22.11.2010

1

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. utrjen film premaza

• fizikalno utrjevanje – sušenje (izhlapevanje topil)• kemično utrjevanje (kemična reakcija med

komponentami)

22.11.2010

2

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.

• 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

22.11.2010

3

• 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)

• 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

22.11.2010

4

• med procesom je potrebno postopno zviševanje temperature

• pravilno zaporedje elementov linije sušenja • 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)

22.11.2010

5

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 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)

22.11.2010

6

Šobni sušilnik

• namenjen je za zadnjo fazo sušenja in utrjevanja • za šobni sušilnik je značilno, da malo količino

zraka piha na površino z veliko hitrostjo • temperature so visoke• sušenje ali utrjevanje je zelo intenzivno (do

130°C)

22.11.2010

7

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°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

22.11.2010

8

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

• uporaba• 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

žarnica pozlačen reflektor na žarnicah

22.11.2010

9

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)

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

22.11.2010

10

• 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

22.11.2010

11

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 kopolimerizacijskoutrjevanje brezbarvnih in delno tudi barvnih (UV-PE in UV-PA) lak filmov, ki vsebujejo 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

22.11.2010

12

UV sušilnik

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

22.11.2010

13

• reflektorji za usmerjanje svetlobe

• prednosti• hitro utrjevanje – velika pretočnost• takojšnje nadaljevanje obdelave – hladne površine• utrjevanje višje in visoko viskoznih premazov (nizka

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

22.11.2010

14

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 obdelovancem

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

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