Файл: Иноземцев, Г. Б. Электронно-ионная технология в деревообрабатывающей промышленности.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 0
точника высокого напряжения. При подаче лакокрасочного мате риала на коронирующий электрод его частицы заряжаются и под влиянием электрического поля двигаются вдоль силовых линий, т. е. в направлении от электрода к изделию. При увеличении на пряженности поля частицы, получившие заряд большой величины, в дальнейшем будут отрываться от коронирующего электрода и продвигаться к изделию. Большая величина заряда обусловлива ется тем, что при контактной зарядке обычно применяют элект роды с острыми кромками, которые способствуют увеличению на-
|
|
|
|
ь s ' |
|
|
/ |
г |
ь |
а |
1 |
|
+ |
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
\ |
Рис. 2. Схема контактной зарядки частиц лакокрасочного материала:
а — схема установки; б — подача лакокрасочного материала; в — пе редача частицам электрического заряда; г — движение частиц вдоль силовых линий; / — распылитель; 2 — изделие; 3 — лакокрасочный материал; 4 — частицы с отрицательным зарядом; 5 — лакокрасочное покрытие
пряженности поля и поверхностной плотности зарядов у этихкромок и тем самым интенсифицируют процесс зарядки.
При достижении определенной напряженности поля около этих острых кромок появляется коронный разряд, который играет поло жительную роль как фактор интенсивной ионизации. Эта особен ность контактной зарядки и обеспечивает преимущества ее перед ионной зарядкой, так как она обеспечивает величину заряда ча стицы (по данным НИИТЛП) в 10—30 раз большую, чем при ионной/
При контактной зарядке распылительные устройства должны иметь острые кромки, поэтому в промышленности на электролакировальных установках применяют дисковые и чашечные распылители. Кроме того, в последние годы рядом научно-исследовательских организаций (УкрНИИМОД, НИИТЛП) проводятся исследования возможности применения при отделке древесины электростатиче ских распылителей (лотковых, щелевых, совковых и др.).
9
Распыление лакокрасочного материала. Процесс состоит из не посредственного распыления и движения частиц лакокрасочного материала к осадительному электроду (изделию).
Существуют два способа распыления — при помощи вращаю щихся и неподвижных короннрующих электродов. При первом спо собе распыление лакокрасочных материалов происходит в резуль тате одновременного действия электрических и механических сил,
а при |
втором — только электрических. И |
в том, |
и в другом |
случае |
электрическое поле выполняет две |
функции |
— распыления |
и переноса заряженных частиц лакокрасочного материала к из делию.
Распыление лакокрасочных материалов с помощью неподвиж ных короннрующих электродов происходит в результате разрыва их на мелкие частицы электрическими силами из-за взаимного от талкивания одноименных зарядов, а также в результате деформа ции частиц в поле, приводящей к вытягиванию последних вдоль силовых линий.
Процесс распыления лакокрасочных материалов с помощью вращающихся короннрующих электродов происходит под дейст вием нескольких сил. При этом на заряженную частицу, находя щуюся в поле, действуют не только электрические силы, но и цен тробежные силы. Электрические силы преодолевают поверхностное натяжение частиц и распыляют их на мельчайшие частицы, а цен тробежные силы вызывают механическое дробление и сброс ча стиц в электрическое поле. Противодействующей силой, препятству ющей распылению в обоих случаях, является сила поверхностного натяжения частиц. Кроме того, определенное влияние на процесс распыления оказывают и силы тяжести.
Один из основных показателей процесса распыления лакокра сочных материалов — ф а к е л р а с п ы л е н и я . Образование фа кела происходит вследствие взаимного отталкивания одноименно заряженных частиц. При электростатическом распылении он ха рактеризуется значительной полидисперсностыо и различными по величине зарядами.
При электромеханическом распылении, т. е. при вращении коронирующих электродов, на характер образования факела, сущест венное влияние оказывают вектор начальной скорости, полученной частицей в момент распыления, масса и вес ее, конфигурация
изделия и др. |
Большое |
влияние на факел распыления оказывает |
и траектория |
движения |
заряженных частиц в различных точках |
поля. |
|
|
Траекторию движения заряженных частиц в поле обусловливает равнодействующая сила, полученная при сложении всех сил, дей ствующих на частицы лакокрасочного материала.
Опыт эксплуатации электролакировальных установок показы вает, что высококачественное распыление может быть получено только при равномерном факеле, т. е. при правильном соблюдении технологического режима н учете всех основных факторов, способ ствующих распылению. Необходимо, чтобы равнодействующая всех
сил, действующих на частицы лакокрасочного материала, по нап равлению стремилась совпасть с направлением силовых линий поля, т. е. движение частиц совпадало с направлением равнодей ствующей силы.
Оптимальные режимы нанесения лакокрасочных материалов в электростатическом поле следует определять экспериментальным путем.
Осаждение лакокрасочного материала. Осаждение материала на изделии сопровождается растеканием частиц, стенанием с них электрических зарядов и переходом их на изделие и далее, в землю (при заземленном 'изделии).
При осаждении лакокрасочного материала на поверхность из делия с течением времени на ней может накопиться некоторое ко личество электрических зарядов отрицательной полярности. Эти заряды на первой стадии осаждения при сравнительно небольшом слое лакокрасочного материала могут полностью или частично ре комбинироваться. При этом процесс осаждения лакокрасочного ма териала протекает нормально или может незначительно замед-. ляться.
Когда на осадительном электроде (изделии) слой лакокрасоч ного материала достигнет определенной толщины, что обусловит увеличение его удельного объемного сопротивления, процесс осаж дения может замедлиться, а при достижении критической толщины и совсем прекратиться. Это объясняется тем, что условия стена ния электрического заряда и его рекомбинация значительно ухуд шаются.
Процесс осаждения полностью замедляется, когда удельное объемное сопротивление пленки лакокрасочного материала превы шает 1010 ом-см. Такая величина удельного объемного сопро тивления пленки обусловливает наличие на ее поверхности отри цательных зарядов, которые препятствуют за счет сил взаимного отталкивания осаждению подлетающих к изделию частиц лако красочного материала с отрицательным зарядом. При этом на изделие будут осаждаться только те частицы лакокрасочного материала, которые обладают достаточной энергией на преодоле ние сил отталкивания.
Данное явление имеет существенное значение при электролаки ровании и зачастую при несоблюдении оптимальных режимов нанесения приводит к ухудшению качества покрытия, плохой растекаемости лакокрасочного материала, шагрени, а также к нерав номерности толщины пленки. Поэтому при нанесении лакокрасоч ных материалов на изделия из древесины в электростатическом поле следует тщательно следить за поддержанием в оптимальном диапазоне значений основных параметров лакокрасочных материа лов и отделываемых изделий.
К таким параметрам следует отнести удельное объемное со противление, вязкость, диэлектрическую проницаемость, поверх ностное натяжение лакокрасочных материалов, а также электро проводность древесины.
11
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ОТДЕЛЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ЛАКОКРАСОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ
Технологические требования, предъявляемые к древесине, по верхности ее и. лакокрасочным материалам, наносимым в электро статическом поле, должны учитывать специфику способа, обеспечи вать высокое качество продукции.
Требования к древесине и отделываемой поверхности. К древе сине и отделываемой поверхности предъявляются следующие тре бования: влажность'всех деталей изделия должна быть равномер ной и не менее 10± 2% (для мебельных) н не менее 10—15% (для строительных и столярных изделий); шероховатость поверхности для мебельных изделий не ниже 9—10-го класса (ворсистость не допускается) для строительных и столярных — не ниже 7—8-го класса; поверхность должна быть тщательно и равномерно загрун тована и иметь достаточное объемное (ру=108ч-109 олг-сиг) и по верхностное (Ps= l0 9-f-10I0o,u) сопротивления.
Требования к лакокрасочным материалам. Основным условием, обеспечивающим получение покрытия высокого качества, является устойчивое распыление лакокрасочных материалов с минимальным разбросом их частиц и хорошим растеканием по поверхности из делия.
Лакокрасочные материалы должны обладать: высокой способ ностью приобретения электрических зарядов при распылении и способностью сохранять их во время движения к осадительному электроду, определенной величиной вязкости (25—70 сиз) ; способ ностью хорошо распыляться с высокой дисперсностью, хорошим растеканием по поверхности изделия и обратимостью лаковой пленки, высокой температурой вспышки (более 28—35°С), опреде ленными электрофизическими свойствами (ру = 5 • 105-ъ5 ■107 ом ■смг е== 4 10), определенной величиной поверхностного натяжения
(о = 20ч-40 дин/см).
Соблюдение этих требований позволяет достигать высокой тех нико-экономической эффективности и рентабельности электроста тического способа отделки древесины..
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Опыт эксплуатации электролакировальных установок, а также многочисленные исследования в области электростатической от делки изделий показывают, что на процесс осаждения лакокрасоч ных материалов, на качество отделки одно из решающих влияний оказывают свойства древесины, в первую очередь электрические свойства, состояние поверхности, ее строение.
Для улучшения качества отделки главную роль играет электро проводность древесины:
Известно, что древесина является материалом с низкой прово димостью, значительно усложняющей процесс отделки в электро
12