UV-क्युरेड कोटिंग्जविषयी प्राथमिक माहिती

गेल्या अनेक दशकांपासून वातावरणात सोडल्या जाणाऱ्या द्रावकांचे प्रमाण कमी करण्याचे प्रयत्न सुरू आहेत. यांना व्हीओसी (बाष्पशील सेंद्रिय संयुगे) म्हणतात आणि, खरे तर, यामध्ये ॲसिटोन वगळता आपण वापरत असलेल्या सर्व द्रावकांचा समावेश होतो, कारण ॲसिटोनची प्रकाश-रासायनिक अभिक्रियाशीलता खूप कमी असल्यामुळे त्याला व्हीओसी द्रावक म्हणून वगळण्यात आले आहे.

पण जर आपण सॉल्व्हेंट्स पूर्णपणे वगळूनही कमीत कमी श्रमात चांगले संरक्षक आणि सजावटीचे परिणाम मिळवू शकलो तर?
ते उत्तम होईल — आणि आम्ही ते करू शकतो. हे शक्य करणाऱ्या तंत्रज्ञानाला 'यूव्ही क्युरिंग' (UV curing) म्हणतात. १९७० च्या दशकापासून याचा वापर धातू, प्लॅस्टिक, काच, कागद यांसारख्या सर्व प्रकारच्या वस्तूंसाठी आणि वाढत्या प्रमाणात लाकडासाठीही केला जात आहे.

UV-क्युअर्ड कोटिंग्ज हे नॅनोमीटर श्रेणीतील कमीत कमी किंवा दृश्य प्रकाशाच्या किंचित खाली असलेल्या अतिनील प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर पक्के होतात. त्यांच्या फायद्यांमध्ये VOCs मध्ये लक्षणीय घट किंवा त्यांचे संपूर्ण उच्चाटन, कमी कचरा, कमी जागेची आवश्यकता, त्वरित हाताळणी आणि स्टॅकिंग (त्यामुळे ड्रायिंग रॅकची गरज नाही), कमी कामगार खर्च आणि जलद उत्पादन दर यांचा समावेश आहे.
याचे दोन महत्त्वाचे तोटे म्हणजे उपकरणांसाठी लागणारा जास्त प्रारंभिक खर्च आणि गुंतागुंतीच्या त्रिमितीय (3-D) वस्तूंना अंतिम स्वरूप देण्यातील अडचण. त्यामुळे, UV क्युरिंगचा वापर सहसा दरवाजे, पॅनलिंग, फ्लोअरिंग, ट्रिम आणि जोडणीसाठी तयार भाग यांसारख्या बऱ्यापैकी सपाट वस्तू बनवणाऱ्या मोठ्या कारखान्यांपुरता मर्यादित असतो.

UV-क्युअर्ड फिनिशेस समजून घेण्याचा सर्वात सोपा मार्ग म्हणजे त्यांची तुलना तुम्हाला परिचित असलेल्या सामान्य कॅटलाइज्ड फिनिशेसशी करणे. कॅटलाइज्ड फिनिशेसप्रमाणेच, UV-क्युअर्ड फिनिशेसमध्ये जाडी वाढवण्यासाठी रेझिन, पातळ करण्यासाठी सॉल्व्हेंट किंवा पर्याय, क्रॉसलिंकिंग सुरू करण्यासाठी आणि क्युरिंग घडवून आणण्यासाठी कॅटॅलिस्ट आणि विशेष गुणधर्म देण्यासाठी फ्लॅटिंग एजंट्ससारखे काही अॅडिटिव्ह्ज असतात.

इपॉक्सी, युरेथेन, ॲक्रिलिक आणि पॉलिस्टर यांच्या व्युत्पन्न पदार्थांसह अनेक प्राथमिक रेझिन्स वापरले जातात.
सर्व बाबतीत, हे रेझिन्स उत्प्रेरित (कन्व्हर्जन) व्हार्निशप्रमाणेच खूप कठीण होतात आणि सॉल्व्हेंट व ओरखड्यांना प्रतिरोधक असतात. यामुळे, जर वाळलेल्या थराला नुकसान पोहोचले, तर न दिसणारी दुरुस्ती करणे अवघड होते.

UV-क्युअर्ड फिनिशेस द्रव स्वरूपात १०० टक्के घन असू शकतात. म्हणजेच, लाकडावर जमा होणाऱ्या पदार्थाची जाडी ही क्युअर झालेल्या कोटिंगच्या जाडीइतकीच असते. त्यात बाष्पीभवन होण्यासारखे काहीही नसते. परंतु, मूळ रेझिन सहजपणे लावता येईल इतके घट्ट नसते. म्हणून, उत्पादक त्याची चिकटपणा कमी करण्यासाठी त्यात लहान, प्रतिक्रियाशील रेणू मिसळतात. बाष्पीभवन होणाऱ्या सॉल्व्हेंट्सच्या विपरीत, हे मिसळलेले रेणू मोठ्या रेझिनच्या रेणूंशी क्रॉसलिंक होऊन थर तयार करतात.

जेव्हा पातळ थर हवा असतो, उदाहरणार्थ, सीलर कोटसाठी, तेव्हा थिनर्स म्हणून सॉल्व्हेंट्स किंवा पाणी देखील घालता येतात. परंतु फिनिशला स्प्रे करण्यायोग्य बनवण्यासाठी त्यांची सहसा गरज नसते. जेव्हा सॉल्व्हेंट्स किंवा पाणी घातले जाते, तेव्हा यूव्ही क्युरिंग सुरू होण्यापूर्वी त्यांना बाष्पीभवन होऊ देणे किंवा (ओव्हनमध्ये) घडवून आणणे आवश्यक असते.

उत्प्रेरक
कॅटलाइज्ड व्हार्निशच्या विपरीत, जे उत्प्रेरक टाकल्यावरच घट्ट होऊ लागते, यूव्ही-क्युअर्ड फिनिशमधील उत्प्रेरक, ज्याला 'फोटोइनिशिएटर' म्हणतात, तो यूव्ही प्रकाशाच्या ऊर्जेच्या संपर्कात येईपर्यंत काहीही करत नाही. त्यानंतर तो एक जलद साखळी प्रतिक्रिया सुरू करतो, जी कोटिंगमधील सर्व रेणूंना एकत्र जोडून थर तयार करते.

हीच प्रक्रिया यूव्ही-क्युअर्ड फिनिशला इतके अद्वितीय बनवते. या फिनिशला मुळात कोणतीही शेल्फ-लाइफ किंवा पॉट लाइफ नसते. जोपर्यंत ते यूव्ही प्रकाशाच्या संपर्कात येत नाही, तोपर्यंत ते द्रव स्वरूपात राहते. त्यानंतर ते काही सेकंदात पूर्णपणे क्युअर होते. हे लक्षात ठेवा की सूर्यप्रकाशामुळे क्युअरिंगची प्रक्रिया सुरू होऊ शकते, म्हणून अशा प्रकारचा संपर्क टाळणे महत्त्वाचे आहे.

UV कोटिंग्ससाठीच्या उत्प्रेरकाला एक भाग मानण्याऐवजी दोन भाग मानणे अधिक सोपे ठरेल. एक म्हणजे फिनिशमध्ये आधीपासूनच असलेला फोटोइनिशिएटर — जो द्रवाच्या सुमारे ५ टक्के असतो — आणि दुसरी म्हणजे त्याला सक्रिय करणारी UV प्रकाशाची ऊर्जा. या दोन्हींशिवाय काहीही घडत नाही.

या अद्वितीय वैशिष्ट्यामुळे, अतिनील (UV) प्रकाशाच्या कक्षेबाहेर असलेला ओव्हरस्प्रे परत मिळवून तो फिनिश पुन्हा वापरणे शक्य होते. त्यामुळे होणारी नासाडी जवळजवळ पूर्णपणे टाळता येते.
पारंपारिक UV लाईट म्हणजे एक पारा-बाष्प बल्ब असतो, ज्यासोबत प्रकाश गोळा करून भागावर निर्देशित करण्यासाठी एक लंबवर्तुळाकार परावर्तक जोडलेला असतो. फोटोइनिशिएटरला सक्रिय करण्यासाठी जास्तीत जास्त परिणाम साधण्याकरिता प्रकाश केंद्रित करणे, हा यामागील उद्देश असतो.

गेल्या दशकात एलईडी (प्रकाश-उत्सर्जक डायोड) पारंपरिक बल्बची जागा घेऊ लागले आहेत, कारण एलईडी कमी वीज वापरतात, जास्त काळ टिकतात, त्यांना गरम होण्याची गरज नसते आणि त्यांची तरंगलांबीची श्रेणी मर्यादित असल्यामुळे ते समस्या निर्माण करणारी उष्णता जवळपास तितकीच निर्माण करत नाहीत. ही उष्णता पाइनसारख्या लाकडातील राळ वितळवू शकते आणि ही उष्णता बाहेर काढणे आवश्यक असते.
तथापि, क्युरिंग प्रक्रिया सारखीच आहे. सर्व काही “दृष्टीच्या रेषेत” असते. जर यूव्ही प्रकाश एका निश्चित अंतरावरून त्यावर पडला तरच फिनिश क्युअर होते. सावलीत असलेले किंवा प्रकाशाच्या फोकसच्या बाहेर असलेले भाग क्युअर होत नाहीत. सध्याच्या काळात यूव्ही क्युरिंगची ही एक महत्त्वाची मर्यादा आहे.

कोणत्याही गुंतागुंतीच्या वस्तूवरील, अगदी प्रोफाइल मोल्डिंगसारख्या जवळजवळ सपाट वस्तूवरील कोटिंगला पक्के करण्यासाठी, प्रकाशकिरणांची मांडणी अशा प्रकारे केली पाहिजे की ते कोटिंगच्या रचनेनुसार प्रत्येक पृष्ठभागावर एकाच निश्चित अंतरावर पडतील. याच कारणामुळे, ज्या प्रकल्पांवर यूव्ही-क्युअर्ड फिनिशचे कोटिंग केले जाते, त्यांपैकी बहुतांश प्रकल्प सपाट वस्तूंचेच असतात.

UV-कोटिंग लावण्यासाठी आणि ते घट्ट करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या दोन सामान्य पद्धती म्हणजे फ्लॅट लाइन आणि चेंबर.
फ्लॅट लाइन पद्धतीत, सपाट किंवा जवळजवळ सपाट वस्तू एका कन्व्हेयरवरून स्प्रे किंवा रोलरखालून किंवा व्हॅक्यूम चेंबरमधून पुढे जातात, त्यानंतर द्रावक किंवा पाणी काढून टाकण्यासाठी आवश्यक असल्यास ओव्हनमधून जातात आणि शेवटी क्युरिंग (घट्टपणा) घडवून आणण्यासाठी UV दिव्यांच्या समूहाखालून जातात. त्यानंतर त्या वस्तू लगेचच एकावर एक रचल्या जाऊ शकतात.

चेंबरमध्ये, वस्तू सामान्यतः टांगल्या जातात आणि कन्व्हेअरच्या साहाय्याने त्याच टप्प्यांमधून पुढे सरकवल्या जातात. चेंबरमुळे सर्व बाजूंचे फिनिशिंग एकाच वेळी करणे आणि साध्या, त्रिमितीय वस्तूंचे फिनिशिंग करणे शक्य होते.

आणखी एक शक्यता म्हणजे, रोबोटचा वापर करून UV दिव्यांसमोर वस्तू फिरवणे किंवा UV दिवा धरून वस्तू त्याच्याभोवती फिरवणे.
पुरवठादार महत्त्वाची भूमिका बजावतात
कॅटलाइज्ड वार्निशच्या तुलनेत, यूव्ही-क्युरेड कोटिंग्ज आणि उपकरणांच्या बाबतीत पुरवठादारांसोबत काम करणे अधिक महत्त्वाचे ठरते. याचे मुख्य कारण म्हणजे अनेक घटकांमध्ये समन्वय साधावा लागतो. यामध्ये बल्ब किंवा एलईडीची तरंगलांबी आणि वस्तूंपासूनचे त्यांचे अंतर, कोटिंगची रचना आणि जर तुम्ही फिनिशिंग लाइन वापरत असाल तर लाइनचा वेग यांचा समावेश होतो.