Un apprêt pour les revêtements durcis aux UV

au cours des dernières décennies a consisté à réduire la quantité de solvants rejetés dans l’atmosphère. Ceux-ci sont appelés COV (composés organiques volatils) et, en fait, ils incluent tous les solvants que nous utilisons, à l'exception de l'acétone, qui a une très faible réactivité photochimique et a été exemptée en tant que solvant COV.

Et si nous pouvions éliminer complètement les solvants tout en obtenant de bons résultats de protection et de décoration avec un minimum d’effort ?
Ce serait formidable – et nous le pouvons. La technologie qui rend cela possible s’appelle le durcissement UV. Il est utilisé depuis les années 1970 pour toutes sortes de matériaux, notamment le métal, le plastique, le verre, le papier et, de plus en plus, le bois.

Les revêtements durcis aux UV durcissent lorsqu'ils sont exposés à une lumière ultraviolette de l'ordre du nanomètre à l'extrémité inférieure ou juste en dessous de la lumière visible. Leurs avantages incluent une réduction significative ou l'élimination complète des COV, moins de déchets, moins d'espace au sol requis, une manipulation et un empilage immédiats (donc pas besoin de séchoirs), des coûts de main-d'œuvre réduits et des taux de production plus rapides.
Les deux inconvénients importants sont le coût initial élevé de l’équipement et la difficulté de terminer des objets 3D complexes. Ainsi, le traitement UV est généralement limité aux grands ateliers fabriquant des objets assez plats tels que des portes, des panneaux, des revêtements de sol, des boiseries et des pièces prêtes à assembler.

La façon la plus simple de comprendre les finitions durcies aux UV est de les comparer avec les finitions catalysées courantes que vous connaissez probablement. Comme pour les finitions catalysées, les finitions durcies aux UV contiennent une résine pour obtenir une consistance, un solvant ou un substitut pour la dilution, un catalyseur pour initier la réticulation et provoquer le durcissement et certains additifs tels que des agents matifiants pour fournir des caractéristiques spéciales.

Un certain nombre de résines primaires sont utilisées, notamment des dérivés d'époxy, d'uréthane, d'acrylique et de polyester.
Dans tous les cas, ces résines durcissent très durement et sont résistantes aux solvants et aux rayures, semblables au vernis catalysé (de conversion). Cela rend les réparations invisibles difficiles si le film durci est endommagé.

Les finitions durcies aux UV peuvent être constituées à 100 % de solides sous forme liquide. Autrement dit, l’épaisseur de ce qui est déposé sur le bois est la même que l’épaisseur du revêtement durci. Il n'y a rien à évaporer. Mais la résine primaire est trop épaisse pour une application facile. Les fabricants ajoutent donc des molécules réactives plus petites pour réduire la viscosité. Contrairement aux solvants, qui s'évaporent, ces molécules ajoutées se réticulent avec les plus grosses molécules de résine pour former le film.

Des solvants ou de l'eau peuvent également être ajoutés comme diluants lorsqu'un film plus fin est souhaité, par exemple pour une couche de scellement. Mais ils ne sont généralement pas nécessaires pour rendre la finition pulvérisable. Lorsque des solvants ou de l’eau sont ajoutés, ils doivent pouvoir s’évaporer ou les faire (dans un four) avant le début du durcissement aux UV.

Le catalyseur
Contrairement au vernis catalysé, qui commence à durcir lorsque le catalyseur est ajouté, le catalyseur d'une finition durcie aux UV, appelé « photoinitiateur », ne fait rien tant qu'il n'est pas exposé à l'énergie de la lumière UV. Ensuite, une réaction en chaîne rapide démarre qui relie toutes les molécules du revêtement entre elles pour former le film.

C’est ce processus qui rend les finitions durcies aux UV si uniques. Il n’y a pratiquement aucune durée de conservation ou de conservation en pot pour la finition. Il reste sous forme liquide jusqu'à ce qu'il soit exposé aux rayons UV. Ensuite, il guérit totalement en quelques secondes. Gardez à l’esprit que la lumière du soleil peut déclencher le durcissement, il est donc important d’éviter ce type d’exposition.

Il serait peut-être plus facile de considérer le catalyseur pour les revêtements UV comme étant composé de deux parties plutôt que d’une seule. Il y a le photoinitiateur déjà dans la finition – environ 5 % du liquide – et il y a l'énergie de la lumière UV qui le déclenche. Sans les deux, rien ne se passe.

Cette caractéristique unique permet de récupérer les surpulvérisations en dehors de la portée de la lumière UV et de réutiliser la finition. Les déchets peuvent ainsi être presque totalement éliminés.
La lumière UV traditionnelle est une ampoule à vapeur de mercure associée à un réflecteur elliptique pour collecter et diriger la lumière sur la pièce. L'idée est de concentrer la lumière pour obtenir un effet maximal en déclenchant le photoinitiateur.

Au cours de la dernière décennie, les LED (diodes électroluminescentes) ont commencé à remplacer les ampoules traditionnelles, car elles consomment moins d'électricité, durent beaucoup plus longtemps, n'ont pas besoin de se réchauffer et ont une plage de longueurs d'onde étroite, de sorte qu'elles ne créent pas autant de lumière. beaucoup de chaleur problématique. Cette chaleur peut liquéfier les résines du bois, comme dans le pin, et la chaleur doit être évacuée.
Le processus de durcissement est cependant le même. Tout est « ligne de mire ». La finition ne durcit que si la lumière UV la frappe à une distance fixe. Les zones dans l'ombre ou hors du champ de la lumière ne guérissent pas. Il s’agit à l’heure actuelle d’une limitation importante du durcissement aux UV.

Pour durcir le revêtement sur n'importe quel objet complexe, même quelque chose d'aussi plat qu'une moulure profilée, les lumières doivent être disposées de manière à frapper chaque surface à la même distance fixe pour correspondre à la formulation du revêtement. C’est la raison pour laquelle les objets plats constituent la grande majorité des projets recouverts d’une finition durcie aux UV.

Les deux dispositions courantes pour l'application et le durcissement du revêtement UV sont la ligne plate et la chambre.
Avec la ligne plate, les objets plats ou presque plats descendent sur un convoyeur sous un pulvérisateur ou un rouleau ou à travers une chambre à vide, puis à travers un four si nécessaire pour éliminer les solvants ou l'eau et enfin sous un ensemble de lampes UV pour provoquer le durcissement. Les objets peuvent alors être immédiatement empilés.

Dans les chambres, les objets sont généralement suspendus et déplacés le long d'un convoyeur en suivant les mêmes étapes. Une chambre permet la finition de tous les côtés à la fois et la finition d'objets tridimensionnels non complexes.

Une autre possibilité consiste à utiliser un robot pour faire pivoter l’objet devant des lampes UV ou à tenir une lampe UV et à déplacer l’objet autour d’elle.
Les fournisseurs jouent un rôle clé
Avec les revêtements et les équipements durcis aux UV, il est encore plus important de travailler avec les fournisseurs qu'avec les vernis catalysés. La raison principale est le nombre de variables qui doivent être coordonnées. Il s'agit notamment de la longueur d'onde des ampoules ou des LED et de leur distance par rapport aux objets, de la formulation du revêtement et de la vitesse de ligne si vous utilisez une ligne de finition.