UV-härdande pulverfärg har funnits länge, men har hittills fått en relativt begränsad industriell användning. Teknos gör nu en ny satsning på tekniken. Med nya polymerer och en smälttemperatur på omkring 115–135 °C ser företaget möjligheter att använda pulverlackering på bland annat MDF och andra träbaserade material. Den nya produkten har fått namnet Infralit Lumi och befinner sig nära kommersiell lansering.
Teknos har undersökt UV-härdande pulver vid flera tillfällen genom åren. Vid tidigare försök, bland annat omkring 2017–2018, ansåg företaget att tillgängliga råvaror och polymerer inte gav tillräckligt bra egenskaper. När nya polymerer med bättre tekniska egenskaper blev tillgängliga väcktes intresset på nytt.
– Det vi såg och som bland annat gör att vi nu tror på tekniken är den låga smälttemperaturen. Pulvret smälter ut redan vid 115–135 °C och därefter härdas det med UV-strålning, säger Jörgen Hansen, innovationskemist på Teknos.
Projektet presenterades på en övergripande nivå vid mässan Ligna 2025 och har därefter gått vidare med formuleringar och praktiska försök. Industriella försök pågår hos kunder och Teknos beskriver tekniken som på väg mot kommersiell användning.
Värme och härdning separeras
En avgörande skillnad jämfört med konventionell värmehärdande pulverlack är att smältning och härdning kan separeras. Först tillförs tillräckligt med värme för att pulvret ska smälta och flyta ut. Därefter sker den egentliga härdningen med UV-strålning. Hur lång tid uppvärmningen tar beror på substratet och utrustningen. Teknos anger att det tar allt från sekunder upp till någon minut. Kortvågig IR ger de kortaste tiderna. I försök har omkring en och en halv minut varit tillräckligt för att få pulvret att flyta ut.
Den korta värmebelastningen är särskilt intressant för trä och träbaserade material. När trä utsätts för hög temperatur under längre tid kan bland annat gaser och fukt frigöras och orsaka defekter i beläggningen. Dessutom kan värmekänsliga lim och andra komponenter påverkas. Teknos har hittills framför allt koncentrerat utvecklingen på trämaterial, men tekniken kan även användas på metall där exempelvis kortare processtid och lägre energianvändning kan vara intressant.
Nya polymerer öppnade möjligheten
En central del i utvecklingen är den polymer som utgör basen för färgen. Enligt Teknos har de nya råvarorna gjort det möjligt att kombinera egenskaper som tidigare varit svåra att få tillsammans: låg smälttemperatur, hårdhet och samtidigt god flexibilitet. Skiktet får även en mycket god kemikaliebeständighet.
Pulverfärgen ger dessutom de generella fördelar som förknippas med pulverlackering.
– Lägger du på 70 µm pulver får du 70 µm på detaljen. Spillfärgen kan dessutom återanvändas precis som med vanlig pulverfärg, säger Daniel Pettersson, teknisk säljare på Teknos.
För vissa produkter kan ytterligare processteg också försvinna. Teknos pekar exempelvis på träprodukter som idag våtlackeras i två skikt med mellanslipning. Med pulver kan det ofta vara fullt tillräckligt med ett enda skikt.
Teknos ser emellertid inte UV-pulvret enbart som ett sätt att ersätta befintliga lacksystem. Företaget menar att det kan vara minst lika intressant att utnyttja pulverlackens eget uttryck och skapa nya typer av ytor på MDF och andra träprodukter.
– Om man alltid ska substituera något gammalt blir det lätt att man hela tiden jämför med den befintliga ytan. Det är bättre att se vilka nya möjligheter tekniken ger, säger Jörgen Hansen.
Exempel på tänkbara områden är möbler, butiks- och hotellinredningar och andra produkter där en tålig yta kombineras med möjligheten att ge materialet ett nytt utseende.
Teknos arbetar i nuläget bland annat med klarlack och vit pigmenterad färg. Olika kulörer, glanser och andra varianter kan utvecklas utifrån den gemensamma polymerbasen.
UV-härdningen sätter också gränser
Tekniken har samtidigt begränsningar. En är skikttjockleken, framför allt för pigmenterade färger. UV-strålningen måste kunna tränga tillräckligt långt in i beläggningen för att ge fullständig härdning. Teknos anger för närvarande en maximal skikttjocklek på omkring 75 µm. Klarlack är enklast att UV-härda, medan kraftigt pigmenterade färger ställer högre krav. Utvecklingen av moderna fotoinitiatorer, den komponent i färgen som absorberar UV-ljuset och startar den kemiska reaktionen, har dock förbättrat möjligheterna, bland annat för vitt. Fotoinitiatorer som arbetar vid högre våglängder inom UVA-området ger bättre inträngning i beläggningen.
Även UV-dosen måste styras. För liten dos kan ge ofullständig härdning, medan alltför kraftig exponering kan göra beläggningen spröd.
En annan utmaning är geometrin. UV-ljuset måste nå den belagda ytan, vilket är relativt enkelt på plana detaljer men svårare på tredimensionella föremål. I den 3D-utrustning som Teknos har arbetat med tillsammans med anläggningsleverantören Triab, används därför bland annat speglar för att reflektera UV-strålningen och nå fler ytor.
Processen måste anpassas till materialet
Pulverapplicering på trä innebär också att processen måste anpassas till substratet. MDF kan exempelvis ha varierande densitetsprofil, vilket påverkar resultatet, särskilt på frästa ytor.
För varje material behöver därför en processprofil tas fram där bland annat IR-effekt, temperatur och UV-dos anpassas. När rätt parametrar väl är fastställda kan de sparas som ett program för den aktuella produkten. Det innebär att tekniken ställer krav på lackeringsanläggningen. Idag är de flesta anläggningar för målning av träbaserade material utformade för våtlackering, vilket gör att det normalt krävs en betydande investering för att kunna använda UV-tekniken.
Samtidigt kan en ny linje utformas på ett helt annat sätt. Teknos tar en stol som exempel. I en traditionell process lackeras ofta olika delar var för sig före montering och behöver flera skikt inklusive mellanslipningar. Med UV-pulver kan det vara möjligt att lackera den monterade stolen hängande, applicera ett skikt, smälta ut pulvret och därefter UV-härda. Tiden för att smälta och härda pulvret samt få detaljen att svalna är vanligen under 5 minuter. En ny anläggning kan dessutom göras mycket kompakt och få en relativt låg energianvändning.
På väg mot fullskalig produktion
Teknos har gett den nya färgen produktnamnet Infralit Lumi. Nästa steg är att skala upp tillverkningen av bland annat vit färg och klarlack från laboratoriekvantiteter till fullskalig pulverproduktion.
– Vi håller på med uppskalningen av både vitt och klarlacken. Därefter kan vi börja testa på kundlinjer, säger Pasi Virtanen, innovationsledare på Teknos.
Intresset från industrin beskrivs som stort och Teknos genomför redan demonstrationer och försök för potentiella användare. Företaget räknar med att de första installationerna framför allt kommer att finnas hos tillverkare som bygger en anläggning för en bestämd produktgrupp, där processens fördelar kan utnyttjas fullt ut.
Tekniken är inte tänkt att ersätta alla andra lackeringsmetoder. Den ska snarare ses som ytterligare ett alternativ för de tillämpningar där kombinationen av låg värmebelastning, snabb härdning, hög materialeffektivitet, låg energianvändning och pulverlackens egenskaper ger tydliga fördelar.
Text: Ytforum, Foto: Teknos
