Essiccazione forzata dei materiali di finitura

Una parte molto importante del processo di finitura è l'asciugatura dei materiali. Circa la loro essiccazione in ambiente abbiamo già parlato. Ma nelle grandi fabbriche (e non solo) esistono impianti per l'essiccazione forzata dei materiali di finitura, genericamente chiamati essiccatori. Questi riducono i tempi di essiccazione e quindi aumentano la produttività. Di solito sono inseriti nelle linee di finitura, seguendo il naturale flusso del processo tecnologico, ma possono anche essere separati per i pezzi finiti manualmente o per servire più linee di finitura. Maggiori informazioni su questi essiccatori nel seguente materiale.

Ma prima voglio dirvi che, a seconda di come avviene la formazione della pellicola, l'essiccazione è di 3 tipi:

• Essiccazione fisicai prodotti si asciugano per effetto dell'evaporazione del solvente. Dopo l'essiccazione, questi materiali possono essere nuovamente disciolti nello stesso solvente (processo reversibile). Il tempo di essiccazione fisica può essere significativamente ridotto aumentando la temperatura. È il caso dei prodotti a base di nitrocellulosa.
• Essiccazione chimicaessiccazione di materiali in due componenti. In realtà è la reazione chimica tra i due componenti liquidi che dà luogo a un terzo prodotto, la pellicola di vernice, che è solida. È così che si asciugano i prodotti in poliuretano, poliestere e poliacrilico. L'essiccazione chimica può essere considerata anche come l'essiccazione di prodotti monocomponenti, come i prodotti idrosolubili (dispersioni acriliche), nel qual caso la reazione chimica si innesca quando le molecole si avvicinano molto in seguito all'evaporazione dell'acqua. A differenza della vernice alla nitrocellulosa, in questo caso il processo è irreversibile, cioè il film non diventa liquido se si aggiunge acqua.
• Essiccazione ossidativa è il modo in cui le resine alchidiche sintetiche vengono essiccate e polimerizzate. In questo caso l'essiccazione è il risultato dell'evaporazione dei solventi e della reazione tra la resina e l'ossigeno dell'aria. È un tipo di essiccazione che non è molto influenzato dall'aumento della temperatura.

Torniamo alle asciugatrici utilizzato nell'industria. I più comuni sono:

 Asciugatrici a convezione. Un essiccatore di questo tipo ha 3 porzioni distinte: la zona di deceratura, la zona di essiccazione vera e propria e la zona di raffreddamento. La zona di deceratura si trova subito dopo l'applicazione del materiale di finitura ed è necessaria affinché la pellicola di vernice si depositi al meglio. La temperatura in questa zona è prossima alla temperatura ambiente. Nella zona di asciugatura la temperatura sale a 45-50 gr.C. È qui che avviene l'asciugatura e l'indurimento della pellicola. Nella zona di raffreddamento gli oggetti vengono portati a temperatura ambiente prima di essere rimossi dall'essiccatore. Il raffreddamento degli oggetti è molto importante perché la maggior parte dei rivestimenti sono termoplastici, quindi morbidi alle alte temperature. Il ricambio d'aria nella zona di raffreddamento deve essere intenso.

Questi essiccatori sono i più utilizzati e possono essere costruiti in verticale o in orizzontale. I materiali si muovono al loro interno per mezzo di piastre che si alzano e si abbassano nel caso degli essiccatori verticali, o di nastri trasportatori o catene (catene) nel caso degli essiccatori orizzontali. La velocità di spostamento è calcolata in modo che il materiale sia asciutto all'uscita del tunnel.

Essiccatori a radiazione infrarossa IR. In questi essiccatori viene utilizzato il potere riscaldante della radiazione IR. Le radiazioni elettromagnetiche con lunghezza d'onda compresa tra 0,76 µm e 1 mm sono chiamate infrarossi. A seconda della lunghezza d'onda della radiazione si possono avere essiccatori IRS (radiazione IR corta), essiccatori IRM (radiazione media) e essiccatori IRL (radiazione lunga). Gli essiccatori IR sono spesso combinati con essiccatori a convezione.

Gli essiccatori a infrarossi sono più economici di quelli a convezione in termini di consumo energetico.

Essiccatori UV a ultravioletti. In questi essiccatoi il materiale viene indurito dai raggi UV. Si utilizzano vernici e pitture appositamente formulate per questo tipo di essiccazione (acriliche, poliestere, combinate). L'indurimento avviene molto rapidamente (5-15 secondi).

Si utilizzano due tipi di sorgenti di radiazioni: le lampade al gallio (Ga) e le lampade al mercurio (Hg). Le lampade al gallio hanno una lunghezza d'onda superiore a 420 nm e una durata di vita di circa 2000 ore. Vengono utilizzate per indurire le vernici pigmentate e sono spesso combinate con lampade a mercurio. Le lampade al mercurio hanno una lunghezza d'onda di 200-380 nm e una durata di circa 3000 ore. Vengono utilizzate per l'indurimento delle vernici trasparenti. Le lampade UV devono essere controllate regolarmente perché la loro potenza diminuisce nel tempo. Il consumo di energia è notevolmente inferiore rispetto all'essiccazione convettiva.

Durante l'essiccazione in UV, il solvente deve essere rimosso fino a quando il prodotto non passa sotto la lampada. Le tracce residue di solvente rendono il film opalescente. Pertanto, prima delle lampade, è presente un tunnel di essiccazione a convezione o a infrarossi per favorire la rimozione del solvente. La lunghezza di questo tunnel dipende dalla velocità di rimozione del solvente. Per l'essiccazione di prodotti idrosolubili il tunnel è più lungo. Il tunnel può mancare solo per i prodotti applicati con una valvola e con corpo 100%.

I prodotti a doppia polimerizzazione, cioè quelli che hanno un'essiccazione combinata UV + chimica, possono essere utilizzati per la finitura pigmentata. Questi prodotti sono miscelati con indurenti e quando passano attraverso le lampade l'essiccazione avviene in superficie, ma non in profondità. Il processo di indurimento del film continua anche dopo che gli oggetti sono usciti dalle lampade, grazie all'aggiunta di un catalizzatore. Questo è necessario perché, a causa del pigmento, i raggi UV non possono penetrare nel film per indurirlo istantaneamente. Allora perché non utilizzare la normale essiccazione senza i raggi UV? L'asciugatura istantanea della superficie durante il passaggio attraverso le lampade fa sì che il film non catturi più la polvere dall'atmosfera quando viene messo sulla spatola per l'asciugatura totale, aumentando così la qualità del film (soprattutto per i film lucidi).

Il tempo di essiccazione è un elemento molto importante nella tecnologia di lavoro e nell'economia del processo produttivo, soprattutto quando si tratta di grandi volumi di prodotti identici. Un essiccatore riduce notevolmente i tempi aumentando la produttività. Tuttavia, se il vostro settore di attività prevede prodotti artistici, unici e ad alta intensità di lavoro che aggiungono valore, un essiccatore ad alte prestazioni non è l'investimento migliore.