Zwangstrocknung von Veredelungsmaterialien

Ein sehr wichtiger Teil des Veredelungsprozesses ist das Trocknen der Materialien. Über ihre Trocknung in der Umgebung haben wir bereits besprochen. Aber in großen Fabriken (und nicht nur dort) gibt es Anlagen für die Zwangstrocknung von Veredelungsmaterialien, allgemein Trockner genannt. Diese verkürzen die Trocknungszeiten und erhöhen so die Produktivität. Sie werden in der Regel in die Endbearbeitungslinien eingefügt und folgen dem natürlichen Fluss des technologischen Prozesses, können aber auch für manuell gefertigte Teile oder zur Bedienung mehrerer Endbearbeitungslinien getrennt werden. Mehr über diese Trockner finden Sie im folgenden Material.

Aber zunächst möchte ich Ihnen sagen, dass es je nach Art der Filmbildung 3 Arten der Trocknung gibt:

• Physikalische Trocknung -Die Produkte trocknen durch die Verdunstung des Lösungsmittels aus. Nach dem Trocknen können diese Stoffe im gleichen Lösungsmittel wieder aufgelöst werden (reversibler Prozess). Die Zeit für die physikalische Trocknung kann durch Erhöhung der Temperatur erheblich verkürzt werden. Dies ist der Fall bei Nitrocelluloseprodukten
• Chemische Trocknung -Trocknung von Materialien in zwei Komponenten. In Wirklichkeit ist es die chemische Reaktion zwischen den beiden flüssigen Komponenten, die zu einem dritten Produkt führt, dem Lackfilm, der fest ist. Auf diese Weise trocknen Polyurethan-, Polyester- und Polyacrylprodukte. Die chemische Trocknung kann auch als Trocknung von Einkomponentenprodukten wie wasserlöslichen Produkten (Acryldispersionen) betrachtet werden, bei denen die chemische Reaktion ausgelöst wird, wenn sich die Moleküle nach dem Verdampfen des Wassers sehr nahe kommen. Im Gegensatz zu Nitrocelluloselacken ist der Prozess in diesem Fall irreversibel, d.h. der Film wird nicht flüssig, wenn Wasser zugeführt wird.
• Oxidative Trocknung - ist die Art und Weise, wie synthetische Alkydharze getrocknet und gehärtet werden. In diesem Fall ist die Trocknung das Ergebnis der Verdampfung von Lösungsmitteln und einer Reaktion zwischen Harz und Luftsauerstoff. Diese Art der Trocknung wird durch einen Temperaturanstieg nicht wesentlich beeinflusst.

Zurück zu den Trocknern in der Industrie verwendet. Die häufigsten sind:

 Konvektionstrockner. Ein solcher Trockner hat drei verschiedene Bereiche: den Entfeuchtungsraum, den eigentlichen Trockenraum und den Kühlraum. Der Entwachsungsraum befindet sich unmittelbar nach dem Auftragen des Veredelungsmaterials und ist notwendig, damit sich der Lackfilm so gut wie möglich absetzen kann. Die Temperatur in diesem Bereich liegt nahe der Umgebungstemperatur. In der Trockenzone steigt die Temperatur auf 45-50 °C. Hier findet die Trocknung und Aushärtung des Films statt. In der Kühlzone werden die Objekte auf Raumtemperatur gebracht, bevor sie aus dem Trockner genommen werden. Die Kühlung der Objekte ist sehr wichtig, da die meisten Beschichtungen thermoplastisch sind, d. h. sie werden bei hohen Temperaturen weich. Der Luftaustausch in der Kühlzone muss intensiv sein.

Diese Trockner werden am häufigsten verwendet und können vertikal oder horizontal gebaut werden. Die Materialien bewegen sich in ihnen mit Hilfe von Platten, die sich bei vertikalen Trocknern heben und senken, oder mit Förderbändern oder Ketten bei horizontalen Trocknern. Die Fahrgeschwindigkeit wird so berechnet, dass das Material beim Verlassen des Tunnels trocken ist.

IR-Infrarot-Strahlungstrockner. In solchen Trocknern wird die Heizleistung der IR-Strahlung genutzt. Elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 0,76 µm - 1 mm wird als Infrarot bezeichnet. Je nach Wellenlänge der Strahlung kann man zwischen IRS-Trocknern (kurze IR-Strahlung), IRM-Trocknern (mittlere Strahlung) und IRL-Trocknern (lange Strahlung) unterscheiden. IR-Trockner werden häufig mit Konvektionstrocknern kombiniert.

IR-Trockner sind im Hinblick auf den Energieverbrauch sparsamer als Konvektionstrockner.

Ultraviolette UV-Trockner. In diesen Trocknern wird das Material durch UV-Strahlung gehärtet. Es werden Lacke und Farben verwendet, die speziell für diese Art der Trocknung formuliert sind (Acryl, Polyester, kombiniert). Die Aushärtung erfolgt sehr schnell (5-15 Sekunden).

Es werden zwei Arten von Strahlungsquellen verwendet: Galliumlampen (Ga) und Quecksilberlampen (Hg). Galliumlampen haben eine Wellenlänge von mehr als 420 nm und eine Lebensdauer von etwa 2000 Stunden. Sie werden zum Härten von pigmentierten Lacken verwendet und oft mit Quecksilberlampen kombiniert. Quecksilberlampen haben eine Wellenlänge von 200-380 nm und eine Lebensdauer von etwa 3000 Stunden. Sie werden zum Aushärten von Klarlacken verwendet. UV-Lampen müssen regelmäßig überprüft werden, da ihre Leistung mit der Zeit nachlässt. Der Energieverbrauch ist deutlich geringer als bei der konvektiven Trocknung.

Bei der UV-Trocknung muss das Lösungsmittel entfernt werden, bis das Produkt unter die Lampe kommt. Verbleibende Lösungsmittelspuren machen den Film undurchsichtig. Deshalb gibt es vor den Lampen einen Konvektions- oder IR-Trocknungstunnel, der die Entfernung des Lösungsmittels unterstützt. Die Länge dieses Tunnels hängt davon ab, wie schnell das Lösungsmittel entfernt werden kann. Für die Trocknung wasserlöslicher Produkte ist der Tunnel länger. Der Tunnel kann nur bei Produkten fehlen, die mit einem Ventil aufgetragen werden und den Körper 100% haben.

Dual-Cure-Produkte, d. h. Produkte mit kombinierter UV- und chemischer Trocknung, können für pigmentierte Lacke verwendet werden. Solche Produkte werden mit Härtern gemischt, und wenn sie die Lampen passieren, erfolgt die Trocknung an der Oberfläche, aber nicht in der Tiefe der Beschichtung. Der Prozess der Filmhärtung wird fortgesetzt, nachdem die Objekte aus den Lampen herausgekommen sind, und zwar dank des zugesetzten Katalysators. Dies ist notwendig, weil die UV-Strahlung aufgrund des Pigments nicht in den Film eindringen kann, um ihn sofort zu härten. Warum also nicht die normale Trocknung ohne UV nutzen? Die sofortige Oberflächentrocknung beim Durchgang durch die Lampen bedeutet, dass die Folie keinen Staub mehr aus der Atmosphäre aufnimmt, wenn sie zur vollständigen Trocknung auf die Rakel gelegt wird, was die Qualität der Folie erhöht (insbesondere bei glänzenden Folien).

Die Trocknungszeit ist ein sehr wichtiges Element sowohl in der Arbeitstechnik als auch in der Wirtschaftlichkeit des Produktionsprozesses, insbesondere wenn es um große Mengen identischer Produkte geht. Ein Trockner verkürzt diese Zeit erheblich, indem er die Produktivität erhöht. Wenn Ihr Tätigkeitsbereich jedoch künstlerische, einzigartige, arbeitsintensive Produkte mit Mehrwert umfasst, ist ein Hochleistungstrockner nicht die beste Investition.