Zastosowanie diod emitujących światło ultrafioletowe (LED) zyskuje na znaczeniu w całej branży technologii utwardzania promieniowaniem, w tym w przemyśle powłok do drewna. Diody LED powoli, lecz konsekwentnie przejmują standardowe technologie utwardzania UV, takie jak lampy rtęciowe.
Najnowsze osiągnięcia w utwardzaniu UV i technologii UV-LED
Utwardzanie promieniowaniem UV to przekształcanie specjalnie opracowanych płynów lub żeli w ciała stałe za pomocą światła UV. Powłoki są najczęściej utwardzane poprzez reakcję fotochemiczną i polimeryzację wolnorodnikową. Powłoki UV zawierają między innymi mieszaninę oligomerów, monomerów i fotoinicjatorów, które są najważniejszym składnikiem. Bez pakietu fotoinicjatorów, odpowiednich oligomerów i monomerów przemiana z postaci ciekłej w stałą nie byłaby możliwa. Aplikowane powłoki, co jest konieczne, naświetla się promieniami UV, które mogą pochodzić z różnych źródeł. Obecnie nadal najczęściej używa się lamp rtęciowych i z domieszką rtęci. W ostatnich latach na znaczeniu zyskują lampy UV-LED, które stopniowo zastępują „standardowe” rtęciowe lampy łukowe w przemyśle powłok.
Wzrost znaczenia sektora zielonej technologii
Diody UV-LED uważa się za technologię ekologiczną i bezpieczną. W przeciwieństwie do lamp rtęciowych nie zawierają substancji toksycznych i nie emitują szkodliwych promieni UVC ani ozonu. W ostatnich latach wprowadzono pewne ograniczenia i zakazy, które przyspieszają przejście z technologii UV na UV-LED. Na przykład firma IKEA wymaga, aby wszystkie nowo instalowane linie UV do lakierowania drewna były oparte na technologii UV-LED. Ograniczenie to zostanie wprowadzone w 2026 roku. Na razie będzie dotyczyło wyłącznie utwardzania szpachli i lakierów bazowych z wyłączeniem lakierów nawierzchniowych.
Technologia utwardzania UV-LED oprócz bycia przyjazną dla środowiska oferuje wiele innych korzyści, takich jak: niskie zużycie energii, długa żywotność, stały strumień świetlny, wysoka intensywność i niskie temperatury pracy, które umożliwiają utwardzanie powłok na podłożach wrażliwych na ciepło (np. drewno sosnowe).
Ograniczenia i wyzwania związane z technologią utwardzania UV-LED
Ponieważ diody UV-LED wytwarzają prawie monochromatyczne widmo wyjściowe (w obszarze UV-A), receptury powłok należy odpowiednio przygotować. Do uzyskania odpowiedniego utwardzenia konieczne jest zastosowanie fotoinicjatorów, wysoko funkcjonalnych żywic, monomerów i synergetyków amin specjalnie dostosowanych do utwardzania UV-LED. Fotoinicjatory dobiera się na podstawie mocy widmowej jednostki UV-LED. Zwykle mieści się ona w zakresie od 365 nm do 405 nm.
Specjaliści w dziedzinie powłok przemysłowych KANSAI HELIOS uważnie śledzą trendy w branży utwardzania UV i inwestują w projekty badawczo-rozwojowe oraz w odpowiedni sprzęt, który może być używany z różnymi modułami UV-LED (365 nm, 395 nm i 405 nm). Dzięki dodaniu nowego modułu 365 nm możemy sprostać nawet najtrudniejszym zadaniom – opracowywaniu lakierów nawierzchniowych dostosowanych do utwardzania wyłącznie w świetle UV-LED. Jest to jedno z głównych wyzwań współczesnego rynku. KANSAI HELIOS wzbogacił swoje standardowe portfolio produktów UV o różne materiały UV-LED. Wiele nowych materiałów zostało już przetestowanych i zatwierdzonych w praktyce.
UV-LED i surowce pochodzenia biologicznego
UV-LED jest technologią ekologiczną związaną z polityką zrównoważonego rozwoju. Jednym z jej przejawów jest zastosowanie surowców pochodzenia roślinnego (biobased) w powłokach. Właśnie dlatego zespół badawczo-rozwojowy KANSAI HELIOS koncentruje się na dalszym rozwoju produktów standardowych i UV-LED z wykorzystaniem surowców pochodzenia roślinnego. W ten sposób KANSAI HELIOS skupia się nie tylko na własnej strategii ESG, ale także na wytycznych IKEA i innych producentów mebli, które nakładają na producentów powłok odpowiedzialność za uwzględnianie do 50% biosurowców w powłokach do roku 2030 (stopniowo wzrastając z 5% w 2022 r. do 50% w 2030 r.).
Ze względu na zaangażowanie świata w bardziej zrównoważone i przyjazne dla środowiska podejście zapotrzebowanie na materiały UV-LED będzie w przyszłości rosło, dlatego chcielibyśmy być do tego procesu odpowiednio przygotowani.
Leon Ostanek Jurina
R&D engineer/researcher
Industrial Wood Coatings
Helios TBLUS d.o.o.
Inżynier ds. badań i rozwoju
Przemysłowe powłoki do drewna
