Деревообрабатывающее оборудование
и комплексный инжиниринг

Целесообразность применения УФ сушильных туннелей

Сушка лакокрасочных материалов, применение УФ лаков

В этой статье будет рассматриваться тема ультрафиолетовой сушки лакокрасочных материалов после их нанесения на изделия мебельной и деревообрабатывающей промышленности.
УФ сушильное оборудование
Казалось, что изделие уже готово, оно прошло всю сложную цепочку технологического процесса, начиная от калибровки заготовок до окончательной — финишной обработки на сверхточных машинах с ЧПУ, всё самое сложное уже позади и остаётся какой - то пустяк, произвести отделку изделия лаком. Но именно этот этап является одним из основных в технологическом процессе на производстве, так как качество отделки определяет эстетический и внешний вид изделия, а соответственно и класс к которому оно будет относится на рынке: бюджетный, средний, дорогой. Так же нельзя забывать, что брак при механической обработке изделий можно скрыть или наоборот подчеркнуть именно на участке отделки изделий.
Кто сталкивался с отделкой, знает, что качество покрытия зависит не только от хорошо отлаженного процесса нанесения ЛКМ, но и правильного соблюдения всей технологии сушки, а именно:
— в сушильных туннелях или камерах, предназначенных для отверждения ЛКМ на основе растворителей или воды, должна поддерживаться постоянная температура воздуха, правильная конвекция, влажность воздуха и его обмен;
— для предотвращения налипания пыли на поверхность изделий, необходимо создавать избыточное давление в помещении или туннеле, где происходит сушка.

На поддержание всех перечисленных параметров расходуется огромное кол-во тёплового воздуха и электроэнергии, а так же задействуется множество различных систем и оборудования, требующих бережного содержания, профилактики и ремонта.
В конечном итоге, это сказывается на общей себестоимости изделия далеко не в лучшую сторону. Поэтому, в последнее время, всё большее распространение получают ЛКМ ультрафиолетового отверждения. Раньше считалось, что использование таких ЛКМ выгодно только для крупных производств, выпускающих большие партии изделий. Это объяснялось тем, что УФ ЛКМ имеют большую стоимость по сравнению с традиционными полиуретановыми, нитроцеллюлозными лаками и лаками на водной основе. Но УФ ЛКМ имеют 99% сухого остатка, что в пересчёте их делает сопоставимыми по цене. Другими словами, практически все, что вы нанесете на изделие, на нём и остаётся. При этом выброс вредных летучих веществ в окружающую среду минимален. Полная полимеризация — отверждение УФ лаков происходит всего за несколько секунд, под действием УФ излучения.

Как происходит процесс отверждения мы опишем ниже, а сейчас хочется остановиться на причинах, по которым УФ ЛКМ всё больше применяют на производствах:
— большая производительность, в следствии быстрого отверждения ЛКМ;
— малые габариты УФ сушильных туннелей, по сравнению с традиционными конвективными камерами или сушильными многоярусными туннелями (к примеру, проходной УФ сушильный туннель, который способен отверждать УФ ЛКМ сразу на всех продольных, поперечных кромках и верхней поверхности заготовок, имеет следующие габаритные размеры 330х165х215 см. А для сушки лаков на водной основе или основе растворителей применяют габаритные многоярусные туннели, длина которых может достигать нескольких десятков метров. Так же выделяют целые комнаты, в которых поддерживается свой микроклимат с постоянной температурой, влажностью и правильной вентиляцией для удаления вредных летучих элементов);
— сокращение производственных площадей, необходимых для промежуточного складирования заготовок. УФ туннели можно ставить сразу за оборудованием, которое наносит лак на изделие. Как следствие на выходе получают полностью сухую заготовку, готовую к дальнейшей обработке или упаковке;
— высокое качество покрытия. Так как отверждение лака происходит за короткий промежуток времени, пыль не успевает прилипать к заготовке;
— экологичность. Выброс вредных летучих веществ в окружающую среду минимален. УФ лаки имеют 99% сухого остатка. Эта причина в последнее время становится более актуальной, так как на предприятиях постоянно возрастает экологический контроль.

Компания GLOBAL EDGE успешно поставляет на Российский рынок УФ сушильные туннели серии «KUV» (см. рисунок), которые производит завод KLM. Внутри УФ сушильного туннеля заготовка движется по сетчатому металлическому конвейеру (см. схему), скорость которого изменяется плавно в диапазоне от 0 до 30 м/мин. Ширина конвейера подбирается в зависимости от размеров заготовок и может составлять 620, 920 или 1320 мм. Над конвейером располагаются УФ лампы. Причём, если необходимо осуществлять сушку ЛКМ не только на верхней поверхности заготовок, но и на её продольных и поперечных кромках или же высушить объёмные изделия, то добавляют боковые — горизонтально расположенные лампы. Это необходимо для того, чтобы УФ излучение попадало на все поверхности даже при сложных боковых профилях на изделиях.

Туннели «KUV» оснащают специальной автоматической системой аварийного отключения. В момент аварийной остановки оборудования, останавливается и конвейер, включается дополнительный обдув заготовки, а ультрафиолетовые лампы поднимаются в крайнее верхнее положение. При этом сохраняются необходимые температурные режимы внутри туннеля, защищающие изделие от перегрева. Во время повторного запуска линии, процесс сушки возобновляется. Это позволяет снизить процент брака до минимума.

УФ туннели «KUV» можно последовательно подключать к нескольким станкам различных производителей, тем самым создавая линию, которой можно управлять с одного пульта управления.

В таких туннелях используется два типа ламп: ртутные лампы и лампы с галлием. Ртутные лампы применяются в основном для сушки глянцевых лаков.

Диапазон мощности этих ламп составляет 80-120 Вт/см. Рабочий срок ламп — примерно 2000 часов. Лампы с галлием применяются для сушки пигментированных лаков. Мощность этих ламп составляет 240 Вт/см. Рабочий срок ламп — примерно 3000 часов. УФ лаки имеют в своей основе акриловые связующие и акриловые реактивные растворители, которые с помощью фотоинициаторов образуют под влиянием УФ излучения отвержденные плёнки. Сухой остаток при этом составляет до 99%. В связи с этим нет необходимости устанавливать специальные промышленные, дорогостоящие фильтры отчистки воздуха от вредных примесей.

В заключение можно обобщить плюсы использования УФ сушильных туннелей:
— УФ туннели гарантируют увеличение производительности;
— снижение капитальных затрат во время приобретения оборудования. Стоимость УФ сушильных туннелей значительно ниже, чем стоимость громоздких, многоярусных конвективных туннелей, вместе с системами увлажнения, конвекции воздуха и прочим необходимым оборудованием);
— экономия производственных площадей;
— экономия денежных затрат необходимых для эксплуатации оборудования;
— качество покрытия так же существенно повышается за счёт быстрого процесса отверждения ЛКМ.
УФ сушильное оборудование
Получается, что не смотря на значительную стоимость УФ ЛКМ, их использование вместе с УФ сушильными туннелями экономически выгоднее, по сравнению с традиционно более дешёвыми лакокрасочными материалами на основе растворителей или воды.

Павел Долговидов, инженер отдела продаж

Список номеров