Инфракрасный нагрев в применении для сушки покровных пленок

Инфракрасный нагрев в применении для сушки покровных пленок

1. Поглощение инфракрасных лучей покровной пленкой

Инфракрасный луч — это разновидность лучей, невидимых невооружённым глазом. Он распространяется по прямой линии, 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 покрывающей плёнкой, а остальные проходят сквозь неё и поглощаются самим покрытием. Покрывающая плёнка поглощает инфракрасные лучи, что усиливает колебания внутренних молекул и повышает их энергию, ускоряя полимеризацию органической смолы и испарение растворителей, тем самым достигая цели быстрого высыхания. Инфракрасные лучи, проходящие сквозь покрывающую плёнку и поглощаемые материалом покрытия, вызывают повышение температуры этого материала. Соответственно, температура внутреннего слоя покрывающей плёнки несколько выше, чем у внешнего слоя, что создаёт процесс постепенного высыхания внутреннего слоя плёнки по направлению к наружному, при котором растворитель беспрепятственно перемещается. Испарение происходит изнутри наружу, что сокращает время высыхания и делает покрывающую плёнку твёрдой и блестящей.

2. Сравнение инфракрасного нагрева и нагрева горячим воздухом

Сушка горячим воздухом использует конвективную теплопередачу для нагрева покрытия, что происходит намного медленнее, чем нагрев инфракрасным излучением. В частности, при сушке горячим воздухом конвекционный горячий воздух передаёт тепло на пленку покрытия. Сначала внешний слой пленки покрытия подвергается воздействию горячего воздуха, поэтому именно внешний слой первым начинает затвердевать. Это препятствует испарению растворителя во внутреннем слое пленки покрытия и проникновению кислорода из воздуха (если резина полимеризуется кислородом), что замедляет скорость высыхания. Когда растворитель из внутреннего слоя наконец прорывается через внешнее покрытие и испаряется, он оставляет микропоры в наружном слое покрытия, делая его рыхлым.

Существует очевидная разница в эффективности поглощения, обусловленная различными цветами покрытия. Чем темнее цвет, тем выше коэффициент поглощения; чем светлее цвет, тем ниже коэффициент поглощения. Это приводит к неравномерному отверждению покрытия из-за различий в цвете. Наши кварцевые инфракрасные излучатели изготавливаются из высокотемпературного вольфрамового сплава или высокотемпературного сплава никеля и хрома; нагревательные элементы этих излучателей запечатываются в вакууме либо остаются открытыми внутри кварцевого стекла. Длина волны инфракрасного излучения, которое они испускают, составляет от 1,0 до 16,0 микрон, что позволяет им соответствовать покрытиям различных цветов.

Технология инфракрасного нагрева и сушки сокращает время высыхания покрытия с десятков минут до нескольких минут и уменьшает длину эффективного сушильного туннеля с десятка метров до нескольких метров. Экономия электроэнергии обычно составляет 35–40%, а в некоторых случаях достигает даже 70%. Благодаря высокой эффективности и быстрому высыханию инфракрасного нагрева, меньшему занимаемому пространству в сушильном туннеле, отличному качеству сушки и энергосбережению данная технология быстро внедряется в процесс сушки покрытий.