ไพรเมอร์บนสารเคลือบยูวี

ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาได้มีการลดปริมาณตัวทำละลายที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ สิ่งเหล่านี้เรียกว่า VOCs (สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย) และรวมไปถึงตัวทำละลายทั้งหมดที่เราใช้ยกเว้นอะซิโตนซึ่งมีปฏิกิริยาโฟโตเคมีต่ำมากและได้รับการยกเว้นให้เป็นตัวทำละลาย VOC

แต่จะเป็นอย่างไรถ้าเราสามารถกำจัดตัวทำละลายทั้งหมดได้และยังคงได้รับผลลัพธ์การป้องกันและการตกแต่งที่ดีโดยใช้เวลาเพียงเล็กน้อย?
นั่นจะดีมาก - และเราทำได้ เทคโนโลยีที่ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้เรียกว่าการบ่มด้วยรังสียูวี มีการใช้งานมาตั้งแต่ปี 1970 สำหรับวัสดุทุกประเภท รวมถึงโลหะ พลาสติก แก้ว กระดาษ และเพิ่มมากขึ้นสำหรับไม้

การเคลือบยูวีจะแห้งตัวเมื่อสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตในช่วงนาโนเมตรที่ระดับต่ำสุดหรือต่ำกว่าแสงที่มองเห็นได้ ข้อดี ได้แก่ การลดหรือกำจัด VOCs โดยสิ้นเชิง ของเสียน้อยลง ต้องการพื้นที่บนพื้นน้อยลง การจัดการและการวางซ้อนได้ทันที (จึงไม่ต้องใช้ชั้นวางสำหรับทำให้แห้ง) ลดต้นทุนค่าแรง และอัตราการผลิตที่รวดเร็วขึ้น
ข้อเสียที่สำคัญสองประการคือต้นทุนเริ่มต้นที่สูงสำหรับอุปกรณ์และความยากในการตกแต่งวัตถุ 3 มิติที่ซับซ้อน ดังนั้นการบ่มด้วยรังสียูวีมักจะจำกัดอยู่เฉพาะในร้านค้าขนาดใหญ่ที่ผลิตวัตถุที่ค่อนข้างแบน เช่น ประตู แผ่นผนัง พื้น อุปกรณ์ตกแต่ง และชิ้นส่วนที่พร้อมประกอบ

วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจพื้นผิวเคลือบด้วยรังสียูวีคือการเปรียบเทียบกับพื้นผิวเคลือบด้วยสารเร่งปฏิกิริยาทั่วไปที่คุณอาจคุ้นเคย เช่นเดียวกับการเคลือบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา พื้นผิวที่บ่มด้วยรังสียูวีประกอบด้วยเรซินเพื่อให้ได้ชิ้นงาน ตัวทำละลายหรือสารทดแทนการทำให้ผอมบาง ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเริ่มต้นการเชื่อมขวางและทำให้เกิดการบ่ม และสารเติมแต่งบางอย่าง เช่น สารทำให้เรียบเพื่อให้มีลักษณะพิเศษ

มีการใช้เรซินปฐมภูมิจำนวนหนึ่ง รวมถึงอนุพันธ์ของอีพอกซี ยูรีเทน อะคริลิก และโพลีเอสเตอร์
ในทุกกรณี เรซินเหล่านี้จะแข็งตัวได้มากและทนทานต่อตัวทำละลายและรอยขีดข่วน คล้ายกับสารเคลือบเงาแบบเร่งปฏิกิริยา (การแปลงสภาพ) ทำให้การซ่อมแซมที่มองไม่เห็นทำได้ยากหากฟิล์มที่บ่มแล้วได้รับความเสียหาย

พื้นผิวที่ผ่านการบ่มด้วยรังสียูวีอาจเป็นของแข็ง 100 เปอร์เซ็นต์ในรูปของเหลว นั่นคือความหนาของสิ่งที่ฝากไว้บนไม้จะเท่ากับความหนาของสารเคลือบที่บ่มแล้ว ไม่มีอะไรจะระเหยไป แต่เรซินหลักมีความหนาเกินไปสำหรับการทาที่ง่าย ดังนั้นผู้ผลิตจึงเพิ่มโมเลกุลปฏิกิริยาที่มีขนาดเล็กลงเพื่อลดความหนืด ต่างจากตัวทำละลายที่ระเหยออกไป โมเลกุลที่เพิ่มเข้ามาเหล่านี้จะเชื่อมขวางกับโมเลกุลเรซินที่มีขนาดใหญ่กว่าเพื่อสร้างฟิล์ม

ตัวทำละลายหรือน้ำสามารถเติมเป็นทินเนอร์ได้หากต้องการสร้างฟิล์มที่บางลง เช่น สำหรับเคลือบยาแนว แต่โดยทั่วไปแล้วไม่จำเป็นต้องพ่นสีให้พ่นได้ เมื่อเติมตัวทำละลายหรือน้ำ ต้องได้รับอนุญาตหรือทำให้ (ในเตาอบ) ระเหยออกไปก่อนที่การบ่มด้วยรังสียูวีจะเริ่มขึ้น

ตัวเร่งปฏิกิริยา
ต่างจากสารเคลือบเงาเร่งปฏิกิริยาซึ่งเริ่มแข็งตัวเมื่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาในการเคลือบยูวีที่เรียกว่า "ตัวริเริ่มด้วยแสง" จะไม่ทำอะไรเลยจนกว่าจะสัมผัสกับพลังงานของแสงยูวี จากนั้นจะเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่อย่างรวดเร็วซึ่งเชื่อมโยงโมเลกุลทั้งหมดในสารเคลือบเข้าด้วยกันเพื่อสร้างฟิล์ม

กระบวนการนี้เป็นสิ่งที่ทำให้การเคลือบเงาด้วยรังสียูวีมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว โดยพื้นฐานแล้วไม่มีอายุการเก็บรักษาหรืออายุหม้อสำหรับการตกแต่ง มันคงอยู่ในสถานะของเหลวจนกว่าจะโดนแสงยูวี จากนั้นจะหายขาดภายในไม่กี่วินาที โปรดจำไว้ว่าแสงแดดอาจทำให้การบ่มหายไปได้ ดังนั้นการหลีกเลี่ยงแสงแดดประเภทนี้จึงเป็นเรื่องสำคัญ

มันอาจจะง่ายกว่าที่จะคิดว่าตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเคลือบ UV นั้นเป็นสองส่วนแทนที่จะเป็นเพียงส่วนเดียว มีตัวริเริ่มถ่ายภาพอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายแล้ว — ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ของของเหลว — และมีพลังงานของแสงยูวีที่ทำให้มันดับลง หากไม่มีทั้งสองอย่างก็จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น

คุณลักษณะเฉพาะนี้ทำให้สามารถเรียกคืนสีสเปรย์ส่วนเกินที่อยู่นอกช่วงแสง UV และใช้สีเคลือบอีกครั้งได้ ดังนั้นขยะจึงสามารถกำจัดได้เกือบทั้งหมด
แสง UV แบบดั้งเดิมคือกระเปาะไอปรอทพร้อมกับตัวสะท้อนแสงรูปวงรีเพื่อรวบรวมและส่งแสงไปยังชิ้นส่วนโดยตรง แนวคิดคือการเน้นแสงเพื่อให้ได้ผลสูงสุดในการตั้งค่าตัวเริ่มต้นการถ่ายภาพ

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา LED (ไดโอดเปล่งแสง) ได้เริ่มเข้ามาแทนที่หลอดไฟแบบเดิม เนื่องจาก LED ใช้ไฟฟ้าน้อยกว่า ใช้งานได้นานกว่ามาก ไม่ต้องอุ่นเครื่อง และมีช่วงความยาวคลื่นแคบ จึงไม่สร้างแสงเกือบเท่ากับ ทำให้เกิดปัญหาความร้อนมากมาย ความร้อนนี้สามารถทำให้เรซินในเนื้อไม้ เช่น ไม้สน กลายเป็นของเหลว และความร้อนจะต้องหมดไป
กระบวนการบ่มจะเหมือนกันอย่างไรก็ตาม ทุกสิ่งล้วนเป็น "สายตา" ผิวจะหายก็ต่อเมื่อแสง UV กระทบจากระยะห่างที่กำหนดเท่านั้น พื้นที่ในเงามืดหรืออยู่นอกโฟกัสไม่สามารถรักษาได้ นี่เป็นข้อจำกัดที่สำคัญของการบ่มด้วยรังสียูวีในปัจจุบัน

ในการรักษาการเคลือบบนวัตถุที่ซับซ้อนใดๆ แม้แต่บางสิ่งที่เกือบจะแบนเหมือนกับการขึ้นรูปด้วยโปรไฟล์ จะต้องจัดวางไฟเพื่อให้แสงกระทบทุกพื้นผิวในระยะห่างคงที่เท่ากันเพื่อให้ตรงกับสูตรของการเคลือบ นี่คือเหตุผลที่วัตถุทรงแบนกลายเป็นโครงการส่วนใหญ่ที่เคลือบด้วยสารเคลือบยูวี

การเตรียมการทั่วไปสองประการสำหรับการเคลือบ UV และการบ่มคือแบบเส้นเรียบและแบบห้อง
ด้วยเส้นแบน วัตถุที่แบนหรือเกือบแบนจะเคลื่อนไปตามสายพานลำเลียงโดยใช้สเปรย์หรือลูกกลิ้ง หรือผ่านห้องสุญญากาศ จากนั้นผ่านเตาอบเพื่อกำจัดตัวทำละลายหรือน้ำออก และสุดท้ายภายใต้ชุดหลอด UV เพื่อทำให้เกิดการบ่ม วัตถุนั้นสามารถซ้อนกันได้ทันที

ในห้องต่างๆ วัตถุมักจะถูกแขวนและเคลื่อนย้ายไปตามสายพานลำเลียงโดยใช้ขั้นตอนเดียวกัน ห้องทำให้สามารถตกแต่งทุกด้านในคราวเดียวและตกแต่งวัตถุสามมิติที่ไม่ซับซ้อนได้

ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือการใช้หุ่นยนต์หมุนวัตถุที่อยู่หน้าหลอด UV หรือถือหลอด UV แล้วเคลื่อนวัตถุไปรอบๆ
ซัพพลายเออร์มีบทบาทสำคัญ
ด้วยการเคลือบและอุปกรณ์ที่บ่มด้วยรังสียูวี การทำงานร่วมกับซัพพลายเออร์จึงมีความสำคัญมากกว่าการใช้สารเคลือบเงาแบบเร่งปฏิกิริยา สาเหตุหลักคือจำนวนตัวแปรที่ต้องประสานกัน ซึ่งรวมถึงความยาวคลื่นของหลอดไฟหรือ LED และระยะห่างจากวัตถุ การกำหนดสูตรการเคลือบ และความเร็วของเส้นหากคุณใช้เส้นชัย