Kabina lakiernicza zużywa najwięcej energii, kiedy temperatura zewnętrzna najbardziej różni się od temperatury wymaganej w kabinie. Jest to wiec pochodna ilości energii, jaką trzeba włożyć w ogrzanie powietrza napływającego do kabiny i utrzymanie jej temperatury przy ciągłej cyrkulacji powietrza.

Powiązane firmy

Grzegorz Kotliński, technical leader refinish systems w Axalta Coating Systems Poland, podkreśla, że jeden cykl lakierowania w większości przypadków składa się z trzech procesów:

• lakierowania i suszenia podkładu mokro na mokro,
• lakierowania i suszenia lakieru bazowego,
• lakierowania i suszenia lakieru bezbarwnego.

Na przykładzie poniższej analizy (patrz: tabela) widzimy, który z procesów lakierowania i która grupa produktów mają największy wpływ na zużycie energii, zatem teraz możemy skupić się na lakierach bezbarwnych.

 – Jeśli dysponujemy kabiną lakierniczą, w której podczas suszenia nie możemy podgrzać elementu do 60°, a lakierowaliśmy lakierem bezbarwnym, który według producenta powinien być suszony 30 minut właśnie w takiej temperaturze, nie jest dobrym wyborem stosowanie takiego lakieru bezbarwnego, mimo że dobrze się nim lakieruje i ma dobre wypełnienie – wyjaśnia Grzegorz Kotliński. – Nieodpowiedni proces suszenia, to znaczy inny niż zaleca producent, może spowodować, że powierzchnia nie zachowa swoich właściwości, np. nigdy nie uzyska odpowiedniej twardości, odporności i będzie miała negatywny wpływ na jakość wykonanej pracy nawet w okresie późniejszym. Podobnie będzie, jeśli skrócimy proces suszenia w celu zwiększenia potencjału lakierni: zamiast suszyć według karty technicznej 30 minut, suszymy 10, bo przecież do jutra doschnie na zewnątrz.

Często się słyszy, że lakier to jest lakier i prócz nazwy i ceny nie ma między nimi dużej różnicy. Otóż, tak nie jest. Jest tak, jak z samochodami – wiemy, że samochody różnią się od siebie ważnymi cechami. Z lakierami bezbarwnymi jest podobnie, praktycznie każdy z nich jest inny i czymś się charakteryzuje.

Grzegorz Kotliński Technical leader refinish systems w firmie Axalta Coating Systems Poland

Coraz popularniejsze są tzw. lakiery schnące na powietrzu (ang. Air-Dry). W tego typu lakierach w składzie zawarte są akceleratory utwardzania, które są uwalniane po zakończeniu procesu aplikacji i zapewniają ekstremalnie szybkie osiągnięcie twardości użytkowej lakieru w temperaturze otoczenia, w ciągu 1 godziny (np. NOVOL 8500 DART CLEAR).

Tomasz Tomczyk Dyrektor Pionu Szkoleń w firmie NOVOL

Jaki lakier, takie suszenie

Jakub Tomaszewski, konsultant ds. produktów i systemów kolorystycznych w firmie Multichem twierdzi, że w obecnej chwili najczęstszymi  metodami suszenia lakierów jest konwekcja i podczerwień. Obie te metody polegają na nagrzaniu polakierowanej powierzchni samochodu (lub jego części). Jednak sposób ogrzewania jest różny. Metoda konwekcyjna polega na suszeniu poprzez kontakt lakieru z ogrzanym powietrzem, cyrkulacja powietrza jest tutaj bardzo ważna i ma realny wpływ na przebieg schnięcia. Przy tej metodzie suszenia gorące powietrze działając na zewnętrzne warstwy lakieru tworzy na ich powierzchni zwarty film. Dolne warstwy lakieru pozostają płynne i po podgrzaniu wydzielają opary rozcieńczalnika, które wychodząc na zewnątrz mogą prowadzić do powstawania bąbelków na powierzchni.

Tomasz Tomczyk, dyrektor Pionu Szkoleń w firmie NOVOL, dodaje, że najczęstszy mechanizm utwardzania to reakcja chemiczna z utwardzaczem. W takich mechanizmach proces rozpoczyna się od wstępnego odparowania fizycznego rozcieńczalników, zaś w kolejnym etapie następuje reakcja chemiczna lakieru z utwardzaczem (w przypadku lakierów bezbarwnych najczęściej żywic akrylowych lub poliuretanowych z izocyjanianami). W pierwszej fazie odparowania rozcieńczalników dużą rolę odgrywa wielkość przepływu powietrza w kabinie lakierniczej oraz temperatura procesu. Po fazie odparowania przebieg reakcji chemicznej możemy przyspieszać dalej klasycznie za pomocą wygrzewania w kabinie lakierniczej lub np. promienników podczerwieni IR.

Za idealną temperaturę lakierowania należy przyjąć 20°C, a w temperaturze poniżej 15°C nie powinno się lakierować. Nie chodzi tutaj tylko o temperaturę otoczenia, a o temperaturę lakierowanej powierzchni oraz produktu, który będzie użyty do lakierowania. Zarówno za niska, jak i za wysoka temperatura ma znaczący wpływ na ostateczny efekt lakierowania.

Monika Biernat BERG

Coraz popularniejsze są tzn. lakiery schnące na powietrzu (ang. Air-Dry). W tego typu lakierach w recepturze zawarte są akceleratory utwardzania, które są uwalniane po zakończeniu procesu aplikacji i zapewniają ekstremalnie szybkie osiągnięcie twardości użytkowej lakieru w temperaturze otoczenia (20°) w ciągu 1 godziny. Odrębny mechanizm oferują np. lakiery utwardzane promieniowaniem UV, gdzie do rozpoczęcia procesu wymagana jest specjalna lampa emitująca promieniowanie ultrafioletowe aktywujące fotoinicjatory rozpoczynające reakcję sieciowania, która trwa zazwyczaj kilkanaście sekund.

Przemysł w dużej mierze przeszedł  na lampy podczerwone (IR).  Podczerwień wnika w głąb lakieru, a nagrzewanie lakieru rozpoczyna się od dolnych warstw.  Zewnętrzna powłoka nie zamyka się, a opary rozcieńczalnika swobodnie opuszczają warstwę farby bez „bąbelkowania”.

Jakub Tomaszewski Konsultant ds. produktów i systemów kolorystycznych w firmie Multichem

Monika Biernat z firmy BERG dodaje, że przyspieszenie procesu suszenia, zawsze będzie się wiązało z pogorszeniem jakości wizualnej powłoki lakierniczej. W procesie suszenia bardzo ważnym elementem jest proces odparowania rozpuszczalników, który powinien być dostosowany do użytego systemu lakierniczego i może trwać 3–15 minut. Skrócenie tego czasu może spowodować powierzchniowe zamknięcie powłoki, przez co utrudnione jest odparowanie rozpuszczalnika z lakieru. Następstwem tego może być zgazowanie powłoki lakierniczej. Za idealną temperaturę lakierowania należy przyjąć 20°C, a w temperaturze poniżej 15°C nie powinno się lakierować. Nie chodzi tutaj tylko o temperaturę otoczenia. Ważniejszym elementem układanki jest temperatura lakierowanej powierzchni oraz produktu, który będzie użyty do lakierowania. Zarówno za niska jak i za wysoka temperatura ma znaczący wpływ na ostateczny efekt lakierowania. Zgazowania, zmatowienia, skórka pomarańczowa, zacieki, niedostateczna przyczepność – to tylko część wad lakierniczych, które mogą wystąpić z powodu lakierowania w niewłaściwej temperaturze.

Tomasz Tomczyk zwraca ponadto uwagę, że częstym błędem są np. zbyt krótkie czasy odparowania między warstwami lub zbyt szybkie włączenie wygrzewania bezpośrednio po aplikacji. Zazwyczaj musimy liczyć się z tym, że przyspieszenie procesu powoduje nieznaczne pogorszenie jakości powłoki lakierowej – na szczęście z reguły na poziomie akceptowalnym przez klienta. Z drugiej strony pojawiają się znaczne zyski ekonomiczne dla serwisu wynikające ze skrócenia czasu procesu suszenia.

Przyspieszone utwardzanie (za pomocą podwyższonej temperatury lub akceleratorów) niesie ze sobą szereg zagrożeń mogących powodować wady lakiernicze, m.in.:

• wyższe ryzyko gazowania powłoki, w szczególności w warunkach wymuszonego suszenia przy zbyt krótkich czasach odparowania między warstwami i pominięciu przerwy przed rozpoczęciem wygrzewania,
• niższe twardości końcowe niż osiąga układ na utwardzaczu standardowym,
• ryzyko utraty połysku, tzw. „zgaśnięcia powłoki”,
• wyższe ryzyko utraty przyczepności międzywarstwowej przez zbyt dużą prędkość reakcji chemicznej.

Przy chemicznym mechanizmie utwardzania (produkty 2K) kluczowa dla szybkości procesu jest temperatura. W dużym uproszczeniu można przyjąć, że wzrost temperatury wygrzewania o 10°C oznacza prawie 2-krotne skrócenie czasu utwardzania. Warto zwrócić uwagę, że przy podawaniu czasów utwardzania pojęcie „temperatura” dotyczy temperatury samego elementu, a nie temperatury powietrza mierzonej przez czujnik umieszczony np. w narożniku kabiny. – Wilgotność powietrza odgrywa ważną rolę ze względu na to, że do utwardzania produktów opartych na żywicach akrylowych jako utwardzacza używamy żywic izocyjanianowych, które są bardzo wrażliwe na reakcję z wilgocią. Izocyjaniany zamiast z żywicą w lakierze łatwiej i szybciej reagują z wilgocią, która jest zawarta w powietrzu. Im wyższa wilgotność, tym większe jest ryzyko zagrożenia, np. niewystarczającego usieciowania lub utraty połysku lakieru. Łatwo to zaobserwować na przykładzie otwartej puszki z utwardzaczem, który przy dostępie wilgoci zawartej w powietrzu staje się mętny – dodaje Tomczyk.

Na podstawie informacji firm: Axalta Coating Systems, BERG, Multichem, NOVOL