بقلم لورانس (لاري) فان إيسيغيم هو الرئيس والمدير التنفيذي لشركة Van Technologies, Inc.
خلال تعاملاتنا مع العملاء الصناعيين على الصعيد الدولي، عالجنا عددًا هائلاً من الأسئلة وقدّمنا حلولًا عديدة تتعلق بالطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. فيما يلي بعض الأسئلة الأكثر شيوعًا، وقد تُقدّم الإجابات المرفقة معلومات قيّمة.
1. ما هي الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية؟
في صناعة تشطيب الأخشاب، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية.
الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، النشطة بنسبة 100% (والتي تُعرف أحيانًا باسم المواد الصلبة بنسبة 100%)، هي تركيبات كيميائية سائلة لا تحتوي على أي مذيبات أو ماء. عند تطبيقها، تتعرض الطبقة مباشرةً لطاقة الأشعة فوق البنفسجية دون الحاجة إلى التجفيف أو التبخر قبل المعالجة. تتفاعل تركيبة الطلاء المطبقة لتكوين طبقة سطحية صلبة من خلال العملية التفاعلية الموصوفة، والتي تُسمى بالبلمرة الضوئية. ونظرًا لعدم الحاجة إلى التبخر قبل المعالجة، فإن عملية التطبيق والمعالجة تتميزان بكفاءة عالية وفعالية من حيث التكلفة.
من الواضح أن الطلاءات الهجينة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية، سواءً أكانت مائية أم مذيبة، تحتوي إما على الماء أو المذيب لتقليل المحتوى النشط (أو الصلب). يتيح هذا التخفيض في المحتوى الصلب سهولة أكبر في التحكم بسمك الطبقة الرطبة المطبقة، و/أو في التحكم بلزوجة الطلاء. تُستخدم هذه الطلاءات على الأسطح الخشبية بطرق متنوعة، وتحتاج إلى تجفيف كامل قبل المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية.
طلاءات المسحوق القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية هي أيضًا تركيبات صلبة بنسبة 100%، وتُطبّق عادةً على ركائز موصلة للكهرباء الساكنة. بعد تطبيقها، تُسخّن الركيزة لإذابة المسحوق، الذي يتدفق مُشكّلًا طبقة سطحية. بعد ذلك، يُمكن تعريض الطبقة المطلية مباشرةً لطاقة الأشعة فوق البنفسجية لتسهيل المعالجة. تصبح الطبقة السطحية الناتجة غير قابلة للتشوه أو حساسة للحرارة.
تتوفر أنواع مختلفة من هذه الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، وتحتوي على آلية معالجة ثانوية (تنشط بالحرارة، تتفاعل مع الرطوبة، إلخ)، تُتيح المعالجة في المناطق السطحية غير المعرضة للأشعة فوق البنفسجية. تُعرف هذه الطلاءات عادةً باسم الطلاءات ثنائية المعالجة.
بغض النظر عن نوع الطلاء القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية المستخدم، فإن الطبقة السطحية النهائية توفر جودة استثنائية ومتانة وخصائص مقاومة.
2. ما مدى قدرة الطلاءات القابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية على التصاق أنواع مختلفة من الأخشاب، بما في ذلك أنواع الأخشاب الزيتية؟
تتميز الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بقدرة التصاق ممتازة بمعظم أنواع الأخشاب. من المهم التأكد من توفر ظروف معالجة كافية لضمان معالجة كاملة والالتصاق المناسب بالركيزة.
هناك أنواع معينة من الخشب ذات طبيعة زيتية للغاية، وقد تتطلب استخدام طبقة أساس مُعززة للالتصاق، أو ما يُعرف بـ"طبقة الربط". أجرت شركة فان تكنولوجيز أبحاثًا وتطويرات مكثفة في مجال التصاق الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بهذه الأنواع من الخشب. وتشمل التطورات الحديثة مادة مانعة للتسرب واحدة قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، تمنع الزيوت والصمغ والقار من التداخل مع التصاق الطبقة العلوية القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية.
كبديل، يمكن إزالة الزيت الموجود على سطح الخشب مباشرةً قبل وضع الطلاء بمسحه بالأسيتون أو أي مذيب مناسب آخر. تُبلل قطعة قماش ماصة خالية من الوبر بالمذيب أولاً، ثم تُمسح على سطح الخشب. يُترك السطح ليجف، ثم تُوضع طبقة الطلاء المقاومة للأشعة فوق البنفسجية. تُعزز إزالة الزيت السطحي والملوثات الأخرى التصاق الطلاء المطبق بسطح الخشب لاحقًا.
3. ما هي أنواع البقع المتوافقة مع طلاءات الأشعة فوق البنفسجية؟
يمكن تغليف أيٍّ من البقع الموصوفة هنا بفعالية وطلائها بأنظمة مسحوق قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%، أو معالجة بمذيبات مخفضة، أو معالجة بالأشعة فوق البنفسجية بالماء، أو معالجة بالأشعة فوق البنفسجية. لذلك، تتوفر العديد من التركيبات الفعالة التي تجعل معظم أنواع البقع المتوفرة في السوق مناسبة لأي طلاء قابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. مع ذلك، هناك بعض الاعتبارات المهمة لضمان التوافق للحصول على تشطيب عالي الجودة لسطح الخشب.
البقع المنقولة بالماء والبقع القابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية المنقولة بالماء:عند استخدام مانعات التسرب/الطبقات العلوية المسحوقة، سواءً القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%، أو القابلة للمعالجة بمذيبات مُخفّضة، أو القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، على البقع المائية، من الضروري أن تكون البقعة جافة تمامًا لمنع عيوب تجانس الطلاء، بما في ذلك قشر البرتقال، وعيون السمكة، والحفر، والتجمعات المائية. تحدث هذه العيوب بسبب انخفاض التوتر السطحي للطلاءات المطبقة مقارنةً بارتفاع التوتر السطحي للماء المتبقي من البقعة المطبقة.
مع ذلك، عادةً ما يكون تطبيق الطلاء المائي القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية أكثر تسامحًا. قد تظهر الرطوبة على الصبغة المطبقة دون آثار جانبية عند استخدام بعض أنواع المانعات التسرب/الطبقات العلوية القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. ستنتشر الرطوبة أو الماء المتبقي من الصبغة بسهولة عبر المانع التسرب/الطبقة العلوية المائية المقاومة للأشعة فوق البنفسجية أثناء عملية التجفيف. مع ذلك، يُنصح بشدة باختبار أي مزيج من الصبغة والمانع التسرب/الطبقة العلوية على عينة اختبار نموذجية قبل الالتزام بالسطح المراد تشطيبه.
البقع الزيتية والمحمولة بالمذيبات:على الرغم من وجود نظام يُمكن تطبيقه على البقع الزيتية أو المذيبات غير الجافة بشكل كافٍ، إلا أنه عادةً ما يكون من الضروري، بل ويُوصى بشدة، تجفيف هذه البقع تمامًا قبل وضع أي مادة مانعة للتسرب/طبقة علوية. قد تتطلب هذه الأنواع من البقع بطيئة الجفاف ما يصل إلى 24 إلى 48 ساعة (أو أكثر) لتحقيق الجفاف الكامل. يُنصح أيضًا باختبار النظام على سطح خشبي نموذجي.
بقع قابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%:بشكل عام، تتميز الطلاءات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100% بمقاومة عالية للمواد الكيميائية والماء عند تصلبها الكامل. تُصعّب هذه المقاومة التصاق الطلاءات المُطبقة لاحقًا بشكل جيد ما لم يُكشط السطح السفلي المُعالج بالأشعة فوق البنفسجية بشكل كافٍ للسماح بالترابط الميكانيكي. على الرغم من توفر بقع مقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%، والمصممة لتكون مُتقبلة للطلاءات المُطبقة لاحقًا، إلا أن معظم البقع المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100% تحتاج إلى التآكل أو المعالجة جزئيًا (تُسمى المرحلة "ب" أو المعالجة الناتئة) لتعزيز التصاق الطبقات. ينتج عن المرحلة "ب" مواقع تفاعلية متبقية في طبقة الصبغة تتفاعل مع الطلاء القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية المطبق أثناء تعرضه لظروف المعالجة الكاملة. كما يسمح المرحلة "ب" بالتآكل الخفيف لإزالة أو قطع أي نتوءات قد تحدث نتيجة تطبيق الصبغة. سيؤدي تطبيق الختم الناعم أو الطبقة العلوية إلى التصاق ممتاز بين الطبقات.
هناك مشكلة أخرى تتعلق بالبقع القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%، وهي تتعلق بالألوان الداكنة. تُحقق البقع كثيفة الصبغة (والطلاءات الصبغية عمومًا) أداءً أفضل عند استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية التي تُصدر طاقة أقرب إلى طيف الضوء المرئي. تُعدّ مصابيح الأشعة فوق البنفسجية التقليدية المُضاف إليها الغاليوم مع مصابيح الزئبق القياسية خيارًا ممتازًا. تُحقق مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية التي تُصدر 395 نانومتر و/أو 405 نانومتر أداءً أفضل مع الأنظمة الصبغية مقارنةً بمصفوفات 365 نانومتر و385 نانومتر. علاوة على ذلك، تُقدم أنظمة مصابيح الأشعة فوق البنفسجية التي تُصدر طاقة أشعة فوق بنفسجية أكبر (ملي واط/سم³)2) وكثافة الطاقة (ملي جول/سم2) تعزيز العلاج بشكل أفضل من خلال طبقة الطلاء الملونة أو الملطخة المطبقة.
وأخيرًا، كما هو الحال مع أنظمة الصبغ الأخرى المذكورة أعلاه، يُنصح باختبار السطح المراد صبغه وتشطيبه قبل العمل عليه. تأكد من ذلك قبل المعالجة!
4. ما هو الحد الأقصى/الحد الأدنى لبناء الفيلم لطلاءات الأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100٪؟
طلاءات المسحوق القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية هي، من الناحية الفنية، طلاءات قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%، ويحد من سمكها المطبق قوى الجذب الكهروستاتيكية التي تربط المسحوق بالسطح المراد طلائه. يُنصح باستشارة الشركة المصنعة لطلاءات المسحوق فوق البنفسجية.
فيما يتعلق بالطلاءات السائلة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100%، فإن سماكة الطبقة الرطبة المطبقة ستكون تقريبًا مساوية لسماكة الطبقة الجافة بعد المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. لا مفر من حدوث بعض الانكماش، ولكنه عادةً ما يكون ذا تأثير ضئيل. مع ذلك، هناك تطبيقات تقنية عالية تتطلب تفاوتات سماكة ضيقة جدًا أو ضيقة جدًا. في هذه الحالات، يمكن إجراء قياسات للطبقة المعالجة مباشرةً لربط سماكة الطبقة الرطبة بالجافة.
تعتمد السُمك النهائي المُعالج الذي يُمكن تحقيقه على التركيب الكيميائي للطلاء القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية وكيفية صياغته. تتوفر أنظمة مُصممة لتوفير رواسب أغشية رقيقة جدًا تتراوح بين 0.2 مل - 0.5 مل (5 ميكرون - 15 ميكرون) وأنظمة أخرى يُمكنها توفير سُمك يزيد عن 0.5 بوصة (12 مم). عادةً، لا تكون الطلاءات المُعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ذات كثافة الترابط المتقاطع العالية، مثل بعض تركيبات أكريلات اليوريثان، قادرة على إنتاج سُمك غشاء عالٍ في طبقة واحدة مُطبقة. ستُسبب درجة الانكماش عند المعالجة تشققات شديدة في الطلاء المُطبق بسمك كبير. مع ذلك، يُمكن تحقيق سُمك بناء أو تشطيب عالٍ باستخدام الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ذات كثافة الترابط المتقاطع العالية من خلال وضع طبقات رقيقة متعددة وإما الصنفرة و/أو وضع طبقة "B" بين كل طبقة لتعزيز التصاق الطبقات الداخلية.
تُسمى آلية المعالجة التفاعلية لمعظم الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية "بتحفيز الجذور الحرة". تتأثر آلية المعالجة التفاعلية هذه بالأكسجين الموجود في الهواء، مما يُبطئ أو يُثبط سرعة المعالجة. يُشار إلى هذا التباطؤ غالبًا باسم تثبيط الأكسجين، وهو بالغ الأهمية عند محاولة تحقيق سماكات رقيقة جدًا للأغشية. في الأغشية الرقيقة، تكون مساحة السطح إلى الحجم الإجمالي للطلاء المطبق عالية نسبيًا مقارنةً بسماكات الأغشية السميكة. لذلك، تكون سماكات الأغشية الرقيقة أكثر عرضة لتثبيط الأكسجين وتتصلب ببطء شديد. غالبًا ما يظل سطح الطلاء غير معالج بشكل كافٍ ويُظهر ملمسًا زيتيًا/دهنيًا. لمواجهة تثبيط الأكسجين، يمكن تمرير غازات خاملة مثل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون على السطح أثناء المعالجة لإزالة تركيز الأكسجين، مما يسمح بالمعالجة الكاملة والسريعة.
5. ما مدى وضوح طلاء الأشعة فوق البنفسجية الشفاف؟
تتميز الطلاءات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100% بوضوح ممتاز، وتنافس أفضل أنواع الطلاءات الشفافة في هذا المجال. كما أنها تُبرز جمالًا وعمقًا بصريًا فائقين عند تطبيقها على الخشب. ومن الجدير بالذكر أنظمة أكريلات اليوريثان الأليفاتية المتنوعة، التي تتميز بوضوحها العالي وعدم لونها عند تطبيقها على مجموعة واسعة من الأسطح، بما في ذلك الخشب. علاوة على ذلك، تتميز طلاءات أكريلات البولي يوريثان الأليفاتية بثباتها العالي ومقاومتها لتغير اللون مع مرور الوقت. تجدر الإشارة إلى أن الطلاءات منخفضة اللمعان تشتت الضوء أكثر بكثير من الطلاءات اللامعة، وبالتالي تكون نقائها أقل. ومع ذلك، فإن الطلاءات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية بنسبة 100% تُضاهي، إن لم تكن تتفوق، أنواع الطلاء الأخرى.
يمكن تركيب الطلاءات المائية المقاومة للأشعة فوق البنفسجية المتوفرة حاليًا لتوفير صفاء استثنائي، ودفء واستجابة للخشب، تُضاهي أفضل أنظمة التشطيب التقليدية. تتميز الطلاءات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية المتوفرة في السوق اليوم بصفائها ولمعانها واستجابة الخشب، بالإضافة إلى خصائصها الوظيفية الأخرى، عند الحصول عليها من مصنّعين ذوي جودة عالية.
6. هل هناك طلاءات ملونة أو مصطبغة قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية؟
نعم، تتوفر الطلاءات الملونة أو المصبوغة بسهولة في جميع أنواع الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، ولكن هناك عوامل يجب مراعاتها للحصول على أفضل النتائج. العامل الأول والأهم هو أن بعض الألوان تتداخل مع قدرة طاقة الأشعة فوق البنفسجية على الانتقال إلى الطلاء القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية المطبق أو اختراقه. يوضح الشكل 1 الطيف الكهرومغناطيسي، ويمكن ملاحظة أن طيف الضوء المرئي مجاور تمامًا لطيف الأشعة فوق البنفسجية. الطيف عبارة عن سلسلة متصلة بدون خطوط (أطوال موجية) واضحة للتمييز. لذلك، تمتزج منطقة تدريجيًا في منطقة مجاورة. بالنظر إلى منطقة الضوء المرئي، هناك بعض الادعاءات العلمية بأنها تمتد من 400 نانومتر إلى 780 نانومتر، بينما تنص ادعاءات أخرى على أنها تمتد من 350 نانومتر إلى 800 نانومتر. في هذه المناقشة، يهمنا فقط أن ندرك أن بعض الألوان يمكنها أن تمنع بشكل فعال انتقال أطوال موجية معينة من الأشعة فوق البنفسجية أو الإشعاع.
بما أن التركيز منصبّ على منطقة الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية، فلنستكشف هذه المنطقة بمزيد من التفصيل. توضح الصورة 2 العلاقة بين الطول الموجي للضوء المرئي واللون المقابل له والفعال في حجبه. من المهم أيضًا معرفة أن الملونات عادةً ما تغطي نطاقًا من الأطوال الموجية، بحيث قد يغطي الملون الأحمر نطاقًا واسعًا، مما قد يسمح بامتصاصه جزئيًا في منطقة الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (UVA). لذلك، فإن الألوان الأكثر إثارة للقلق تغطي نطاقًا من الأصفر إلى البرتقالي إلى الأحمر، وقد تؤثر هذه الألوان على فعالية المعالجة.
لا تؤثر الملونات على عملية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية فحسب، بل تُؤخذ أيضًا في الاعتبار عند استخدام الطلاءات البيضاء المصبوغة، مثل البرايمر القابل للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ودهانات الطبقة النهائية. تأمل طيف امتصاص ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) الصبغي الأبيض، كما هو موضح في الصورة 3. يُظهر ثاني أكسيد التيتانيوم امتصاصًا قويًا للغاية في جميع أنحاء منطقة الأشعة فوق البنفسجية، ومع ذلك، تُعالج الطلاءات البيضاء القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بفعالية. كيف؟ يكمن الحل في صياغة دقيقة من قِبل مطور الطلاء والمُصنِّع بالتنسيق مع استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية المناسبة للمعالجة. تُصدر مصابيح الأشعة فوق البنفسجية التقليدية الشائعة الاستخدام طاقة كما هو موضح في الصورة 4.
يعتمد كل مصباح موضّح على الزئبق، ولكن بتطعيم الزئبق بعنصر معدني آخر، يمكن أن ينتقل الانبعاث إلى مناطق أطوال موجية مختلفة. في حالة الطلاءات البيضاء القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، والقائمة على ثاني أكسيد التيتانيوم، تُحجب الطاقة الصادرة عن مصباح الزئبق القياسي بفعالية. بعض الأطوال الموجية الأعلى المُقدّمة تُوفّر معالجة، ولكن قد لا تكون المدة اللازمة للمعالجة الكاملة عملية. مع ذلك، بتطعيم مصباح الزئبق بالغاليوم، تتوفر طاقة وفيرة مفيدة في منطقة لا يُحجبها ثاني أكسيد التيتانيوم بفعالية. باستخدام مزيج من كلا نوعي المصابيح، يُمكن تحقيق المعالجة من خلال المعالجة (باستخدام مُشَبَّب بالغاليوم) والمعالجة السطحية (باستخدام الزئبق القياسي) (الصورة 5).
أخيرًا، يجب صياغة الطلاءات الملونة أو الصبغية القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية باستخدام المبادرات الضوئية المثالية بحيث يتم استخدام طاقة الأشعة فوق البنفسجية - نطاق الطول الموجي للضوء المرئي الذي توفره المصابيح - بشكل صحيح من أجل المعالجة الفعالة.
أسئلة أخرى؟
لأي استفسار، لا تتردد في سؤال مورد الطلاء والمعدات وأنظمة التحكم في العمليات الحالي أو المستقبلي للشركة. تتوفر إجابات فعّالة لمساعدتك في اتخاذ قرارات فعّالة وآمنة ومربحة.
لورانس (لاري) فان إسيغيم هو الرئيس والمدير التنفيذي لشركة فان تكنولوجيز. تتمتع فان تكنولوجيز بخبرة تزيد عن 30 عامًا في مجال الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، حيث بدأت كشركة بحث وتطوير، ثم تطورت سريعًا لتصبح شركة مصنعة لطلاءات متقدمة خاصة بالتطبيقات™ تخدم منشآت الطلاء الصناعي حول العالم. لطالما كانت الطلاءات القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية محور تركيز رئيسي، إلى جانب تقنيات الطلاء "الخضراء" الأخرى، مع التركيز على أداء يكافئ أو يتفوق على التقنيات التقليدية. تُصنّع فان تكنولوجيز علامة GreenLight Coatings™ للطلاءات الصناعية وفقًا لنظام إدارة الجودة المعتمد ISO-9001:2015. لمزيد من المعلومات، يُرجى زيارةwww.greenlightcoatings.com.
وقت النشر: ٢٢ يوليو ٢٠٢٣
