Инфракрасный нагрев в применении для сушки покровных пленок
Инфракрасный нагрев в применении для сушки покрытий
1. Поглощение инфракрасных лучей покрытием
Инфракрасный луч — это вид излучения, невидимый невооружённым глазом. Он распространяется по прямой подобно видимому свету и обладает такими явлениями, как отражение волн, преломление, поглощение и прохождение. Основная длина волны его энергии находится в диапазоне от 1,0 до 16 микрон. Смолы, растворители и даже неорганические вещества, такие как пигменты в красках, имеют более широкие и сильные полосы поглощения в этом диапазоне длин волн. Обычно 50% инфракрасных лучей поглощается покрытием, а остальные проходят сквозь него и поглощаются самим покрытием. Покрытие поглощает инфракрасные лучи, что усиливает колебания внутренних молекул и повышает их энергию, ускоряя полимеризацию органической смолы и испарение растворителей, тем самым достигая цели быстрой сушки. Инфракрасные лучи, проходящие через покрытие и поглощаемые материалом покрытия, вызывают повышение температуры этого материала. Соответственно, температура внутреннего слоя покрытия немного выше, чем внешнего, что создаёт процесс постепенного высыхания внутреннего слоя покрытия к наружному, при этом растворитель беспрепятственно перемещается внутри. Испарение происходит изнутри наружу, сокращая время сушки и делая покрытие твёрдым и ярким.
2. Сравнение инфракрасного нагрева и нагрева горячим воздухом
При сушке горячим воздухом используется конвективное теплообменное нагревание покрытия, которое значительно медленнее, чем нагрев инфракрасным излучением. В частности, при сушке горячим воздухом тепло передаётся покрытию посредством конвективного потока горячего воздуха. Самый наружный слой покрытия первым контактирует с горячим воздухом, поэтому именно он застывает первым. Это препятствует испарению растворителя во внутреннем слое покрытия и проникновению кислорода из воздуха (для смол, полимеризующихся кислородом), снижая скорость сушки. Когда растворитель из внутреннего слоя наконец пробивает внешнее покрытие и испаряется, он оставляет микропоры во внешнем слое, делая покрытие рыхлым.
Существует очевидная разница в эффективности поглощения, обусловленная различными цветами покрытия. Чем темнее цвет, тем больше коэффициент поглощения; чем светлее цвет, тем меньше коэффициент поглощения. Это приводит к неравномерному отверждению покрытия из-за разных цветов. Наши кварцевые инфракрасные излучатели изготовлены из высокотемпературного вольфрамового сплава или никелево-хромового сплава высокой температуры; нагревательные элементы запечатаны в кварцевом стекле либо в вакууме, либо без герметизации. Длина волны инфракрасного излучения, которое они излучают, составляет от 1,0 до 16,0 микрон, что позволяет им соответствовать покрытиям различных цветов.
Технология инфракрасного нагрева и сушки сокращает время сушки покрытия с десятков минут до нескольких минут и уменьшает длину эффективной сушильной камеры с десятков метров до нескольких метров. Экономия электроэнергии обычно составляет 35–40%, а в некоторых случаях достигает 70%. Поскольку инфракрасный нагрев эффективен и обеспечивает быструю сушку, занимает меньше места в сушильной камере, даёт хорошее качество сушки и экономит энергию, он быстро внедряется в процессы сушки покрытий.
