Особливості технології ІЧ-сушіння, інфрачервоне випромінювання
ІЧ - випромінювання - один з основних способів затвердіння лакофарбового покриття у промислових умовах. Особливості ІЧ - сушіння, від яких залежить швидкість сушіння та якість покриття.
Спектр сонячного випромінювання, залежно від довжини хвилі, поділяється на 7 діапазонів чи видів хвиль. Це гамма випромінювання, рентгенівське проміння, ультрафіолетове випромінювання, видиме світло, інфрачервоне випромінювання, мікрохвилі, радіохвилі. Людське око може сприймати з них лише один вид випромінювання - воно так і називається "видиме випромінювання". Видиме випромінювання ми називаємо світлом, його яскравим прикладом може бути веселка, де біле світло розкладене на кольори від фіолетового до червоного
Інфрачервоне випромінювання відкрили на початку 19 століття англійським фізиком У.Гершелем. За допомогою чутливого термометра він довів, що за кордоном видимого спектра є випромінювання. Продовживши експерименти, він виявив, що за межами червоного спектру спостерігається підвищення температури. Згодом було з'ясовано, що таке випромінювання походить від будь-яких нагрітих тіл та предметів, а при поглинанні речовиною цього випромінювання воно нагрівається.
ІЧ - випромінювання
Інфрачервоне випромінювання - це електромагнітне випромінювання, яке займає спектральний діапазон між кордоном червоного кольору видимого випромінювання і короткохвильовим радіовипромінюванням.
Вся область інфрачервоного випромінювання ділиться на 3 діапазони:
короткохвильове (довжина променя 0,74 - 2,5 мкм)
середньохвильове (довжина променя 2,5 - 50 мкм)
довгохвильове (довжина променя 50 - 2000 мкм)
Штучними джерелами інфрачервоних хвиль є лампи розжарювання, металеві та керамічні плити, спіралі, газові пальники та ін. На сьогоднішній день ІЧ - випромінювання широко застосовується в різних галузях нашоїжиття: в медицині та в косметології, в електронній та харчовій промисловості. Виготовляють безліч приладів, заснованих на ІЧ - випромінюванні: прилади нічного бачення, пульти дистанційного керування, детектори валют, інфрачервоні прожектори, обігрівачі і т.д. Актуальним та перспективним напрямком є використання теплової енергії ІЧ – хвиль для стерилізації та сушіння різних матеріалів та продуктів. Таким чином дезінфікують і підсушують харчові продукти, атак же лакофарбові матеріали в різних галузях промисловості.
ІЧ - затвердіння (сушіння)
У промисловому виробництві переважно використовуються три основних способи сушіння лакофарбових матеріалів: терморадіаційний (за допомогою ІЧ - випромінювання), конвективний (за допомогою гарячого повітря) та комбінований.
Інфрачервоне випромінювання дозволяє працювати практично з усіма типами фарб та емалей, включаючи акрилові та водорозчинні. Дозволяє виробляти сушку грунтів та шпаклівок. Під час сушіння лакофарбові матеріали переходять із рідкого стану у твердий, що хіміки і називають – затвердінням.
При конвективному сушінні в камері першим нагрівається і підсихає верхній шар покриття, який надалі перешкоджає виходу розчинника. При використанні довгохвильового ІЧ - випромінювання переважно тепло теж передається за допомогою конвекційного нагрівання. Джерело випромінювання нагрівається до максимальної температури +750 С, тоді як об'єкт сушіння нагрівається до +40 С. Тому період нагрівання та охолодження становить 15 - 20 хвилин.
При сушінні середньохвильовим пристроєм джерело енергії досягає температури +750 - +1450 С, а сам об'єкт сушіння нагрівається до +80 С. 75% випромінювання поглинається нижнім шаром фарби, який у свою чергу нагріває всю плівку. Сучасні середньохвильові ІЧ -сушильні камери та лампи підходять для сушіння різних поверхонь: МДФ – панелей, декоративних виробів зі скла, флаконів. Правильний підбір пристрою ІЧ-сушіння та дистанції до поверхні дозволяє після проведення фарбування пластику якісно його висушити. Таким чином сушать різні вироби: корпуси телевізорів, деталі екстер'єру (бампери, бічні дзеркала) та інтер'єру (ручки, елементи приладової дошки) автомобілів.
При короткохвильовій ІЧ - сушінні нагрівання виробу відбувається випромінюванням, яке проникає крізь шар лакофарбового матеріалу і поглинається поверхнею підкладки на 90%. Джерело випромінювання може досягати максимальної температури 3000 С. Фарба нагрівається від підкладки та сприяє безперешкодному виходу летких продуктів із плівки. Завдяки цьому процес формування лакофарбового покриття суттєво прискорюється. Це одна з головних переваг короткохвильової ІЧ - сушіння. А друга перевага – значне прискорення підйому температури забарвленого виробу. ІЧ - нагрівання виробу в зоні ІЧ - променів відбувається відразу, практично миттєво, тоді як при конвективному сушінні для нагрівання камери і самого виробу потрібен час.
Щоб правильно підібрати пристрій інфрачервоного сушіння потрібно звертати увагу на велику кількість факторів, що впливають на процес: це і максимально можлива температура нагрівання матеріалу підкладки, потужність джерела енергії та дистанція до поверхні покриття, маса та розмір виробу. Так само потрібно враховувати, що час сушіння залежить від кольору фарби і її складу, оскільки різні матеріали мають різну здатність, що відображає. Світла фарба відбиває частину променів, не поглинаючи їх, тому сохне довше. Фарби металік посилюють цей ефект. Частинки алюмінію, присутні у яких, відбивають промені як дзеркало.Темні фарби сохнуть значно швидше за світлі.
Останнім часом технологія ІЧ - сушіння набуває все більшої популярності. В основному на підприємствах використовують коротко-і середньо-хвильові ІЧ-випромінювачі. Також активно використовуються і комбіновані сушильні камери в яких поєднують ІЧ - лампи з електричними або газовими нагрівачами. Причиною цього є значна економія електроенергії, скорочення тривалості процесу сушіння, оптимальна можливість пристосуватися до розмірів та геометрії об'єкта сушіння, а також невисока вартість нагрівальних приладів.