (mW/cm2) dan kepadatan energi (mJ/cm2) meningkatkan penyembuhan yang lebih baik melalui pewarnaan yang diaplikasikan atau lapisan pelapis berpigmen.
Terakhir, seperti halnya sistem pewarnaan lain yang disebutkan di atas, disarankan untuk melakukan pengujian sebelum mengerjakan permukaan yang akan diwarnai dan difinishing. Pastikan sebelum proses pengeringan!
4. Berapa ketebalan film maksimum/minimum untuk pelapisan UV 100%?
Pelapis bubuk UV-curable secara teknis adalah pelapis yang 100% dapat disembuhkan dengan UV, dan ketebalannya dibatasi oleh gaya tarik elektrostatik yang mengikat bubuk ke permukaan yang akan difinishing. Sebaiknya konsultasikan dengan produsen pelapis bubuk UV.
Mengenai pelapis cair 100% UV-curable, ketebalan lapisan film basah yang diaplikasikan akan menghasilkan ketebalan lapisan film kering yang kurang lebih sama setelah proses UV-curing. Penyusutan memang tidak dapat dihindari, tetapi biasanya hanya berdampak minimal. Namun, terdapat aplikasi yang sangat teknis yang menetapkan toleransi ketebalan lapisan film yang sangat ketat atau sempit. Dalam kondisi ini, pengukuran lapisan film yang telah dikeringkan secara langsung dapat dilakukan untuk mengkorelasikan ketebalan lapisan film basah dengan ketebalan lapisan film kering.
Ketebalan akhir yang dapat dicapai akan bergantung pada komposisi kimia lapisan yang dapat diawetkan dengan 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 diawetkan dengan UV dengan kepadatan ikatan silang yang tinggi, seperti beberapa formulasi uretan akrilat, tidak mampu menghasilkan ketebalan lapisan film yang tinggi dalam satu lapisan aplikasi. Tingkat penyusutan setelah pengeringan akan menyebabkan keretakan parah pada lapisan yang diaplikasikan dengan tebal. Ketebalan lapisan akhir atau build yang tinggi masih dapat dicapai menggunakan lapisan yang dapat diawetkan dengan UV dengan kepadatan ikatan silang yang tinggi dengan menerapkan beberapa lapisan tipis dan pengamplasan dan/atau penataan "B" di antara setiap lapisan untuk meningkatkan daya rekat antar lapisan.
Mekanisme pengerasan reaktif pada sebagian besar lapisan yang dapat diawetkan dengan UV disebut "diinisiasi oleh radikal bebas". Mekanisme pengerasan reaktif ini rentan terhadap oksigen di udara yang memperlambat atau menghambat kecepatan pengerasan. Perlambatan ini sering disebut sebagai penghambatan oksigen dan paling penting ketika mencoba mencapai ketebalan film yang sangat tipis. Pada film tipis, luas permukaan terhadap volume total lapisan yang diaplikasikan relatif tinggi jika dibandingkan dengan ketebalan film tebal. Oleh karena itu, ketebalan film tipis jauh lebih rentan terhadap penghambatan oksigen dan pengerasannya sangat lambat. Seringkali, permukaan lapisan akhir tetap tidak cukup diawetkan dan menunjukkan rasa berminyak/berminyak. Untuk mengatasi penghambatan 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 beningkah lapisan UV bening?
Pelapis yang 100% dapat diawetkan dengan UV dapat menunjukkan tingkat kejernihan yang sangat baik dan akan menyaingi lapisan bening terbaik di industri. Selain itu, ketika diaplikasikan pada kayu, lapisan ini menghasilkan keindahan dan kedalaman gambar yang maksimal. Yang menarik adalah berbagai sistem uretan akrilat alifatik yang sangat jernih dan tidak berwarna ketika diaplikasikan pada berbagai permukaan, termasuk kayu. Lebih lanjut, pelapis poliuretan akrilat alifatik sangat stabil dan tahan terhadap perubahan warna seiring bertambahnya usia. Penting untuk dicatat bahwa pelapis dengan kilap rendah menyebarkan cahaya jauh lebih banyak daripada pelapis kilap dan karenanya akan memiliki tingkat kejernihan yang lebih rendah. Namun, dibandingkan dengan bahan kimia pelapis lainnya, pelapis yang 100% dapat diawetkan dengan UV setara, bahkan mungkin lebih unggul.
Pelapis yang dapat diawetkan dengan UV berbasis air yang tersedia saat ini dapat diformulasikan untuk memberikan kejernihan, kehangatan kayu, dan respons yang luar biasa, menyaingi sistem pelapis konvensional terbaik. Kejernihan, kilap, respons kayu, dan sifat fungsional lainnya dari pelapis yang dapat diawetkan dengan UV yang tersedia di pasaran saat ini sangat baik jika bersumber dari produsen berkualitas.
6. Apakah ada lapisan berwarna atau berpigmen yang dapat diawetkan dengan sinar UV?
Ya, pelapis berwarna atau berpigmen tersedia dalam semua jenis pelapis yang dapat diawetkan dengan UV, tetapi ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Faktor pertama dan terpenting adalah fakta bahwa warna tertentu mengganggu kemampuan energi UV untuk mentransmisikan ke, atau menembus, lapisan yang dapat diawetkan dengan UV yang diaplikasikan. Spektrum elektromagnetik diilustrasikan pada Gambar 1, dan dapat dilihat bahwa spektrum cahaya tampak berbatasan langsung dengan spektrum UV. Spektrum tersebut merupakan kontinum tanpa garis demarkasi (panjang gelombang) yang jelas. Oleh karena itu, satu wilayah secara bertahap menyatu dengan wilayah yang berdekatan. Mempertimbangkan wilayah cahaya tampak, ada beberapa klaim ilmiah yang menyatakan bahwa wilayah tersebut membentang dari 400 nm hingga 780 nm, sementara klaim lain menyatakan bahwa wilayah tersebut membentang dari 350 nm hingga 800 nm. Untuk pembahasan ini, yang penting bagi kita adalah menyadari bahwa warna tertentu dapat secara efektif menghalangi transmisi panjang gelombang UV atau radiasi tertentu.
Karena fokusnya adalah pada panjang gelombang atau wilayah radiasi UV, mari kita telusuri wilayah tersebut secara lebih detail. Gambar 2 menunjukkan hubungan antara panjang gelombang cahaya tampak dan warna terkait 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 dapat menyerap sebagian ke dalam wilayah UVA. Oleh karena itu, warna yang paling perlu diperhatikan adalah rentang kuning – oranye – merah, dan warna-warna ini dapat mengganggu proses pengeringan yang efektif.
Pewarna tidak hanya mengganggu proses pengeringan UV, tetapi juga menjadi pertimbangan saat menggunakan pelapis berpigmen putih, seperti cat dasar dan cat lapisan atas yang dapat dikeringkan dengan UV. Perhatikan spektrum absorbansi pigmen putih titanium dioksida (TiO2), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. TiO2 menunjukkan absorbansi yang sangat kuat di seluruh wilayah UV, namun pelapis putih yang dapat dikeringkan dengan UV dapat dikeringkan secara efektif. Bagaimana caranya? Jawabannya terletak pada formulasi yang cermat oleh pengembang dan produsen pelapis, serta penggunaan lampu UV yang tepat untuk proses pengeringan. Lampu UV konvensional yang umum digunakan memancarkan energi seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4.
Setiap lampu yang diilustrasikan berbahan dasar merkuri, tetapi dengan mendoping merkuri dengan unsur logam lain, emisinya dapat bergeser ke daerah panjang gelombang yang berbeda. Dalam kasus pelapis putih berbasis TiO2 yang dapat diawetkan dengan UV, energi yang dihasilkan oleh lampu merkuri standar akan terhambat secara efektif. Beberapa panjang gelombang yang lebih tinggi yang dihasilkan dapat menghasilkan pengawetan, tetapi lamanya waktu yang dibutuhkan untuk pengawetan penuh mungkin tidak praktis. Namun, dengan mendoping lampu merkuri dengan galium, terdapat energi berlimpah yang berguna di daerah yang tidak terhambat secara efektif oleh TiO2. Kombinasi kedua jenis lampu, baik pengawetan menyeluruh (menggunakan galium yang didoping) maupun pengawetan permukaan (menggunakan merkuri standar) dapat dicapai (Gambar 5).
Terakhir, pelapis yang dapat diawetkan dengan sinar UV yang berwarna atau berpigmen perlu diformulasikan menggunakan fotoinisiator yang optimal sehingga energi UV – rentang panjang gelombang cahaya tampak yang dihantarkan oleh lampu – dimanfaatkan dengan tepat untuk pengawetan yang efektif.
Pertanyaan Lainnya?
Jika ada pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya kepada pemasok pelapis, peralatan, dan sistem kontrol proses perusahaan saat ini atau di masa mendatang. Jawaban yang tepat tersedia untuk membantu Anda membuat keputusan yang efektif, aman, dan menguntungkan.
Lawrence (Larry) Van Iseghem adalah presiden/CEO Van Technologies, Inc. Van Technologies memiliki lebih dari 30 tahun pengalaman dalam pelapis yang dapat diawetkan dengan UV, dimulai sebagai perusahaan R&D, tetapi bertransformasi dengan cepat menjadi produsen Application Specific Advanced Coatings™ yang melayani fasilitas pelapis industri di seluruh dunia. Pelapis yang dapat diawetkan dengan UV selalu menjadi fokus utama, bersama dengan teknologi pelapis "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 bersertifikat ISO-9001:2015. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungiwww.greenlightcoatings.com.
Waktu posting: 22-Jul-2023
