УФ отверждение

Определение

УФ отверждение - это фотохимический процесс, при котором краска (лак, клей) со специально разработанным составом, отверждается под воздействием ультрафиолетового излучения.

Это изменение состояния зачастую описывают как «сушка», но разумеется, это не вполне верно. Воздействие ультрафиолета вызывает молекулярные изменения в химическом составе покрытия и образуемые при этом структуры сильно отличаются от структуры готовых покрытий на водной основе или на основе растворителя, о которых действительно можно говорить, как о высохших.

Ультрафиолетовое излучение является частью электромагнитного спектра в длинах волн от 100 нм до 400-450 нм, и в свою очередь, подразделяется на:

• VUV - вакуумный УФ (100-200 нм);
• UVC (200-280 нм) - действует на верхний слой покрытия, придавая поверхности твердость и устойчивость к стиранию. Эта часть УФ спектра невидима для человеческого глаза
• UVB (280-315 нм) - невидимое УФ излучение, обеспечивающее более глубокое отверждение и создающее прочность
• UVA (315-400 нм) - глубоко проникает в отверждаемый состав, обеспечивая отверждение самых глубоких слоев и обеспечивающее адгезию и сшивание. По верхнему значению длины волны проходит граница видимого излучения.
• UVV (400-450 нм) - эту часть спектра относят к области видимого света, но тем не менее спектральные характеристики подходят для отверждения, к примеру диоксида титана

Приведенные здесь границы и цифры, их обозначающие, не являются чем-то жестким и организации в других отраслях могут определять значения диапазонов излучения немного по-другому.

Как происходит УФ отверждение

УФ-отверждаемое покрытие, включающее мономеры и/или олигомеры, фотоинициаторы, добавки и пигменты, облучается ультрафиолетовым излучением. В присутствии фотоинициатора в химическую реакцию вступают мономеры и/или олигомеры, связываясь в сложную цепь - полимерную. Процесс связывания переводит покрытие из жидкого состояния в твердое.

Практическое использование

Технология успешно используется уже более 80 лет в различных производственных процессах во множестве отраслей. Фотополимеризация обеспечивает крайне быстрый переход покрытий, нанесенных на любые поверхности из жидкого состояния в твердое и сухое на ощупь, что является большим преимуществом в таких отраслях, как полиграфия (флексографская, офсетная, цифровая печать), производство упаковки, деревообработка.

О технологическом процессе

При отверждении с помощью ультрафиолета помимо стандартных мероприятий, характерных для технологий нанесения покрытий, таких как предварительная обработка подложки или определение способа нанесения составов, необходимо принимать во внимание соотношение времени воздействия источника УФ излучения (скорости прохождения материала под источником излучения), технических характеристик источника УФ и химического состава системы отверждения.

Разнообразие материалов

C помощью технологии УФ отверждения можно печатать на большом количестве материалов

• Стекло - технология позволяет наносить сложные рисунки на стекле, с точностью, которая невозможна при использовании других методов печати. УФ-отверждаемые чернила используются для декора и маркировки при производстве упаковки для косметики и парфюмерии, бутылок для напитков, посуды, зеркал и плоского стекла, обеспечивая безопасное и надежное покрытие
• Дерево - технология помогает создавать легко чистящиеся, устойчивые к пятнам, царапинам, истиранию покрытия на инженерной доске, паркете, офисной и жилой мебели, изделиях из древесины
• Металлы - создание декоративных и защищенных к истиранию и коррозии покрытий на упаковке, контейнерах и банках
• Пластики и пленки - создание устойчивого к царапинам эстетически привлекательного покрытия на чувствительной к температуре поверхности с обеспечением оптимальной адгезии в том числе на гибких подложках
• Мрамор и гранит - использование УФ отверждения в производственных линиях при отделке помогает защитить поверхность от грязи и неблагоприятных климатических факторов
• Композитные материалы

Другие преимущества использования

Отказ от использования растворителей приводит к уменьшению загрязнения окружающей среды, отсутствию потери толщины покрытия и сокращению отходов Экономия энергии и площади в сравнении с тепловыми сушками и отсутствие необходимости складировать продукцию на досушивание.

По мере распространения ультрафиолетового отверждения светодиодами (LED UV) и ухода таких факторов, как нагрев поверхности материала, выделение озона при работе ртутных УФ ламп и проблемы утилизации самой ртути перспективы развития технологии УФ отверждения выглядят весьма впечатляющими.