Lakiernicze promienniki podczerwieni

Jakość renowacyjnej powłoki lakierniczej zależy nie tylko od przygotowania podłoża i aplikacji kolejnych warstw materiałów naprawczych, lecz również od prawidłowego przebiegu ich suszenia i utwardzania.

Schnięcie lakieru w zależności od jego rodzaju może mieć charakter fizyczny, polegający na odparowaniu zawartego w nim rozpuszczalnika, lub chemiczny, obejmujący również utwardzanie warstw materiałów lakierniczych na skutek zachodzących w nich rozmaitych reakcji, w tym także utleniania.

Bez względu na rodzaj lakieru oraz zachodzących w nim procesów utwardzania i schnięcia powłoki, intensywność ich przebiegu zależna jest od temperatury otoczenia, czyli dostarczonej z zewnątrz energii cieplnej. Zalecana temperatura suszenia każdego rodzaju lakieru określana jest wyraźnie przez jego producenta. Jeśli zastosowana temperatura suszenia jest choćby o 10°C wyższa od minimalnej, w której ten proces w ogóle może zachodzić, jego prędkość wzrasta dwukrotnie. W praktyce za optymalną temperaturę suszenia powłok lakierniczych przyjmuje się 60°C. Do jej uzyskania w samochodowych lakierniach usługowych wykorzystywane są odpowiednie środki techniczne. Należą do niech obecnie:

• systemy dysz Venturiego, intensyfikujący nadmuch powietrza bez podwyższania jego temperatury;
• kabiny lakiernicze, w których nadmuch powietrza jest mniej intensywny, lecz dzięki jego podgrzewaniu dostarczana jest dodatkowa energia cieplna;
• urządzenia promiennikowe dostarczające energię cieplną bez nadmuchu.

Do suszenia najnowszych lakierów wodorozcieńczalnych przy tzw. częściowych naprawach powłok lakierniczych stosuje się obecnie najczęściej zestawy dysz Venturiego. Zapewniają one wielokrotne zwiększenie ilości powietrza przepływającego bezpośrednio nad świeżym materiałem lakierniczym, dzięki czemu zawarta w nim woda ulega proporcjonalnie szybszemu odparowaniu. Podobny jest wpływ intensywności nadmuchu na parowanie innych składników lotnych.

Kabiny lakiernicze są optymalnym rozwiązaniem w przypadku suszenia całych nadwozi pojazdów. Wykorzystywane w nich suszenie konwekcyjne polega na częściowo wymuszonym, a w części też grawitacyjnym obiegu nagrzanego powietrza. W zetknięciu ze świeżo pomalowaną powierzchnią powietrze to przekazuje jej energię cieplną potrzebną do podtrzymywania wewnętrznych procesów chemicznych i paro- wania wszelkich rozpuszczalników. Niezbędne przy tym wstępne nagrzanie całego wnętrza kabiny wymaga określonego czasu. Dopiero po jego upływie osiąga się stabilną temperaturę suszenia na wymaganym poziomie. Dlatego też suszenie pojedynczych elementów nadwozia w kabinie lakierniczej jest ekonomicznie nieuzasadnione.

Do takich celów znacznie lepiej nadają się krótkofalowe promienniki podczerwieni. Przekazywanie przez nie energii cieplnej polega na emisji promieniowania o częstotliwościach nieco niższych od dolnej granicy światła widzialnego. Ten rodzaj promieniowania absorbowany jest przez cząsteczki znajdujące się nie tylko na powierzchni, lecz także wewnątrz powłoki lakierniczej i powoduje ich rozgrzewanie się.

Z punktu widzenia fizyki podczerwone promieniowanie cieplne tworzą fale elektromagnetyczne o długości od 0,76 μm do 6 μm. Można je podzielić na trzy grupy:

• krótkofalowe (0,76 μm do 2,00 μm);
• średniofalowe (2,00 μm do 4,00 μm);
• długofalowe (4,00 μm do 6,00 μm).

Im mniejsza jest długość fali, tym ciepło głębiej wnika w warstwę suszonego lakieru, a tym samym rozgrzewa ją bardziej równomiernie. Dlatego też najskuteczniejsze w tych zastosowaniach są promienniki krótkofalowe. Wytwarzana przez nie energia cieplna dostarczana jest bezpośrednio do materiału suszonego, czyli powłoki lakierniczej, bez żadnych zbędnych strat wynikających z konieczności wcześniejszego ogrzania powietrza otaczającego pomalowany element. Przy zastosowaniu krótkofalowych promienników podczerwieni nagrzewany jest bowiem tylko obiekt absorbujący promieniowanie.

Promieniowanie podczerwone może przenikać powłokę lakierniczą na wskroś, czyli aż do podłoża, dzięki czemu materiał lakierniczy suszony jest równocześnie w całej swej objętości od wewnętrznej do zewnętrznej warstwy.

Wielką zaletą promienników podczerwieni jest niemal zerowa bezwładność cieplna, wynosząca zaledwie kilka sekund. Nie ma więc konieczności wcześniejszego nagrzewania pomieszczenia do wymaganego zakresu temperatur. Istotne w procesie suszenia powłok lakierniczych przy użyciu promienników podczerwieni jest również to, że ostatnią warstwą wysychającą jest ta zewnętrzna, dzięki czemu zapewnione jest poprawne utwardzenie wszystkich warstw i równocześnie niezakłócone odprowadzenie z nich oparów rozpuszczalników, w tym także wodnych. W sumie decyduje to wszystko o zdecydowanym skróceniu procesu suszenia.

Przy stosowaniu promienników wyschnięcie lakieru osiąga się w ciągu najwyżej kilkunastu minut, czyli kilkakrotnie szybciej niż przy suszeniu konwekcyjnym z użyciem ogrzewanego powietrza w kabinie lakierniczej. Jest to również metoda najbardziej energooszczędna. Za dodatkową korzyść wynikającą z tego rozwiązania trzeba uznać też całkowitą eliminację zanieczyszczania warstw lakieru pyłem pojawiającym się przy tradycyjnym suszeniu z wymuszonym obiegiem powietrza.

Odpowiednio do praktycznych potrzeb (wielkości suszonych elementów, kształtu ich powierzchni oraz specyficznych warunków warsztatowych) oferowane są rożne odmiany konstrukcyjne promienników podczerwieni. Do suszenia miejscowego, tzn. niewielkich powierzchni, przeznaczone są konstrukcje najprostsze, czyli ręczne lampy promiennikowe. Zdecydowanie bardziej popularne są przenośne, statywowe stanowiska promiennikowe, wykorzystywane przy małych i średnich naprawach lakierniczych. Możliwe jest ich dowolne przemieszczanie w obrębie warsztatu, dzięki statywom wyposażonym w kółka. Dostępne są w tej grupie promienniki jedno-, dwu-, lub trójkasetowe, posiadające wysięgniki z amortyzatorami gazowymi, umożliwiającymi swobodne manipulacje przy ustawianiu kaset grzewczych oraz utrzymywanie ich w ustalonej pozycji (np. do suszenia drzwi, pokrywy silnika lub dachu). Stosowane bywają również tzw. mobilne systemy szynowe, mocowane na ścianie lub na suficie. Dają one możliwość przesuwania modułów grzewczych w kierunku wzdłużnym i poprzecznym, a także ich ustawiania na odpowiedniej wysokości i pod właściwym kątem. Ta konstrukcja jest używana do suszenia większych powierzchni nadwozi pojazdów.