SE466136B - Foerfarande vid torkning av ett skikt av faergmaterial dispergerat i vatten - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 466 156 föremålet. Så kallat skinn bildas på färgens yta genom färgmolekylernas oupplösliga vidhäftning vid varandra.

Vid en hantering av det målade föremålet efter en sådan torkning föreligger en stor risk för skador i färgskik- tet. Skinnbildningen medför också risk för att det bildas blåsor i färgskiktet.

En färg som däremot är baserad på ett lösnings- medel, t ex lacknafta, bildar inte skinn på detta sätt, då lösningsmedlet håller färgens fria yta upplöst då det avgår genom förångning vid färgens yta.

För att komma tillrätta med problemet med skinn- bildning på färgskikt som påförts som dispersion försöker man styra torkningsförloppet genom att dels till disper- sionen tillsätta ett lösningsmedel som har högre kokpunkt än vatten, dels tillföra uppvärmd luft med hög relativ fuktighet i torkprocessens början. Fukten i luften ökar emellertid energibehovet och förlänger torktiden. ma gäller det tillsatta lösningsmedlet.

Det;grundläsäändaëpramlamemaäraemakäärmämëætmä när färgskiktets fria yta uppvärms blir ångtrycket högre där än i färgskiktets övriga delar. Vätskan i de inre de- larna förmår följaktligen inte tränga ut mot den fria ytan, vilket kan ske först sedan hela färgskiktet erhål- lit samma temperatur.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett förfarande för torkning av en färg eller lik- Detsam- nande enligt ingressen som inte har de kända nackdelarna.

Enligt uppfinningen kan en torr luftström med lägre tem- peratur än färgskiktet med fördel bringas att strömma ut- med ett föremåls med färg belagda ytor, bringas att torka. varigenom färgen Genom avkylningen av färgskiktets yta erhålles en sänkning av vattenångans partialtryck i fär- gens ytskikt, vilket medför att en diffusion uppstår i färgskiktet varvid vattenmolekyler tränger ut från färg- skiktets inre delar mot dess yta där de avgår och tas upp av luften. Masstransporten av vattenmolekyler genom 10 15 20 25 30 35 466 1'ZÄ luv luftströmmen ökar vid ökande lufthastighet, vilket talar för att denna skall vara så hög som möjligt. Färgskiktet på föremålet bibringas med fördel en temperatur på HO- 100°C och den torra luftströmmen en temperatur på 10- 50°C, företrädesvis rumstemperatur dvs 20°C, då den först träffar föremålets med färg belagda ytor, var- vid temperaturdifferensen mellan färgskiktet och luften är åtminstone 20°C. Luften bibringas en hastighet på åtminstone 1 m/s, men företrädesvis en så stor hastighet som möjligt vid föremålets yta, varvid den övre hastig- hetsgränsen bestäms av möjligheterna att evakuera luften.

Uppfinningen kännetecknas av att värme tillförs färgmaterialet innan detta anbringas på föremålet, varvid färgmaterialet företrädesvis uppvärmes till en temperatur på no-1oo°c, 1 synnerhet 70-8ø°c, innan det anbring- as. Värme kan med fördel tillföras föremålet innan färg- materialet anbringas, varvid föremålet uppvärmes till en temperatur på 40-100°C, företrädesvis 70-80°C, innan färsmaterialetwanbntnsasa-Iydatvfakkïdärflfänzmatewialét >*a¿*~^ sprutas på föremålet med hjälp av en drivgas som t ex luft kan gasen med fördel först uppvärmas till en tempe- ratur på 40-100°C, företrädesvis 70-8000. Det ligger inom ramen för uppfinningen att tillföra värme genom en eller flera av de tre ovan angivna åtgärderna för att åstadkomma en önskad torkning av färgmaterialet.

Genom förfarandet enligt uppfinningen har det överraskande visat sig att nackdelarna med de hittils kända torkningsförfarandena kunnat elimineras så att t ex den tidigare nämnda skinnbildningen kunnat undvikas. För att verifiera de gjorda iakttagelserna har därför följan- de teoretiska exempel tagits fram.

EXEMPEL I följande exempel, som framtagits för att för- söka verifiera de gjorda iakttagelserna som rör förelig- gande uppfinning, utgörs färgen av ett material som dis- pergerats i vatten och som i torkat skick uppvisar en förhållandevis porös struktur som medger en god diffusion 10 15 20 25 30 35 466 136 av vattenånga. Drivkraften bakom diffusionen i färgskik- tet är skillnaden mellan vattenångans partialtryck vid mättnad och dess partialtryck i den luft som bringas att strömma fram över färgskiktets yta. Såväl mättnadstrycket i färgskiktet som partialtrycket i luften bestäms av tem- peraturen i färgskiktet respektive luften. Tabell 1 nedan visar temperaturdifferensens inverkan på partialtrycken och ett jämförelsetal för en teoretiskt beräknad mass- transport genom diffusion.

TABELL 1 Ex Temperatur Partialtryck Masstransport nr OC bar kg/m2,s Färg Luft Färg Luft A=en konstant 1 uo 110 0,07 0,10 -A 1,0-1o'" 2 80 110 0,47 0,10 A-1,5-1o'3 3 80 20 0,47. . 0,01 A-1,8-10"? _ U 10-1- _. 01“;1'r01;í:1:r~- øaíflff * ;F"3@*- Av tabell 1 framgår att vattenångans partial- tryck i färgskiktet måste vara högre än i luften för att diffusionen ska gå i rätt riktning, dvs i riktning mot luften. Vidare ska färgen ha så hög temperatur som möj- ligt i förhållande till luftens temperatur. En tempera- turhöjning 1 färgen från 80 till 90 °c vid en oföränd- rad lufttemperatur ökar diffusionshastigheten med 83 %.

Vid avdunstning av vatten från en yta genom konvektion sker övergången till vattenånga vid fasom- vandlingsgränsen så snabbt att gasfasen blir mättad ome- delbart intill ytan. Avdunstningens hastighet bestäms då av hur snabbt vattenångan kan föras bort av den luft som strömmar förbi ytan. Tabell 2 nedan visar lufthastighe- tens inverkan på ett jämförelsetal för en teoretiskt beräknad masstransport genom diffusion och konvektion. 10 15 20 25 30 35 5 TABELL 2 Ex Luft- Temperatur Partialtryck Masstransport nr hast. OC bar kg/m2,S m/s Färg Luft Färg Luft B=en konstant 1 3 00 110 0,07 0,10 -B-7,2.103 2 3 »80 110 0,M7 0,10 B-89,1-103 3 3 80 20 0,47 0,013 B-110-103 0 6 80 20 0,47 0,013 B-192-103 5 10 80 20 0,Ä7 0,013 B-290-103 Av tabell 2 framgår att massöverföringen från färgskiktet till luften ökar väsentligt vid en hög tempe- raturdifferens mellan färgskikt och luft samt vid en re- lativ högre lufthastighet. En höjning av lufthastigheten från 3 till 6 m/s ökar massöverföringen med 75 %.

Genom förfarandet enligt uppfinningen erhålles således en snabb borttransport av den ånga, som avgår i en-riktning?frånflflönemåletsfyta"ochnutàfirånvfängsmiktëtsmuyf yta vid tillförsel av värme till föremålets inre parti samtidigt som en torr luftström med en lägre temperatur än färgskiktet bringas att strömma utmed föremålets med färg belagda yta eller ytor. Härigenom motverkas den ovan nämnda skinn- och blåsbildningen samtidigt som skillnaden i ångtryck mellan färgskiktets inre delar och ytskiktet ökar. Vidare tar den snabbt strömmande luften upp mer fukt per tidsenhet än långsamt strömmande luft, vilket påskyndar torkningen.

Uppfinningen är tillämpbar t ex vid en anordning för torkning av färg, som är anbringad på den ena sidan av ett skivformigt föremål, varvid denna anordning inne- fattar en huvformig torkugn i vilken färgen på föremålet torkas genom uppvärmning av färgskiktet med hjälp av upp- värmningsanordningar samtidigt som luft med hjälp av fläktar bringas att stryka över färgskiktet.

BESKRIVNING TILL FIGURER Ett exempel på en anordning för tillämpning av 10 15 20 25 30 35 466 156 förfarandet enligt uppfinningen beskrivs nedan i anslut- ning till bifogade figurblad.

Figur 1 visar en schematisk vy över en målnings- anläggning bl a innefattande en torkugn för målade före- mål.

Figur 2 visar ett avsnitt av torkugnen enligt figur 1 sedd från den ena långsidan.

Figur 3 visar ett tvärsnitt genom torkugnen en- ligt figur 2. ' En anläggning enligt figur 1 avsedd för målning av den ena sidan av plåtar som passerar genom anlägg- ningenen, och som företrädesvis avser beklädnadsplåt för byggnadsändamål, innefattar en förvärmningsugn 1, i vil- ken plåtarna förvärms, en sprutbox 2, i vilken uppvärmd färg sprutas på plåtarna, en torkugn 3, i vilken den på- sprutade färgen torkas, en svalbädd 4 för plåtar som tor- kats samt en emballeringsstation 5. En rullbana 6 löper genom förvärmningsugnen 1, sprutboxen 2 samt torkugnen 3, på vilkenlplåtarna uranspdnteræsfiunder3benæmdEïnQemn§&m~ utrymmesskäl har svalbädden H anordnats så att den löper parallellt bredvid behandlingsstationerna och sammanbinds med dennas rullbana 6 genom en tvärtransportör 7. Även svalbädden U utgörs av en rullbana. Inmatning av plåtar som skall målas sker vid station A på figur 1 medan ut- lastning sker vid station B. svaibädden 4, embailerings- stationen 5 samt tvärtransportören 7 är medtagna för att exemplet skall visa en komplett målningsanläggning.

Förvärmningsugnen 1 kan med fördel utgöras av en IR-enhet, men även andra slags uppvärmningsanordningar är användbara som t ex olika ugnar med gasburen värme.

Sprutboxen 2 är försedd med sprutmunstycken och uppvärm- ningsanordningar för färgen som skall påsprutas. Den i sprutboxen 2 placerade uppvärmningsanordningen för färgen utgörs företrädesvis av en mikrovågsenhet, genom vilken färgen leds på väg mot sprutmunstyckena. Även andra upp- värmningsanordningar som t ex doppvärmare kan användas.

Torkugnen 3 utgörs av ett antal sektioner 3.1, 10 15 20 25 30 35 466 136 av vilka en sektion visas på figur 2. Respektive sektion 3.1 innefattar en ram 8, vilken uppbär sektionens 3.1 tak och sidoväggar. Luft innehållande vatten och eventuellt annat lösningsmedel från den torkande färgen sugs bort från sektionen genom en avsugningsledning 9 som är anord- nad i sektionens 3.1 tak. Den avsugna luften.ersätts med luft från munstycken 10, som blåser torr, kyld luft utmed färgskiktets fria yta. Ramen 8 uppbär vidare den ovan nämnda rullbanan 6, som löper genom samtliga behandlings- stationer, på vilken plåtar 11, försedda med på ovansidan anbringad färg som skall torkas, transporteras. Infravär- mare 12 är anordnade på ovansidan av rullbanan 6 och rik- tade ned mot denna och mot ovansidan på de plåtar 11 som transporteras på rullbanan 6. Infravärmarna kan vara rik- tade direkt mot färgskiktet på plâtarna då den långvågiga strålningen från värmarna fungerar så att den tränger igenom färskiktet och värmer såväl färgen som plåten.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 466 136 PATENTKRAV

1. Förfarande för att åstadkomma torkning av ett färgmaterial (färg) som är dispergerat i vatten, varvid dispersionen anbringas i ett skikt på ett föremål, och varvid en förångning av vatten i dispersionen åstad- kommes och en diffusion i en riktning från föremålets yta och utåt mot färgskiktets fria yta erhålles, k ä n n e - t e e k n s t sv att värme tiiiföres färgmeterielet innan detta anbringas på föremålet.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att färgmaterialet uppvärmes till en temperatur på no-1oo°c, företrädesvis till 70-8o°c, innan det anbringas på föremålet.

3. Förfarande enligt något av kraven 1-2, k ä n n e t e o k n a t av att värme tillförs föremålet innan färgmaterialet anbringas på detta.

H. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a t av att föremålet uppvärmes till en tempera- tur så to-1ad9cp faretnameswas titt zmsadâdaïssasf» .- färgmaterialet anbringas på detta.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, var- vid färgmaterialet sprutas på föremålet med hjälp av en gas, t ex luft, som drivmedel, k ä n n e t e o k n a t av att gasen uppvärmes till en temperatur på HO-100°C, företrädesvis till 70-80°C, innan den bringas att med- föra färgmaterialet för anbringande av detta på föremå- let.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att värme tillförs föremålet i form av infravärme från infravärmare efter det att färgmaterialet anbringats på föremålet.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t av att en torr luftström med en lägre temperatur än färgskiktet bringas att strömma utmed föremålets med färg belagda ytor, varigenom färgen bring- as att torka. 10 15 20 25 30 35 466 156

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e - t e c k n a t av att temperaturdifferensen mellan färg- skiktet och luftströmmen är åtminstone 2o°c.

9. Förfarande enligt något av kraven 7-8, k ä n n e t e c k n a t av att luften bibringas en has- tighet på åtminstone 1 m/s.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e - t e c k n a t av att den torra luftströmmens hastighet succesivt ökas för att vara högst i torkprocessens slut- skede.