Вернуться
Преимущества использования электростатических распылителей для нанесения жидких лакокрасочных материалов находят все более широкое признание среди профессионалов покрасочного производства. Однако применение такого окрасочного оборудования предполагает выполнение специфических мер, направленных как на обеспечение безопасности, так и на повышение эффективности нанесения лакокрасочного материала. В статье рассмотрены некоторые аспекты организации процессов электростатической покраски, выполнение которых непосредственно влияет на качество покраски и экономичность расходования лакокрасочного материала.
Несмотря на то, что параметры распыления краски, использующиеся при работе обычным, «не электростатическим» окрасочным оборудованием, в большинстве случаев, приемлемы также и для нанесения в электростатическом поле, тем не менее, для достижения наилучших результатов необходимо учитывать специфику электростатического распыления.
Заземление окрашиваемой поверхности
Заземление окрашиваемой детали является непременным условием электростатического распыления. Заземление призвано обеспечить канал рассеивания электрического заряда, попадающего на деталь вместе с частицами лакокрасочного материала. Если такой канал отсутствует, то в ходе покраски на окрашиваемой детали происходит накопление электрического заряда. В такой ситуации, силы электростатического взаимодействия стремятся оттолкнуть подлетающие частицы лакокрасочного материала от одноименно заряженной окрашиваемой детали. Это неизбежно приводит к ухудшению эффективности покраски. В большинстве случаев, заземление окрашиваемой детали осуществляется путем установки ее на металлическую оснастку, подвешенную или опирающуюся на элементы конвейера либо покрасочной камеры. Будучи заземленной и находясь в зоне покраски, оснастка способна аккумулировать на себе частицы лакокрасочного материала, вызывая их скопление. Такие скопления могут препятствовать стеканию заряда с окрашиваемой детали вследствие нарушения электрического контакта в точках соединения оснастки с окрашиваемой деталью и конвейером. Это ведет к приобретению окрашиваемой деталью нежелательного заряда, а кроме того, может создать условия для опасного искрения в точках соединений. Поэтому следует постоянно контролировать состояние оснастки и элементов конвейера и поддерживать их в надлежащей чистоте. Электрическое сопротивление цепи заземления окрашиваемой детали должно быть минимальным и, в любом случае, не превышать величину в 1 МОм. Заземление окрашиваемых деталей, выполненных из материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением (стекло, пластмассы, древесина и т.п.), представляет особую сложность. Для организации эффективного рассеивания заряда с окрашиваемой поверхности таких деталей на них приходится предварительно наносить электропроводный раствор или электропроводный грунтовочный слой.
Чтобы оценить пригодность детали к покраске в электростатическом поле, с точки зрения ее способности рассеивать заряд, необходимо определить ее удельное поверхностное сопротивление с помощью соответствующего омметра, например, с помощью многофункционального тестера 76634-00 производства компании ITW Ransburg. Для оценки пригодности детали к покраске с использованием этого прибора, достаточно прижать щупы тестера, к исследуемой поверхности и снять показания величины измеренного сопротивления с дисплея прибора. Если измеренное сопротивление не превышает 1ГОм, то заземление детали позволит эффективно рассеивать заряд, поступающий на нее с частицами ЛКМ.
Режимы распыления
Особенностью электростатических методов распыления лакокрасочного материала является то, что заряженные частицы краски, находящиеся вблизи окрашиваемой поверхности, имеют большую вероятность достичь ее, двигаясь в поле сил электростатического притяжения. Эти частицы способны возвращаться к окрашиваемой детали, формируя при этом характерный эффект «окутывания». Время полета таких частиц оказывается значительно больше времени полета частиц, попавших на окрашиваемую поверхность в результате «прямого попадания». Разница времени полета частиц окрасочного факела приводит к различию их вязкости при достижении ими поверхности детали. Частицы лакокрасочного материала, находившиеся в полете более длительное время, за счет испарения теряют большее количество разбавителя и достигают окрашиваемой поверхности с большей вязкостью. Увеличенная вязкость этих частиц может препятствовать их правильному растеканию в пленке лакокрасочного покрытия и вести к снижению укрывистости и образованию шагрени. Для формирования качественного покрытия эти частицы должны сохранять способность растекаться по окрашиваемой поверхности более продолжительное время, поэтому применение «медленных» разбавителей (разбавителей с меньшей интенсивностью испарения) может позволить компенсировать различие вязкости и избежать негативных проявлений признаков эффекта «сухого окрашивания». Улучшить эффективность переноса при распылении красок в электростатическом поле можно также за счет снижения вязкости лакокрасочного материала. Хотя конкретные значения могут существенно меняться в зависимости от свойств лакокрасочного материала и требований к нанесенному слою, в большинстве случаев, снижение вязкости позволяет уменьшить потери лакокрасочного материала за счет уменьшения облака опыла. Объясняется это тем, что снижение вязкости краски позволяет достичь необходимой степени распыления лакокрасочного материала при меньшей интенсивности течений в окрасочном факеле.
Для пневматического распыления краски – это означает возможность снижения давления воздуха в распылительном тракте, для безвоздушного распыления – снижение напора лакокрасочного материала на входе в краскопульт, а для высокоскоростного центробежного распыления – снижение скорости вращения распылительного колокола или диска без потери качества напыления.
Оригинальный прием снижения скорости частиц лакокрасочного материала в факеле высокоскоростного центробежного распылителя краски был применен разработчиками компании ITW Ransburg в модели ММА-303. Этот краскопульт оснащается воздушным соплом с тангенциальным расположением каналов. Сжатый воздух, проходя через такое сопло, образует осесимметричный вихрь вдоль оси краскопульта, направление вращения в котором противоположно направлению вращения распылительного колокола. Сформированный таким образам воздушный поток, уменьшает окружную скорость частиц краски, сходящих с кромок вращающегося колокола. Уменьшение скорости лакокрасочного материала в окрасочном факеле способствует более равномерному распределению частиц краски в потоке и увеличению вероятности достижения окрашиваемой поверхности за счет увеличения степени позитивного влияния электростатических сил на формирование траектории частиц ЛКМ. При этом следует иметь в виду, что для большинства материалов, снижения вязкости можно достичь не только увеличением доли разбавителя, но и повышением температуры распыляемого материала.
Электрическая проводимость лакокрасочного материала
Влияние электропроводности лакокрасочного материала на эффективность процессов электростатического нанесения носит двойственный характер. С одной стороны, ничтожная проводимость материала препятствует сообщению ему электрического заряда непосредственно от электрода краскопульта, с другой стороны, чрезмерная проводимость лакокрасочного материала вызывает утечку приобретенного заряда через каналы материального тракта на заземленные элементы подачи ЛКМ.
Для решения проблемы утечек заряда в случае применения водоразбавляемых ЛКМ, для которых характерна высокая электропроводность, применяют электрически изолированные системы подачи краски, которые исключают электрический контакт материала с заземленными элементами конструкции во время работы распылителя. Применение изолированных систем подачи для органоразбавляемых красок не допускается из соображений безопасности. В этой ситуации, в случае необходимости повышения электрического сопротивления краски, в её состав рекомендуется включать неполярные разбавители с более высоким сопротивлением.
Диапазон приемлемых значений удельного сопротивления органоразбавляемых красок различается в зависимости от способа распыления. Если для распыления материала используются динамические способы, такие как пневматическое, центробежное или безвоздушное распыление краски, то диапазон рекомендованных значений сопротивления имеет, лишь нижнюю границу. Для электростатических систем Ransburg, использующих эти способы распыления рекомендуется, чтобы сопротивление краски было не менее 13,2 МОм*см. В тоже время, для низкоскоростных центробежных краскопультов Ransburg No.2, предполагающих распыление краски в результате капиллярной электростатической неустойчивости, рекомендованные значения сопротивлений лежат в диапазоне от 13,2МОм*см до 132МОм*см. Измерение удельного сопротивления краски производится с помощью специальных датчиков в сочетании с омметром.
Для достижения наилучшей эффективности переноса краски проводимость материала должна быть приведена в рамки оптимального диапазона. Подводя итог, можно отметить, что режимы окраски и параметры лакокрасочного материала играют ключевую роль в обеспечении эффективности окрасочного производства, поэтому их оптимизация с учетом специфических особенностей нанесения в электростатическом поле приобретает особую значимость и требует внимательного изучения.
