TECHNOLOGIA SUSZENIA FARB WODNYCH I ROZPUSZCZALNIKOWYCH W PODCZERWIENI
W tradycyjnym systemie suszenia powlok lakierniczych wykorzystuje sie proces konwekcji podgrzanego powietrza. Technologia ta wymaga dostarczenia ogromnej ilosci energii w postaci ciepla, przy czym sam proces schniecia przebiega stosunkowo wolno.
W przypadku linii technologicznych istnieje, zatem koniecznosc budowania wielkogabarytowych konstrukcji takich jak piece wertykalne lub tunele suszarnicze, których wielkosc niejednokrotnie przekracza kilkanascie metrów. Zabiera to cenna przestrzen na hali produkcyjnej a sam proces jest energochlonny.
W ostatnich latach nastapil wzrost zainteresowania procesem suszenia promieniami IR. Z uwagi na sposób generowania promieniowania podczerwonego rozróznia sie trzy zasadnicze systemy: elektryczne promienniki IR, gazowe promienniki IR, katalityczne gazowe promienniki IR.
Dotychczas stosowane elektryczne promienniki IR znacznie przyspieszaly proces schniecia powloki, przy czym koszt eksploatacji byl wysoki z uwagi na energochlonnosc stosowanych zródel promieniowania.
Szczególnym typem zródla generowania promieni IR jest katalityczny promiennik IR(Gas Catalityc IR). Gazowy katalityczny emiter IR wykorzystywany w komorowych piecach SCHUBOX generuje promienie IR w zakresie dlugosci fali 2-10 ?m. (promieniowanie srednio- i dlugo-falowe). Widmo emisji promieniowania IR pokrywa sie z widmem absorpcji przez produkty takie jak: farby/lakiery wodne oraz na bazie rozpuszczalnika, bejce, woski.
Dlaczego IR
Suszenie cieplym powietrzem farb oraz lakierów bazujacych na rozpuszczalnikach organicznych moze powodowac powstawanie powierzchniowej warstwy uniemozliwiajacej odparowaniu rozpuszczalnika z glebi powloki. Nastepstwem tego zjawiska moze byc powstawanie pecherzyków wewnatrz powloki oraz efekt skórki pomaranczy.
Nieobecnosc tego zjawiska w technologii IR tlumaczy sie wlasciwosciami promieniowania a dokladniej generowaniem promieni podczerwonych o róznej dlugosci fali. Na rys. 1 Przedstawiono proces odbicia i absorpcji promieniowania IR. Absorpcja promieniowania podczerwonego odbywa sie w calej objetosci powloki lakieru, wobec tego nie ma zagrozenia powstawania powierzchniowych warstw ograniczajacych dyfuzje rozpuszczalnika.
Ekonomia
Niewatpliwie nalezy zwrócic uwage na to, iz system ten charakteryzuje sie wysoka sprawnoscia przeksztalcenia energii spalania gazu w energie IR. Emiter IR 8KW spala ok. 0,8 m3/h gazu ziemnego.
czasy schniecia powlok lakierniczych.
| Typ lakieru | Czas schniecia* |
| Wodne lakiery podkladowe | 5 min |
| Wodne lakiery nawierzchniowe | 15 min |
| Lakiery poliuretanowe | 20 – 30 min |
| Farby poliestrowe | 3 godz |
| Lakiery rozpuszczalnikowe | 10 min |
| Wodne kleje pod prasy membranowe | 10 min |
* Poprzez schniecie rozumiemy calkowite utwardzenie powloki lakierniczej.
Zródlo energii
W piecach SCHUBOX stosuje sie gaz naturalny (1) lub butan (2), których proces utleniania przedstawiono analogicznie:
(1) CH4 + 2 O2 → CO2 +2 H2O
(2) 2 CH3CH2CH2CH3 + 13 O2 ? 8 CO2 + 10 H2O
Reakcja (1) oraz (2) jest egzotermiczna, produktami spalania w obu przypadkach jest woda oraz dwutlenek wegla. Reakcja utleniania metanu (1) moze byc katalizowana i w tym przypadku energia potrzebna do jej zajscia moze byc zredukowana z 260KJ/mol do 70-100KJ/mol. Utlenianie naturalnego gazu z procesem katalizy zachodzi w temperaturze 350 ?C i jest nizsza od punktu zaplonu gazu naturalnego, wobec czego spalanie katalityczne jest reakcja gdzie nie wystepuje zagrozenie wybuchem.
Charakterystyka Gazowych emiterów IR
Znaczne przyspieszenie czasu schniecia
Redukcja stezenia VOC (lotne zwiazki organiczne)
Zastosowanie do wiekszosci farb/lakierów dostepnych na rynku bez potrzeby ich modyfikacji
Nieobecnosc plomienia, brak zagrozenia wybuchem
Nieobecnosc NOx (tlenków azotu). Temperatura reakcji jest nizsza od temperatury formowania zwiazków NOx
Nieobecnosc, CO (tlenek wegla, czad)
Dobra absorpcja promieniowania IR przez produkty.
Zastosowanie piecy IR
Technologie promieniowania IR z powodzeniem wykorzystuje sie:
Do utwardzania powlok lakierniczych
Do odparowywania wody z wodnych lakierów UV przed ich utwardzeniem promieniami UV
Do suszenia po impregnacji
Do suszenia klejów pod prasy membranowe
Typy pieców IR:
SHUBOX stacjonarny komorowy piec (standardowe wymiary wewnetrzna pieca 2450 x 3450 x 2450 mm). Dzieki modulowej budowie piec mozna dowolnie rozbudowywac.
SCHUSHINE mobilny panel.
Piece tunelowe.
KIT-CAT - Zastosowania specjalne. Istnieje mozliwosc rozbudowania (adaptacji) obecnie stosowanych tuneli/pieców na gorace powietrze o gazowe emitery IR. Co znacznie zwieksza wydajnosc instalacji oraz redukuje emisje VOC do atmosfery.
|
