Метод воздушного (пневматического) распыления

  Воздушное распыление ЛКМ (Air Spray, AS) осуществляется в результате воздействия потока сжатого воздуха, поступающего из кольцевого зазора воздушной головки, на струю распыляемого материала, вытекающего из отверстия соосно размещенного внутри головки материального сопла. При распылении сжатый воздух вытекает из кольцевого зазора головки с большей скоростью (до 450 м/с), в то время как скорость истечения струи ЛКМ ничтожно мала. При высокой относительной скорости возникает трение между струями воздуха и распыляемого материала, вследствие чего струя материала, как бы закрепленная с одной стороны, вытягивается в тонкие отдельные струи, распадающиеся в результате возникающих колебаний на множество полидисперсных капель (красочный аэрозоль ЛКМ). В процессе распыления образуется движущаяся масса полидисперсных капель диаметром 6-100 мкм (т.н. факел). Достигая окрашиваемой поверхности, факел настилается на нее и распространяется по ней во все стороны (рис.1). Основная масса полидисперсных капель, имея достаточную скорость, осаждается на поверхности. Часть их (наиболее мелкая фаза), потеряв скорость, не достигает поверхности и уносится уходящим потоком воздуха, образуя красочный туман (потери ЛКМ на туманообразование). Для воздушного распыления ЛКМ используется давление сжатого воздуха 0,2 - 0,6 МПа (2-6 атм) при вязкости ЛКМ 14-60 с по вискозиметру В3-264-4. Дисперсность аэрозоля ЛКМ зависит от давления сжатого воздуха на распыление, отношения расхода воздуха к расходу ЛКМ, физических свойств ЛКМ. Оптимальная дисперсность аэрозоля ЛКМ 30-60 мкм. Метод воздушного распыления получил широкое распространение при окрашивании промышленных изделий практически во всех отраслях промышленности.

  К достоинствам метода относятся: универсальность метода, т.е. возможность его применения с разной производительностью практически в любых производственных условиях, как при окраске вручную отдельных изделий и мелких работах, так и при нанесении ЛКМ на полностью автоматизированных поточных линиях; простота устройства и обслуживания окрасочного оборудования при высокой степени надежности его работы; его сравнительно низкая стоимость; возможность нанесения почти всех ЛКМ, с различными наполнителями, в минимальном объеме; возможность окрашивания промышленных изделий различных габаритов и конфигураций любой группы сложности; получение покрытия любого класса по внешнему виду (ГОСТ 9.032-74), включая покрытие I-го класса.

  Недостатком метода является большое количество загрязненного красочным аэрозолем воздуха, который образуется при распылении ЛКМ и должен быть очищен и удален через водяные или сухие фильтры в окрасочных камерах. Повышенное туманообразование ведет к дополнительным потерям ЛКМ. Для воздушного распыления характерен также большой расход разбавителей (растворителей), используемых для разведения ЛКМ до рабочей консистенции.

Метод комбинированного распыления

  Метод комбинированного распыления, (Air Assisted, AA) является комбинацией двух методов распыления: безвоздушного и воздушого. Сущность метода заключается в том, что ЛКМ вытесняется с относительно большой скоростью за счет сравнительно высокого гидравлического давления 3,0 - 5,0 МПа (30-50 атм) из эллиптического отверстия сопла, подобного безвоздушному. При таком давлении на выходе из сопла образуется резко очерченный факел предварительного раздробленного материала. Для дальнейшего распыления и формирования факела в факел из специальных каналов распылительной головки, установленной соосно распыляющему соплу, подается регулируемое количество сжатого воздуха под давлением 0,1-0,2 МПа (1,0-2,0 атм). Под воздействием струи воздуха крупные капли ЛКМ дополнительно дробятся и равномерно распределяются по ширине факела, ликвидируя при этом различного рода "кромочные" дефекты, которые могут возникать при безвоздушном распылении. Подаваемый в факел предварительно раздробленного ЛКМ сжатый воздух низкого давления и в небольших объемах не приводит к образованию красочного тумана, а наоборот, способствует более полному осаждению мелких частиц ЛКМ за счет торможения в воздушной сфере и потери скорости не долетели бы до окрасочной поверхности. В последние годы метод комбинированного распыления получает все более широкое распространение в авиастроении, деревообработке, мебельной промышленности и др.

  К его достоинствам в сравнении с пневматическим распылением относится: резкое снижение потерь ЛКМ на туманообразование и, как следствие, улучшение санитарно-гигиенических условий работы; возможность работы при менее мощной вентиляции, так как удалять необходимо в основном только пары растворителей с небольшим количеством воздуха. В сравнении с методом безвоздушного распыления при комбинированном распылении повышается качество получаемого покрытия - не ниже III-класса по ГОСТ 9.032-74. Кроме того, поскольку комбинированное распыление без снижения качества допускает изменять давление на ЛКМ в больших пределах, варьируя при этом изменение подачи сжатого воздуха в факел, можно увеличивать или уменьшать расход ЛКМ даже при одном и том же сопле. При этом, изменяя количество подаваемого на распыление воздуха, можно изменять в определенных пределах форму факела

  К недостаткам метода комбинированного распыления можно отнести: ограниченность применения метода для нанесения ЛКМ с грубым, легко выпадающими в осадок пигментом и наполнителем; ограниченность применения метода для окраски при частой смене вида или цвета наносимого ЛКМ, для окраски с минимальной производительностью или минимальными размерами факела распыленного ЛКМ; при нанесении малого объема ЛКМ; трудность применения метода для окраски изделий особо важной конфигурации.

В чем особенность нанесения защитных покрытий по технологииHVLP?

  В начале 80-х годов XX в. вследствие ужесточения законодательства по охране окружающей среды производители окрасочного оборудования разработали новый вид краскораспылителей, имеющих специальное строение внутренних воздушных каналов и распыляющих окрасочный материал при низком избыточном давлении сжатого воздуха. Все краскораспылители, относящиеся к системе распыления HVLP, имеют давление распыления на воздушной головке <0,7 атм. (при этом давление сжатого воздуха на входе в краскораспылитель может достигать 2,0-4,5 атм.) и обеспечивают перенос материала на изделие свыше 65%. Снижение потерь (экономия) окрасочного материала на туманообразование достигается за счет того, что частички материала, распыленные при низком давлении сжатого воздуха, имеют невысокую скорость и образуют "мягкий" красочный факел, равномерно "настилающийся" на изделие. Следует отметить, что краскораспылителям системы HVLP для эффективного создания красочного факела при низком давлении распыления необходимо значительно большее количество сжатого воздуха по сравнению с конвенционными краскораспылителями, что требует применения более мощных компрессоров. Еще одним недостатком краскораспылителей системы HVLP является некоторое ухудшение декоративных свойств покраски, например появление шагрени, так как средний размер частиц в красочном факеле больше, чем в случае распыления при высоком давлении.

Нанесение в электрическом (электростатическом) поле высокого напряжения

  Основой метода распыления в электростатическом поле (Electrostatic Spray, ES) является способность частиц материала приобретать заряд в электрическом (электростатическом) поле. Электростатические силы используются, в основном, для перемещения и осаждения заряженных частиц материала на окрашиваемой поверхности. Электрическое поле высокого напряжения (60-140 кВ) создается между заземленным изделием и распыляющим устройством, которое является одновременно и коронирующим электродом с высоким отрицательным потенциалом. ЛКМ подается в распыляющее устройство (распылительную головку) и распыляется там под действием энергии сжатого воздуха, центробежных сил или высокого давления на ЛКМ. Распыленные частицы, полученные с помощью зарядного устройства, перемещаются в направлении силовых линий электрического поля от распылительной головки к заземленному изделию. Попав на поверхность изделия, частицы материала отдают ему свой заряд, и образуют равномерное покрытие на его поверхности. Нанесение покрытий в электрическом поле высокого напряжения - один из наиболее экономичных методов окраски (коэффициент использования материала 0,90 - 0,95). При этом значительно (или почти полностью) уменьшается туманообразование; для очистки воздуха достаточно удалить пары растворителя, выделяющегося из ЛКМ, что возможно при небольших скоростях движения воздуха, в камерах не требуется монтаж фильтров, упрощается система вентиляции. Применение стационарных электроокрасочных установок позволяет полностью автоматизировать процесс окраски. При этом повышается культура производства, и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Наиболее эффективно применение метода электроокраски при нанесении ЛКМ на поверхность однотипных изделий серийного и массового производства, а также изделий решетчатых, круглой или овальной формы, без острых кромок, выступов и впадин.

  К недостаткам метода относятся: невозможность полностью прокрасить поверхность изделий сложной конфигурации с глубокими впадинами и сложными сопряжениями, а также внутренние поверхности изделий (в этом случае предусматривают подкраску вручную, методом воздушного распыления), а также определенные ограничения по распыляемым ЛКМ.