Czynniki oddziałujące i skutki ich stosowania
W aktualnym projekcie badawczym Instytutu Fraunhofera IPA „Przewodnik po utwardzaniu powłok organicznych promieniami UV” (projekt IGF 20127N) badane są zależności między procesem utwardzania a właściwościami materiału, względnie użytkowania, w szczególności w odniesieniu do dawki, mocy i rozkładu widmowego mocy różnych źródeł promieniowania (ze szczególnym uwzględnieniem UV-LED), utwardzania powierzchni i poszczególnych warstw lakieru, a także do absorpcji fotoinicjatorów w zależności od długości fali i czasu promieniowania. Obecnie badany jest wpływ stężenia i składu fotoinicjatora na konwersję grup akrylanowych na wierzchniej i spodniej części warstwy farby oraz na właściwości otrzymanej powłoki.
Systemy lakierów utwardzanych promieniami UV od wielu lat są z powodzeniem stosowane w lakiernictwie przemysłowym ze względu na ich zalety ekonomiczne i ekologiczne. Ich niezwykle szybkie utwardzanie skraca czas procesu, a tym samym przyspiesza produkcję. Ponadto wraz z rozwojem nowych źródeł promieniowania w postaci lamp UV-LED pojawiła się możliwość częściowej wymiany stosunkowo energochłonnych lamp rtęciowych, które są problematyczne pod względem utylizacji. Ich wymiana pozwoliłaby na osiągnięcie jeszcze wydajniejszego procesu utwardzania lub też na wprowadzenie nowych zastosowań.
Ideałem byłoby całkowite i równomierne utwardzenie powłoki w miarę możliwości od powierzchni po podłoże. Większa głębokość penetracji promieniowania UV-A (ewentualnie również część światła z widzialnego, fioletowego zakresu) tworzy pożądane głębokie utwardzenie i zapewnia dobrą przyczepność do podłoża. Natomiast za utwardzenie powierzchni odpowiadają fale o krótszej długości. Każda z konwencjonalnych, niedomieszkowanych lub domieszkowanych wysokociśnieniowych lamp rtęciowych emituje dużą liczbę pasm w zakresie > 200 nm do ok. 420 nm. W przeciwieństwie do nich lampy UV-LED zapewniają niemal monochromatyczne widma światła, np. pasma emisji fal o długości 365, 385, 395 lub 405 nm. Z tego powodu szczególnie ważna jest korelacja między długościami fal emitowanego promieniowania a widmem absorpcyjnym inicjatorów. Do inicjacji fotopolimeryzacji dochodzi tylko wtedy, kiedy oba zakresy pokrywają się, to znaczy źródło promieniowania emituje dostatecznie intensywnie w zakresie długości fal absorbowanych przez odpowiedni inicjator. Ponadto zakłada się, że inne składniki farby, w szczególności spoiwo, są w dużym stopniu przezroczyste w odpowiednim zakresie długości fal.
Komentarze (0)