Zvýšení účinnosti sušení barev pomocí topných prvků z uhlíkových vláken

V počátečních fázích výroby se mnoho lidí domnívalo, že mechanismus sušení nátěrů je podobný mechanismu sušení mokrých materiálů, což je především proces přenosu tepla nesouvisející s chemickými změnami, čistě proces tepelného přenosu. Další výzkum však ukázal, že kromě čistě fyzikálního procesu přeměny tepelného záření na tepelnou energii ve vrstvě nátěru hrají zásadní roli také chemické reakce, zejména u termosetových nátěrových hmot.

Proces vytvrzování nátěrových hmot lze rozdělit do dvou fází: fáze difúze a fáze vytvrzování. Difuzní fáze zahrnuje vstup tepelného záření do nátěru, především předehřátí a zahřátí obrobku a odpaření dostatečného množství těkavých látek. Ve fázi vytvrzování, známé také jako kinetická fáze, dochází k aktivnímu vytvrzování chemických vazeb. V této fázi je rozhodující účinná regulace teploty, protože rychlost chemických reakcí určuje průběh procesu sušení. Podle zákonů chemické kinetiky může zvýšení teploty o 10 °C urychlit rychlost chemické reakce 1-3krát.

Výzkum prováděný na univerzitě ověřil použití topných prvků z uhlíkových vláken s povrchovou teplotou kolem 600 °C. Tyto prvky umístěné 10 cm od topného tělesa ozařovaly povrch laku automobilových ocelových ráfků infračervenými paprsky po dobu 3 minut, čímž bylo dosaženo sušicích účinků odpovídajících účinkům dosaženým v tradičních továrních sušárnách za 30 minut. V důsledku toho země jako Spojené státy a Austrálie upravily své výrobní procesy ráfků z automobilové oceli tak, že zavedly ohřev směrovaným infračerveným zářením, čímž zkrátily cyklus ohřevu na 10 minut a výrazně šetřily zdroje elektrické energie.

U nátěrů ocelových ráfků automobilů, kde se převážně používá akrylátová bezbarvá barva s nejsilnějším absorpčním vrcholem při teplotě 600 °C, se použitím topných prvků z uhlíkových vláken odpovídajících této povrchové teplotě maximalizuje využití infračerveného záření. Srovnávací experimenty mezi topnými prvky z uhlíkových vláken a konvenčními metodami sušení přinesly následující výsledky:

1. Tovární použití odporových páskových radiátorů
   • Instalační výkon: 256 kW
   • Cyklus sušení: 30 minut
   • Délka sušícího kanálu: Délka sušení: 30 metrů
   • Povrchová vlhkost po vysušení: 6%-7%
2. Použití topných prvků z uhlíkových vláken ve vzdálenosti 10 cm
   • Cyklus sušení: 2 minuty
   • Povrchová teplota po vysušení: 151°C
   • Povrchová vlhkost po vysušení: 6%-6,8%

Výsledky experimentů ukazují, že použití topné prvky z uhlíkových vláken jako zdroje infračerveného záření pro sušení akrylových nátěrů výrazně zkracuje dobu sušení a zvyšuje účinnost sušení.

Čínská automobilka nahradila sušicí kanál s cirkulací horkého vzduchu infračerveným kanálem se směrovaným zářením. Tato úprava snížila instalovaný výkon z 288 kWh na 216 kWh, zkrátila cyklus sušení z 30 minut na 25 minut a snížila celkovou spotřebu energie zařízení. Přestože náklady na úpravu zařízení byly kompenzovány úsporou elektrické energie a zvýšením efektivity výroby, přínosy jsou značné.

Společnost GlobalQT je předním výrobcem topných prvků z uhlíkových vláken, který nabízí účinná řešení infračerveného vytápění. Další informace naleznete na stránkách webová stránka nebo nás kontaktujte na contact@globalquartztube.com.