SUŠENJE IN UTRJEVANJE PREMAZOV

Predavanja 1. letnik

Višja strokovna šola – LESARSTVO

Predavatelj: Metoda VRANJEK, u.d.i.l.

POVRŠINSKA OBDELAVA IN ZAŠČITA LESA

Utrjevanje premaznih sredstev

• proces sušenja ali utrjevanja se prične takoj po nanosu

• proces poteka iz tekočega stanja (sol) v želirano obliko (gel) in naprej v trdo obliko oz. želirano obliko (gel) in naprej v trdo obliko oz. utrjen film premaza

• fizikalno utrjevanje – sušenje (izhlapevanje topil)

• kemično utrjevanje (kemična reakcija med komponentami)

Potek utrjevanja

• potek sušenja ali utrjevanja premazov lahko ugotavljamo s pomočjo naprave v katero vpnemo svež nanos laka na nosilnem materialu (za teste se največkrat uporablja steklena podlaga.uporablja steklena podlaga.

• preizkusna naprava ima na vozičku iglo, ki jo nastavimo do podlage (v premaz)

• voziček se premika , za iglo pa nastaja zelo značilna sled, ki jo glede na obliko delimo v več con

– 1. sled za iglo se zaliva ( tekoč premaz)

– 2. sled se slabo zaliva (premazu se zvišuje viskoznost zaradi izhlapevanja ali začetka utrjevanja)

– 3. igla vleče premaz za seboj in ga grbanči (na površini premaza je nastala opna – želiran premaz)premaza je nastala opna – želiran premaz)

– 4. igla reže premaz (premaz je utrjen, vendar še nima odpornostnih lastnosti)

– 5. igla ne pušča sledi (premaz se je dokončno utrdil)

Fizikalno utrjevanje - sušenje

• pri normalni temperaturi

• pri povišani temperaturi – toplozračno oz. konvektivno sušenje– razlivanje in intenzivno izparevanje,

– tanka utrjena plast in notranje napetosti, ki se sproti sproščajo,

– utrjen film iz katerega izhajajo hlapne komponente z difuzijo,

– ohlajanje

• med procesom je potrebno postopno zviševanje temperature

• pravilno zaporedje elementov linije sušenja – odsesovalnik (intenzivno odsesavanje topil v fazi razlivanja),– odsesovalnik (intenzivno odsesavanje topil v fazi razlivanja),

– odparjevalnik (intenzivno odstranjevanje topil v fazi izparevanja),

– obtočni sušilnik (začetna temperatura sušenja),

– šobni sušilnik (končna temperatura sušenja),

– hladilnik (ohlajanje obdelovancev)

Obtočni sušilnik

• namenjen je za prvo in drugo fazo sušenja , kjer iz premaza intenzivno izhlapevajo hlapne sestavine

• za obtočni sušilnik je značilno, da se v njem • za obtočni sušilnik je značilno, da se v njem velika količina zraka giblje z malo hitrostjo, oddaja toploto in sprejema hlapne sestavine

• lahko je v obliki tunela ali v obliki kanala

• glede na količino hlapnih sestavin lahko zrak menjavamo v celoti ali delno (filtri)

Šobni sušilnik

• namenjen je za zadnjo fazo sušenja in utrjevanja

• za šobni sušilnik je značilno, da malo količino zraka piha na površino z veliko količino zraka piha na površino z veliko hitrostjo

• temperature so visoke

• sušenje ali utrjevanje je zelo intenzivno (do 130°C)

Energijo za sušenje lahko dovajamo tudi:

• obsevanje z IR svetlobo– IR-M žarnice - cevi iz kremenčevega stekla, v katerem žari

volframova žica, zgornji del cevi je pozlačen (sevanje navzdol), temp. od 800°C do 950°Ctemp. od 800°C do 950°C

– novejše carbon IR-M žarnice (trak iz oglja, ki žari v stekleni cevi –temp. od 950°C do 1200°C) imajo najvišji izkoristek električne energije in kratek čas segrevanja in hlajenja

– valovna dolžina je odvisna od vrste laka in debeline sloja

– potreben velik pretok zraka za hlajenje žarnic in odstranjevanje topil (zniževanje koncentracije topil, ki bi povzročila požar ali eksplozijo)

• uporaba– predvsem za ploskovne obdelovance– predvsem za ploskovne obdelovance

– v vseh fazah sušenja vodnih lakov in vodnih lužil

– v zadnji (difuzijski) fazi sušenja in utrjevanja drugih lakov

– predgrevanje površine pred uporabo vodnih sistemov

– taljenje praškastih barv na obdelovancih

žarnicapozlačen reflektor na žarnicah

Tunel s halogenskimi IR žarnicami• Primeren za sušenje prostorsko oblikovanih

izdelkov z IR sevanjem

• sušenje v VF ali MV polju– primerno za segrevanje tekočih premazov, ki vsebujejo vodo ali

druga močno polarna topila (alkohole)

– za ploskovne obdelovance

– segrevanje lakfilma po celotni debelini (od znotraj) zaradi VF ali MV električnega toka (sproži notranje trenje med nihajočimi molekulami – segrevanje in intenzivno izparevenje)molekulami – segrevanje in intenzivno izparevenje)

– segrevanje traja le toliko časa, dokler so v laku topila (samodejno preneha)

– VF se uporablja za debelejše fizikalno utrjujoče plasti

– MV se uporablja za tanjše sloje

– glavna prednost je v hitrem izparevanju

– primeren za barvne ali brezbarvne premaze

– postopek je v intenzivnem razvoju (predvsem za ekološke vodne lake)

– po sušenju z MV je možno še kemijsko utrjevanje z UV žarki

Kemijsko utrjevanje

• kemijsko utrjevanje– sprožitev kemijskega procesa med komponentami in zamreženje

(mehansko in kemijsko odporni lak filmi)

– fizikalno kemijsko utrjevanje v toku vročega zraka

– obsevanje z UV svetlobo

Utrjevanje z UV sevanjem– primerno za ploskovne izdelke - pomembna je enakomerna

razdalja med svetilom in obdelovancem, ker vsebnost kisika v zraku zavira utrjevanje

– primerno za polimerizacijsko in kopolimerizacijsko utrjevanje brezbarvnih in delno tudi barvnih (UV-PE in UV-PA) lak filmov, ki vsebujejo malo izparljivih topilvsebujejo malo izparljivih topil

– laki morajo imeti dodan fotoiniciator različne intenzitete, čemur je prilagojena valovna dolžina UV sevanja

– UV svetloba aktivira fotoiniciator in sproži kemijsko reakcijo

UV linija

UV sušilnik

• sevalne naprave sestavljajo– UV svetila (Hg svetila ali Xe svetila)

– reflektorji za usmerjanje svetlobe

– prednosti

• hitro utrjevanje – velika pretočnost

• takojšnje nadaljevanje obdelave – hladne površine

• utrjevanje višje in visoko viskoznih premazov (nizka vsebnost topil)vsebnost topil)

• zelo dobre odpornostne lastnosti premazov– nevarnosti pri UV utrjevanju

• pri kratkih valovnih dolžinah je nevarnost nastajanja ozona – zdravje

• zaradi ustvarjanja visokih temperatur v komori je nevarnost vžiga, zato je potrebno dobro hlajenje

• obstaja pa tudi nevarnost poškodbe oči in opeklin

Kanal za UV utrjevanje vodnih lakov v inertni atmosferi (CO2)

• Namenjen za utrjevanje vodnih sistemov na prostorsko oblikovanih izdelkih

• Zaradi inertne atmosfere v kanalu (dušik ali CO2) in minimalne vsebnosti kisika, se zmanjša pomen razdalje med svetilom in obdelovancemobdelovancem

• Kanal je iz aluminijastega ogrodja, kar izboljša odboj UV svetlobe

• Za boljše - enakomernejše utrjevanje se obdelovanci med potjo skozi kanal vrtijo