Процесс и преимущества порошков УФ-отверждения
МДФ легко поддается обработке и имеет однородную и гомогенную поверхность. Натуральная древесина также может быть окрашена порошковыми красками, но покрытие может быть неравномерным. Из-за изменения содержания смолы и влаги в натуральной древесине могут возникнуть проблемы с выделением газов и точечными отверстиями.
Плотность, содержание волокон, смол и влаги в натуральной древесине зависит от ее породы, а также от места произрастания, и даже если порода дерева одна и та же, каждое дерево отличается от другого.
Поскольку в процессе нанесения порошковых покрытий используется тепло для расплавления порошка, даже при низких температурах и коротком времени воздействия тепло может вызвать неконтролируемые реакции в натуральной древесине. Это делает достижение однородной поверхности особенно проблематичным при нанесении порошковых красок на натуральное дерево. Порошковое покрытие МДФ, отверждаемое ультрафиолетом, позволяет получить более однородную, визуально приятную поверхность.
УФ-отверждаемые порошковые краски производятся путем сочетания смол, пигментов, высокоэффективных добавок и фотоинициаторов. Фотоинициаторы являются ключевыми компонентами, они поглощают высокоинтенсивный ультрафиолетовый свет, генерируют и активируют свободные радикалы для сшивания покрытия. Отверждение — это сшивание всего покрытия на молекулярном уровне и мгновенная стадия отверждения. «Как только фотоинициатор подвергается воздействию ультрафиолетового света, происходит сшивка, и покрытие немедленно отверждается», — говорит Лончак.
Добавки улучшают поверхность покрытия, улучшая или регулируя определенные свойства — устойчивость к царапинам и царапинам, блеск и текстуру. Пигменты придают цвет и непрозрачность.
Порошковые краски с УФ-отверждением производятся так же, как и термореактивные порошковые краски, с использованием того же типа оборудования — процессы включают смешивание, экструзию, охлаждение, нарезку, измельчение, сортировку, просеивание и упаковку.
Для достижения хорошего эффекта отверждения необходимо подобрать тип и количество фотоинициатора и источник УФ-излучения, включая соответствующее сочетание дозы, интенсивности и длины волны УФ-энергии.
Для УФ-отверждения порошковых красок существует несколько типов УФ-ламп на основе паров ртути среднего давления. Ртутные лампы (лампы «H») обеспечивают УФ-излучение с короткой длиной волны (220-320 нм) и подходят для нанесения лаков и прозрачных покрытий. Ртутные лампы, легированные железом (лампы «D»), дают энергию на более длинных волнах (320-400 нм), что помогает при отверждении систем с низким содержанием пигментов. Ртутные лампы, легированные галлием (лампы «V»), дают энергию на длинных волнах (405-440 нм) и являются рабочими устройствами для отверждения систем с высоким содержанием пигментов. Энергия длинных волн проникает в толстые покрытия, а также в порошковые покрытия с УФ-отверждением пигментных систем.
Исходные заготовки из МДФ подвергаются УФ-отверждению в процессе порошковой окраски
Процесс нанесения порошковых красок с УФ-отверждением очень быстрый. «Это 20-минутный одноэтапный процесс, который превращает исходную деталь из МДФ в готовую деталь, которая затем готова к упаковке и отправке», — объясняет Лончич.
Сначала деталь подвешивается на производственной линии, а частицы пыли, оставшиеся в процессе обработки, удаляются распылением сжатого воздуха. Шлифовка поверхности перед порошковым покрытием обычно больше не требуется. Затем заготовка из МДФ на одну минуту помещается в низкотемпературную печь с предварительным нагревом. «Это проветривает лист перед покраской и выводит влагу из МДФ на поверхность, делая лист токопроводящим для удержания порошкового покрытия», — добавляет Лончич.
Затем порошковая краска, отверждаемая ультрафиолетовым излучением, наносится электростатическим способом с помощью автоматической системы распыления. Затем порошок расплавляется или желируется в низкотемпературной печи в течение одной минуты. После расплавления заготовка сразу же затвердевает под воздействием ультрафиолетового излучения. Менее чем через 20 минут заготовка полностью обработана и готова к упаковке и отправке заказчику.
УФ-отверждаемые порошковые краски были разработаны более 20 лет назад как альтернатива термоотверждаемым порошковым краскам. Термическое отверждение требует высоких температур (около 400°F/204°C) и занимает 10-30 минут или более. Время обработки увеличивается, и требуется дополнительное время на охлаждение перед обработкой на следующем этапе.
Как отмечает Лончак, основные преимущества УФ-отверждения перед термоотверждением заключаются во времени и температуре. Процесс электростатического порошкового окрашивания для порошковых красок с УФ-отверждением и порошковых красок с термическим отверждением абсолютно одинаков, однако процессы расплава/потока и отверждения являются важными отличительными особенностями, которые функционально различают эти два способа.
Процесс УФ-отверждения происходит мгновенно. Для расплавления/выравнивания порошкового покрытия перед УФ-отверждением требуется лишь кратковременный одноминутный прогрев при температуре 220-240°F (104-116°C). Преимуществом является значительное сокращение времени процесса и снижение общей температуры, что делает процесс УФ-отверждения порошкового покрытия очень важным для производства МДФ. «Чрезмерное нагревание и время выдержки могут привести к растрескиванию и другим дефектам листа», — отметил Лончак.
При нанесении порошковых красок возникают определенные трудности, но компания DVUV разработала меры и средства для их преодоления. Колебания влажности и температуры могут повлиять на успех процесса, но это легко решается с помощью управления технологическим процессом на заводе с регулируемой температурой. Увлажнитель воздуха обеспечивает поддержание необходимого уровня влажности плиты МДФ перед нанесением порошкового покрытия.
Настройка параметров и тестирование DVUV при первом запуске также обеспечивают производство стабильной и последовательной продукции. Работа каждого звена DVUV настраивается в соответствии с требованиями заказчика к параметрам заготовки. «Скорость линии, расстояние до пистолета и температура процесса различны и корректируются для каждого проекта, который мы выполняем», — заключает Лончич.
Помимо проверки качества в процессе работы, производственная команда одновременно проводит пуско-наладочные работы. Контроль качества готовых заготовок, включающий ряд разрушающих и неразрушающих испытаний:
Визуальный контроль поверхностей заготовок по сравнению со стандартными деталями
тест с помощью толщиномера (измерение толщины покрытия)
считывание блеска
испытание на устойчивость к растворителям MEK.
«Наши производственные команды также проводят профилактическое обслуживание, анализ прослеживаемости и разрабатывают планы корректирующих действий при возникновении проблем с качеством или изготовлением».
Будущее для МДФ с порошковым покрытием DVUV — блестящее. Правительства и регулирующие органы ограничивают или полностью исключают использование жидких красок на основе растворителей.
Водорастворимые жидкие краски трудно использовать на МДФ, поэтому порошковые краски с УФ-отверждением являются идеальным решением для обработки МДФ.
УФ-отверждаемые порошковые краски не содержат растворителей, нетоксичны, не содержат летучих органических соединений (ЛОС) и вредных загрязнителей воздуха. Производственные операции не требуют специального разрешения.