Technologia suszenia farb wodnych i rozpuszczalnikowych w podczerwieni

W tradycyjnym systemie suszenia powłok lakierniczych wykorzystuje się proces konwekcji podgrzanego powietrza. Technologia ta wymaga dostarczenia ogromnej ilości energii w postaci ciepła, przy czym sam proces schnięcia przebiega stosunkowo wolno.

 

W przypadku linii technologicznych istnieje, zatem konieczność budowania wielkogabarytowych konstrukcji takich jak piece wertykalne lub tunele suszarnicze, których wielkość niejednokrotnie przekracza kilkanaście metrów. Zabiera to cenną przestrzeń na hali produkcyjnej a sam proces jest energochłonny.

 

W ostatnich latach nastąpił wzrost zainteresowania procesem suszenia promieniami IR (podczerwienią). Z uwagi na sposób generowania promieniowania podczerwonego rozróżnia się trzy zasadnicze systemy: elektryczne promienniki IR, gazowe promienniki IR, katalityczne gazowe promienniki IR .

 

Dotychczas stosowane elektryczne promienniki IR znacznie przyspieszały proces schnięcia powłoki, przy czym koszt eksploatacji był wysoki z uwagi na energochłonność stosowanych źródeł promieniowania. 

 

Szczególnym typem źródła generowania promieni IR jest katalityczny promiennik IR  wykorzystywany w piecach i systemach Schubox / KitCat. Generuje on promienie IR o długości fali od 3 do 6 m. (promieniowanie średniofalowe i długofalowe). Widmo promieniowanie naszego promiennika pokrywa się z widmem absorpcji przez produkty takie jak farby czy lakiery wodne czy rozpuszczalnikowe, bejce oraz woski.

Dlaczego IR

Suszenie ciepłym powietrzem farb oraz lakierów bazujących na rozpuszczalnikach organicznych może powodować utwardzanie powierzchniowej warstwy uniemożliwiającej odparowanie rozpuszczalnika z głębi powłoki. Następstwem tego zjawiska może być powstawanie pęcherzyków lub tzw. skórki pomarańczowej.

 

Brak tego zjawiska w technologii IR tłumaczy się właściwościami promieniowania IR a dokładniej generowaniem promieniowania o różnej długości fali. Na rysunku obok przedstawiono proces odbicia się i absorpcji promieniowania IR. Absorpcja promieniowania podczerwonego odbywa się w całej objętości powłoki lakierniczej, wobec tego nie ma zagrożenia powstawania powierzchniowych warstw ograniczających dyfuzję rozpuszczalnika.

schemat

Ekonomia

TYP LAKIERU CZAS SCHNIĘCIA POWŁOK LAKIERNICZYCH
LAKIERY WODNE ok. 10 - 25 min
LAKIERY POLIURETANOWE ok. 25 - 30 min
LAKIERY POLIESTROWE ok. 45 - 50 min
LAKIERY NITRO ok. 10 min
KLEJE WODNE POD PRASY MEMBRANOWE ok. 10 min

Niewątpliwie należy zwrócić uwagę na to, iż system ten charakteryzuje się wysoką sprawnością przekształcania energii gazu w energię IR. Emiter IR zużywa maksymalnie ok. 1 m3/h ziemnego lub LPG.

 

Przykładowe czasy schnięcia różnych gatunków farb czy lakierów przedstawiono obok w tabeli. 

 

Przez schniecie rozumiemy całkowite utwardzenie powłoki lakierniczej.

Źródło energii

W systemach Schubox / KitCat jako źródło energii stosuje się gaz naturalny lub czysty propan.

 

Reakcja jest reakcją egzotermiczną , produktami tej reakcji jest woda oraz dwutlenek węgla.

 

Utlenianie gazu z procesem katalizy zachodzi w temperaturze poniżej punktu zapłonu gazu , wobec czego jest to reakcja gdzie nie występuje zagrożenie zapłonu czy wybuchu.