Файл: Иноземцев, Г. Б. Электронно-ионная технология в деревообрабатывающей промышленности.pdf

Коэффициент полезного действия установки достигает 40—50% и. зависит от вязкости озвучиваемого материала. Он может быть увеличен, так как в последнее время отечественной промышлен­ ностью начали выпускаться ферритовые излучатели, у которых к. и. д. достигает 85%.

В1968—1969 гг. в Ленинградской лесотехнической академии

[9]были проведены исследования по использованию гидродинами­ ческих излучателей для разжижения нитролаков. Они полностью подтвердили, что при одинаковом расходе электроэнергии ультра­ звук является более технически совершенным и представляет практический интерес для мебельной промышленности.

Ультразвуковой метод разжижения лакокрасочных материалов позволяет уменьшить добавление дефицитных .органических рас­ творителей на 40—80%, сокращает производственный цикл отделки на 25—30%, снижает себестоимость продукции на 10%, улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

РАСПЫЛЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В последние годы отмечен значительный интерес к применению ультразвуковой энергии для распыления лакокрасочных матери­ алов. Одно из основных преимуществ этого метода — возмож­ ность получения тонкодисперсных аэрозолей, а следовательно, и более высокого качества покрытия.

Распыление лакокрасочных материалов ультразвуком позво­ ляет получить частицы размером 1—7 мк, при этом вязкость их снижается на 50—70%• Наиболее приемлемыми способами ультра­ звукового распыления являются распыление' в ультразвуковом фонтане (мегагерцевый диапазон частот) и распыление с поверх­ ности ультразвуковых излучателей на низких ультразвуковых ча­ стотах (килогерцевый диапазон частот).

Второй способ распыления нашел более широкое применение. При этом способе распыление тонких слоев лакокрасочного мате­ риала или жидкости, подлежащей распылению, с поверхности из­ лучателя происходит в результате отрыва верхушек гребней сто­ ячих волн на поверхности жидкости при больших амплитудах ко­ лебаний.

Основные характеристики ультразвукового распыления — дис­ персионный состав аэрозоля, вязкость, поверхностное натяжение и производительность.

Распыление можно выполнять различными излучателями: аэро­ динамическими, пьезоэлектрическими н магнитострикционными.

ВНИИХиммаш разработал и успешно внедряет в промышлен­ ность ультразвуковые распылители типа РУЗ для распыления жидкостей и расплавов. Эти распылители отличаются несложной конструкцией, простотой в эксплуатации, малым расходом электро­ энергии, отсутствием вращающихся и трущихся узлов и деталей.

102

Распылитель типа РУЗ состоит из магнитострикционного излу­ чателя, к полуволновому концентратору которого присоединена распылительная насадка, представляющая собой цилиндр с внут­ ренней экспоненциальной полостью, оканчивающийся тонкостен­ ной оболочкой в виде усеченного конуса. Распыление с такой на­ садки начинается в случае достижения при частоте 20 кгц ампли­ туды колебаний порядка 12 мк.

Промышленный опыт эксплуатации распылителей типа РУЗ показывает особенно хорошие результаты при распылении жидко­ стей и лакокрасочных материалов с малой величиной поверхност­

стью электростатического поля и особенно несовершенством суще­ ствующих конструкций распылителей.

В США ультразвук использовали при электростатической ок­ раске изделий в 1961 г. Принципиальная схема установки пред­ ставлена на рис. 27. Л-акокрасочный материал подается к лотко­ вому электростатическому распылителю, вибрирующему с часто­ той в несколько килогерц. Распыление лакокрасочного материала происходит вследствие процесса кавитации и электростатического отталкивания частиц. Высокое напряжение на поверхности лако­ красочного материала, кроме обычного эффекта распыления, сни­ жает кавитацию, что и способствует измельчению частиц краски, которые в дальнейшем переносятся на окрашиваемую поверхность. При распылении на установке глифталевых красок удалось полу­ чить «факел» с диаметром до 300 мм при высокой однородности и

103

равномерности покрытия. Такой «факел» был получен при напря­ жении 60 кв, частоте 25 кгц, мощности излучателя 20 вт и меж­ электродном расстоянии 350 мм.

В Японии и США промышленное применение нашли и другие установки, основным отличием которых являются методы подвода электрической энергии ультразвуковой частоты к распылительным устройствам, находящимся под высоким напряжением. Эксплуата­ ция этих установок показала, что совмещенный метод окраски

изделий (сочетание ультразвуко­ вого и электростатического мето­ дов) в ряде случаев обеспечи­ вает более высокие технико-эко­ номические показатели по сравне­

лакокрасочных материалов на из­ делия из древесины. Этот распы­ литель был испытан при нанесе­ нии эмалей МЧ-13, ПФ-133, МЛ-12, водоразбавляемой эмали ФЛ-149, водоэмульсионной краски ПВА. Максимальная производи­ тельность (120—130 г/мин) дости­ галась при вязкости 15—17 сек по ВЗ-4. Исследования выполня­

лись на магнитострикционных излучателях, работающих отультразвуковых генераторов типаУЗГ-2,5 и УЗГ-0,4 на частоте 19—21 кгц. В электростатическом поле эти материалы наносились при частоте 19—20 кгц, мощности излучения 400 вт-, напряжении на распыли­ теле 80—100 кв, межэлектродном расстоянии 150—200 мм.

На установке по схеме, представленной на рис. 28, была апроби­ рована технология нанесения вышеуказанных лакокрасочных мате­ риалов на изделия из различных материалов (деревянные детали, ткани, кожи, пластики, стекло). Качество отделки было удовлетво­ рительное. Установлено, что наиболее благоприятно распыляются водоэмульсионные и водоразбавляемые лакокрасочные материалы, т. -е. материалы, которые другими методами распыляются плохо или совсем не распыляются.

Преимущества ультразвукового распыления при одновременном воздействии электростатического поля — возможность использова­ ния лакокрасочных материалов с широким диапазоном вязкости, отказ от сжатого воздуха, получение однородного мелкодисперс-

104

i-юго аэрозоля лакокрасочного материала. Кроме того, скорость движения частицы лакокрасочного материала незначительна, что обусловливает получение ею более высокого электрического заряда; следовательно, частица будет переноситься только под действием электростатических сил, а это обеспечит хорошее качество отделки. Преимущества этого способа открывают большие возможности и перспективы дальнейшего применения его в различных отраслях промышленности, в частности в деревообрабатывающей.

ОЧИСТКА ЛАКОКРАСОЧНЫХ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

При различных технологических процессах в деревообрабаты­ вающей промышленности (например, при отделке на лаконалив­ ных машинах, в окуночных ваннах, обработке поверхности шлифшкуркой и др.) существенное влияние на конечный результат имеют качество и со­ стояние используемых материалов.

Так, при отделке щитовых конструкций мебели на' лаконаливных машинах наличие пузырьков воздуха в лаке приводит к не­ полному, прерывистому и неравномерному покрытию, потекам.

Пузырьки воздуха образуются при на­ несении лаковой смеси на поверхность, когда смесь закрывает поры древесины, за­ полненные воздухом, а также при циркуля­ ции смеси в лаконаливной машине при не­ плотностях сальников н питательных трубо­

Устройства различных щитков и экранов для уменьшения вспе­ нивания лака, циркулирующего в лаконаливных машинах, дают только частичный эффект.

Удалить пузырьки воздуха из лаков можно вакуумированием. Однако и этот способ не дает большого эффекта, так как при вакуумировании улетучивается часть растворителя.

Хорошим средством для удаления воздушных пузырьков явля­ ются ультразвуковые колебания. При этом процесс может быть ускорен в десятки раз.

В начале 60-х годов УкрНИИМОД были проведены работы [10] с нитроцеллюлозными лаками НЦ-221 и НЦ-223, в которых в большом количестве находились во взвешенном состоянии пу­ зырьки воздуха (до 0,5—1 мм в поперечнике). Опыты проводились

105