Покраска распылением

Окрашивание распылением — это метод окраски , при котором устройство распыляет материал покрытия (краску, чернила, лак и т. д.) через воздух на поверхность. В наиболее распространенных типах используется сжатый газ (обычно воздух ) для распыления и направления частиц краски.

Краскопульты произошли от аэрографов , и они обычно различаются по размеру и размеру рисунка распыления, который они создают. Аэрографы ручные и используются вместо кисти для детальной работы, такой как ретушь фотографий, покраска ногтей или изобразительное искусство. Для распыления пневматическим пистолетом обычно используется более крупное оборудование. Обычно его используют для покрытия больших поверхностей равномерным слоем жидкости. Краскопульты могут быть автоматическими или ручными и иметь сменные головки, позволяющие создавать различные схемы распыления.

Баллончики с одноцветной аэрозольной краской портативны и удобны в хранении.

История

Распыление краски сжатым воздухом восходит к его использованию на Южно-Тихоокеанской железной дороге в начале 1880-х годов. ^[1] В 1887 году Джозеф Бинкс, руководитель технического обслуживания Чикаго, в оптового магазина Маршалл Филд разработал краскопульт с ручной подачей холодной воды для нанесения побелки на подвальные стены магазина. ^[2]^[3] Фрэнсис Дэвис Миллет , директор по декорациям Всемирной Колумбийской выставки в Чикаго в 1893 году, использовал Бинкса и его систему окраски распылением для нанесения побелки, состоящей из смеси масла и свинцовых белил, на здания на выставке, занимая значительно меньше времени, чем традиционная кисть. рисуя и превращая его в то, что назвали Белым городом . ^[4]^[1]^[3] В 1949 году Эдвард Сеймур разработал тип окраски распылением — аэрозольную краску , которую можно было наносить в виде сжатого аэрозоля в баллончике.

Типы

Распыление из пневматического пистолета

Этот процесс происходит, когда краска наносится на объект с помощью краскопульта под давлением воздуха. Пневматический пистолет имеет сопло, резервуар для краски и воздушный компрессор. При нажатии на спусковой крючок краска смешивается с потоком сжатого воздуха и выбрасывается в виде мелкой струи. ^[5]

Благодаря широкому выбору форм и размеров насадок, консистенцию краски можно варьировать. Форма заготовки и желаемая консистенция и рисунок краски являются важными факторами при выборе насадки. Три наиболее распространенных насадки: полный конус, полый конус и плоская струя. ^[6] Существует два типа процессов распыления пневматическим пистолетом. При ручном методе управления пневматический распылитель удерживается опытным оператором на расстоянии примерно 6–10 дюймов (15–25 см) от объекта и перемещается взад и вперед по поверхности, при этом каждый ход перекрывает предыдущий, чтобы обеспечить непрерывное распыление. пальто. ^[7] В автоматическом процессе головка пистолета прикрепляется к монтажному блоку и подает струю краски из этого положения. Окрашиваемый объект обычно размещают на валиках или поворотном столе, чтобы обеспечить одинаковое покрытие со всех сторон.

Большой объем, низкое давление

Большой объем и низкое давление (HVLP) аналогичен обычному распылителю, использующему компрессор для подачи воздуха, но сам распылитель требует более низкого давления (LP). Больший объем (HV) воздуха используется для распыления и продвижения краски при более низком давлении воздуха. Результатом является более высокая доля краски, достигающей целевой поверхности, при этом снижается избыточное распыление , расход материалов и загрязнение воздуха.

Часто требуется регулятор, чтобы можно было снизить давление воздуха от обычного компрессора для пистолета-распылителя HVLP. Альтернативно, турбинная установка (обычно содержащая двигатель типа пылесоса, установленный в обратном направлении) может использоваться для приведения в движение воздуха без необходимости подачи воздуха к компрессору.

Эмпирическое правило предполагает, что две трети покрытия размещаются на подложке, а одна треть — в воздухе. Настоящие пистолеты HVLP используют расход 8–20 кубических футов в минуту (13,6–34 м). ³/ч) и требуется промышленный компрессор мощностью не менее 5 лошадиных сил (3,7 кВт). Системы распыления HVLP используются в автомобильной, декоративной, морской, архитектурной промышленности , отделке мебели, живописи и косметической промышленности.

Малый объем, низкое давление

Как и HVLP, пистолеты-распылители малого объема и низкого давления (LVLP) также работают при более низком давлении (LP), но они используют малый объем (LV) воздуха по сравнению с обычным оборудованием и оборудованием HVLP. Это еще одна попытка повысить эффективность переноса (количество покрытия, попадающего на поверхность мишени) распылителей при одновременном снижении потребления сжатого воздуха.

Электростатическая окраска распылением

Электростатическая живопись была впервые запатентована в США Гарольдом Рансбургом в конце 1940-х годов. Гарольд Рэнсбург основал Ransburg Electrostatic Equipment и обнаружил, что окраска электростатическим распылением сразу же принесла успех, поскольку производители быстро осознали, что можно добиться существенной экономии материалов. При окраске электростатическим распылением или порошковом покрытии распыленные частицы заряжаются электрически, тем самым отталкиваясь друг от друга и равномерно распределяясь при выходе из распылительного сопла. Окрашиваемый объект заряжен противоположно или заземлен. Затем краска притягивается к объекту, создавая более равномерный слой, чем при окраске мокрым распылением, а также значительно увеличивает процент краски, прилипающей к объекту. Этот метод также означает, что краска покрывает труднодоступные места. Затем все это можно запечь, чтобы краска правильно прикрепилась: порошок превращается в своего рода пластик. Панели кузова автомобиля и рамы велосипедов — два примера, где часто используется электростатическая окраска распылением.

Существует три основные технологии зарядки жидкости (жидкости или порошков):

Прямая зарядка : электрод погружается в резервуар подачи краски или в канал подачи краски.
Трибозарядка : при этом используется трение жидкости, проталкиваемой через ствол малярного пистолета. Он трется о стенку ствола и создает электростатический заряд.
Зарядка после распыления : распыленная жидкость вступает в контакт с электростатическим полем после выпускного сопла. Электростатическое поле может быть создано электростатической индукцией или короной , либо одним или несколькими электродами (электродное кольцо, сетка или решетка).

Вращательный колокол

При этом методе краска подбрасывается в воздух вращающимся металлическим диском («колокольчиком»). Металлический диск также придает электрический заряд частице покрытия. ^[8]

Электрический вентилятор

Существует множество ручных распылителей краски, которые либо смешивают краску с воздухом, либо преобразуют краску в крошечные капли и ускоряют их выход из сопла.

Горячий спрей

Нагревая насыщенную краску до 60-80°С, можно нанести более толстый слой. Первоначально краска циркулировала рециркуляционно, но, поскольку это приводило к образованию отложений, система была заменена на прямой нагрев в режиме онлайн. Горячее распыление также использовалось с безвоздушным и электростатическим безвоздушным распылением для уменьшения отскока. Двухкомпонентные материалы обычно содержат предварительное смешивание перед системами наконечников, использующими сдвоенные насосы.

Безвоздушные распылители с пневматическим приводом

В них используется давление воздуха и жидкости от 300 до 3000 фунтов на квадратный дюйм (2100–20700 кПа) для распыления покрытия. Это оборудование обеспечивает высокую передачу и повышенную скорость нанесения и чаще всего используется для нанесения на плоской линии в цехах заводской отделки.

Давление жидкости обеспечивается безвоздушным насосом, который позволяет распылять гораздо более тяжелые материалы, чем это возможно с помощью воздушного краскопульта. Сжатый воздух подается в распылитель через воздушную форсунку (иногда называемую воздушной головкой), аналогичную стандартному обычному распылителю. Добавление сжатого воздуха улучшает тонкость распыления. Кроме того, в отличие от чисто безвоздушного распылителя, пистолет АА имеет некоторый контроль над распылением веерного и круглого распыления. Некоторые электрические безвоздушные распылители (Wagner и Graco) оснащены компрессором, позволяющим использовать безвоздушный пистолет с пневматическим приводом в ситуациях, когда важна портативность.

Безвоздушные краскопульты

Они работают подключенными к насосу высокого давления, который обычно использует давление от 300 до 7500 фунтов на квадратный дюйм (2100–51700 кПа) для распыления покрытия, используя наконечники разных размеров для достижения желаемого размера распыления и формы распыления. Этот тип системы используется малярами по контракту для окраски тяжелых промышленных, химических и морских покрытий и облицовок.

Преимущества безвоздушного распыления:

Покрытие лучше проникает в ямки и щели.
Получается равномерное толстое покрытие, что позволяет сократить количество необходимых слоев.
Наносится очень «мокрое» покрытие, обеспечивающее хорошую адгезию и растекание.

Большинство покрытий можно распылять с добавлением очень небольшого количества разбавителя, что сокращает время высыхания и уменьшает выброс растворителя в окружающую среду.

При работе необходимо соблюдать осторожность, так как безвоздушные краскопульты могут стать причиной серьезной травмы. ^[9] например , травмы при инъекциях из-за выбрасывания краски из сопла под высоким давлением.

Безвоздушные насосы могут приводиться в действие различными типами двигателей: электрическими, пневматическими (пневматическими) или гидравлическими. Большинство из них имеют насос для краски (также называемый нижним), который представляет собой поршень двойного действия, в котором поршень перекачивает краску как при движении вниз, так и при движении вверх. Некоторые безвоздушные насосы имеют диафрагму вместо поршня, но оба типа имеют впускной и выпускной клапаны.

Большинство безвоздушных насосов с электрическим приводом имеют электродвигатель, соединенный через зубчатую передачу с поршневым насосом для краски. Давление достигается путем остановки и запуска двигателя с помощью датчика давления (также называемого датчиком); в более продвинутых агрегатах это осуществляется с помощью цифрового управления, при котором скорость двигателя меняется в зависимости от потребности и разницы с заданным значением давления, что обеспечивает очень хороший контроль давления. Некоторые поршневые насосы с прямым приводом приводятся в движение бензиновым двигателем с регулировкой давления через электрическую муфту. В электрических мембранных насосах двигатель приводит в движение гидравлический поршневой насос, который передает масло, вытесненное поршнем, для перемещения диафрагмы.

Гидравлические и пневматические безвоздушные насосы имеют линейные двигатели, для которых требуется гидравлический насос или воздушный компрессор, который может быть электрическим или бензиновым, хотя воздушный компрессор обычно работает на дизельном топливе для мобильного использования или электрическом для стационарных установок. Некоторые безвоздушные агрегаты имеют гидравлический насос и его двигатель, установленные на том же шасси, что и насос для краски.

Гидравлический или пневматический безвоздушный насос обеспечивает более равномерный контроль давления, поскольку поршень краски движется с постоянной скоростью, за исключением случаев, когда он меняет направление. В большинстве поршневых насосов с прямым приводом поршень приводится в движение коленчатым валом, при этом поршень постоянно меняет скорость. Линейные двигатели насосов с гидравлическим или пневматическим приводом более эффективны в преобразовании мощности двигателя в мощность материала, чем агрегаты с приводом от коленчатого вала. Все виды красок можно красить безвоздушным методом.

Автоматизированные линейные системы распыления

Производители, массово выпускающие изделия из дерева, используют автоматизированные распылительные системы, позволяющие окрашивать материалы с очень высокой скоростью при минимальном количестве персонала. Автоматизированные системы распыления обычно включают в себя систему экономии краски, которая восстанавливает краску, не нанесенную на продукцию. Обычно системы линейного распыления предназначены для продуктов, которые лежат ровно на конвейерной ленте, а затем подаются в систему линейного распыления, над которой расположены автоматические распылители. Когда материал находится непосредственно под пистолетами, пистолеты начинают окрашивать материал. Материалы состоят из линейных частей, обычно шириной менее 12 дюймов (30 см), таких как оконные рамы, деревянные карнизы, плинтусы, обшивка, обшивка и любые другие материалы, простые по конструкции. Эти машины обычно используются для нанесения морилки, герметика и лака. Они могут наносить покрытия на основе воды или растворителей. В последние годы покрытия, отверждаемые ультрафиолетом, стали обычным явлением при отделке профилей, и существуют машины, особенно подходящие для этого типа покрытий.

Автоматизированные системы плоского распыления

Материал массового производства загружается на конвейерную ленту, откуда он подается в одну из этих плоских машин. Машины Flatline предназначены специально для окраски материалов толщиной менее 4 дюймов (10 см) и сложной формы, например, дверцы кухонного шкафа или передней панели ящика. Краскопульты располагаются над материалом и двигаются, чтобы поразить все канавки материала. Пистолеты можно перемещать по кругу или вперед и назад, чтобы краска равномерно наносилась на материал. Системы Flatline обычно большие и могут красить двери, кухонные шкафы и другие пластиковые или деревянные изделия.

Покрасочная камера

Покрасочная камера представляет собой закрытую среду с контролируемым давлением , первоначально использовавшуюся для окраски автомобилей в кузовном цехе . Его эффективная конструкция способствует эффективному нанесению краски, сводя к минимуму загрязнение и повышая качество готового продукта. ^[10] Чтобы обеспечить идеальные условия работы ( температура , поток воздуха и влажность ), эти помещения оснащены системой вентиляции , состоящей из механических вентиляторов с приводом от электродвигателей и, опционально, горелок для нагрева воздуха для ускорения высыхания краски. Токсичные растворители и частицы краски выбрасываются наружу, возможно, после фильтрации и очистки для уменьшения загрязнения воздуха . Предотвращение пожаров и взрывов пыли также является приоритетной задачей. Чтобы помочь удалить из воздуха излишне распыленную краску и обеспечить эффективную работу покрасочных камер с нисходящей тягой, в покрасочных камерах с промывкой водой используются химические вещества, удаляющие клейкость краски .

Художники также могут использовать покрасочные камеры, чтобы они могли эффективно и безопасно использовать аэрозольные краски (включая автомобильные покрытия). Они могут арендовать помещения и время в автомастерских или создавать свои помещения совместно со школами или творческими кооперативами .

Безопасность

Окраска распылением представляет опасность для здоровья, которая влияет на дыхательную, нервную и кровеносную системы. Аналогичным образом, использование растворителей для очистки рук от следов и остатков краски может вызвать раздражение кожи или даже более серьезные проблемы, поскольку многие из них канцерогенны или нейротоксичны . Существуют риски, связанные с работой с такими веществами, как краски и растворители , которые содержат соединения, потенциально вредные для здоровья или даже смертельные. ^[11]

Важно пройти соответствующее обучение персонала, ответственного за проведение процедур покраски, которое может быть проведено поставщиком профессиональной подготовки или поставщиком продукции. Существуют также опасности, связанные с утилизацией отходов и материалов, загрязненных потенциально вредными химическими веществами. Важное значение имеют процедуры обеззараживания и паспорта безопасности материалов для различных продуктов. Безопасность повышается за счет:

Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ): при работе с распыляемыми красками необходимо использовать СИЗ, особенно СИЗ, обеспечивающие защиту кожи. К числу основных средств индивидуальной защиты относятся комбинезон с капюшоном, защитные очки для глаз, полумаски-респираторы и одноразовые нитриловые перчатки. Одним из наиболее важных видов СИЗ являются средства защиты органов дыхания (СИЗОД). Тем не менее, базовые СИЗОД не обеспечивают достаточной защиты от негативного воздействия изоцианатов в тканях человека. При работе с лакокрасочными материалами, содержащими изоцианаты, необходимо использовать СИЗОД с подачей воздуха, имеющий коэффициент защиты APF 20 или выше (назначенный коэффициент защиты). Средства индивидуальной защиты органов дыхания с подачей воздуха требуют особого внимания, поскольку они обеспечивают пользователю воздух, пригодный для дыхания. При использовании необходимо принять меры для предотвращения загрязнения подаваемого воздуха, поскольку существует риск попадания вредных веществ во впускной клапан, если он не расположен за пределами зоны распыления.
Мониторинг здоровья: Чтобы избежать развития заболеваний, связанных с воздействием изоцианатов, органы здравоохранения рекомендуют людям, использующим аэрозольные краски, содержащие это вещество, сдавать анализ мочи после рабочей смены не реже одного раза в год, чаще всего в первые несколько месяцев. на работе. Образец мочи с установлением уровня воздействия, а не наличия заболеваний, связанных с вредными химическими веществами.
Правильное хранение: поскольку краски и разбавители представляют опасность возгорания, особую осторожность необходимо соблюдать не только во время их использования. При хранении лакокрасочных материалов также следует учитывать пожарную безопасность. ^[12] В США Управление по охране труда (OSHA) предоставляет рекомендации по правильному хранению легковоспламеняющихся материалов. ^[13] Многие продукты, используемые в аэрозольной краске, легко воспламеняются, поэтому риск возгорания возможен на расстоянии до 15 см от сопла. Поэтому источники воспламенения должны располагаться на безопасном расстоянии. Кроме того, существует риск взрыва пыли при попадании в воздух мелкодисперсных частиц краски.
Надлежащее ведение учета. Одним из основных принципов контроля рисков является ведение обновленной медицинской документации персонала, работающего с аэрозольной краской. Конфиденциальные данные биологического мониторинга ^[14] результаты должны быть надлежащим образом сохранены. ^[15] Также следует вести записи графика и результатов процедур тестирования. Некоторые из наиболее важных испытаний, которые необходимо проводить регулярно, — это проверка качества воздуха, проверка систем давления и электрических систем, а также проверка воздушных фильтров резервуара компрессора.

Дефекты

Апельсиновая корка , нежелательная волнистая текстура.
«Рыбий глаз» — пятна, вызванные загрязнениями, такими как масло или вода.

Другие приложения

Одним из применений окраски распылением является граффити . Появление недорогих и портативных аэрозольных красок стало благом для этого вида искусства, который распространился по всему миру. Краска распылением также использовалась в изобразительном искусстве . Жюль Олицки , Дэн Кристенсен , Питер Реджинато , сэр Энтони Каро и Жан-Мишель Баския использовали аэрографы как для живописи , так и для скульптуры .

См. также

Аэрозольная краска . Краска хранится и вводится с использованием контейнеров под давлением.
Аэрограф – небольшой пневматический инструмент, который распыляет и распыляет различные материалы.
Фредерик Уильям Лоуренс – канадский художник-аэрограф.
пыхтит
Ингаляционное вещество - химическое вещество, часто бытовое, вдыхаемое с целью вызвать интоксикацию.
Грунтовка (краска) – Подготовительное покрытие, наносимое на материалы перед покраской.
Искусство распылением краски , также известное как граффити —

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Спорное историческое происхождение аэрозольной краски» .
^ Finishacademy.com, 1.1.1 История покрасочной камеры.
^ Jump up to: ^а ^б «История краскопультов — кузовной бизнес» . 1 сентября 2000 г.
^ «Дьявол в Белом городе» Эрика Ларсона, Vintage, 2004 г.
^ «Использование пневматического краскопульта» (PDF) . 1 мая 2008 г.
^ Тодд, Роберт Х., Делл К. Аллен, Лео Альтинг. Справочное руководство по производственным процессам. Нью-Йорк, 1994. Industrial Press Inc.
^ «Распыление краски, воздушные компрессоры, краскопульты, электроинструменты, профессиональные инструменты» .
^ Пузеш, Садег; Акафуа, Нельсон; Сайто, Кодзо (1 февраля 2018 г.). «Влияние технологии распыления автомобильной краски на эффективность переноса краски – обзор». Труды Института инженеров-механиков, Часть D: Журнал автомобильной техники . 232 (2): 282–301. дои : 10.1177/0954407017695159 . ISSN 0954-4070 . S2CID 136435149 .
^ medscape.com
^ Хичкок, Мартина (24 мая 2023 г.). «Как построить профессиональную покрасочную камеру» . Холакраски . Проверено 24 мая 2023 г.
^ Безопасность изоцианатной краски...
^ УМНОЕ распыление краски
^ «Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости – 29 CFR 1910.106» . ОША . Проверено 18 ноября 2015 г.
^ «Что такое биологический мониторинг?» (PDF) . Лаборатория здравоохранения и безопасности правительства Великобритании . Проверено 19 ноября 2015 г.
^ Записи медицинского наблюдения

Дополнительные ресурсы по окраске распылением

«Как купить краскораспылитель и заставить его платить». Popular Science , сентябрь 1966 г., стр. 160–163, статья о распылителях краски для дома.
« Сколько времени сохнет аэрозольная краска на всех поверхностях ?» Paint Hack, сентябрь 2022 г., статья о том, сколько времени сохнет аэрозольная краска.

[chicagomag.com-1] Jump up to: ^а ^б «Спорное историческое происхождение аэрозольной краски» .

[2] Finishacademy.com, 1.1.1 История покрасочной камеры.

[bodyshopbusiness.com-3] Jump up to: ^а ^б «История краскопультов — кузовной бизнес» . 1 сентября 2000 г.

[4] «Дьявол в Белом городе» Эрика Ларсона, Vintage, 2004 г.

[5] «Использование пневматического краскопульта» (PDF) . 1 мая 2008 г.

[6] Тодд, Роберт Х., Делл К. Аллен, Лео Альтинг. Справочное руководство по производственным процессам. Нью-Йорк, 1994. Industrial Press Inc.

[7] «Распыление краски, воздушные компрессоры, краскопульты, электроинструменты, профессиональные инструменты» .

[8] Пузеш, Садег; Акафуа, Нельсон; Сайто, Кодзо (1 февраля 2018 г.). «Влияние технологии распыления автомобильной краски на эффективность переноса краски – обзор». Труды Института инженеров-механиков, Часть D: Журнал автомобильной техники . 232 (2): 282–301. дои : 10.1177/0954407017695159 . ISSN 0954-4070 . S2CID 136435149 .

[9] scape.com

[10] Хичкок, Мартина (24 мая 2023 г.). «Как построить профессиональную покрасочную камеру» . Холакраски . Проверено 24 мая 2023 г.

[11] Безопасность изоцианатной краски...

[12] УМНОЕ распыление краски

[13] «Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости – 29 CFR 1910.106» . ОША . Проверено 18 ноября 2015 г.

[14] «Что такое биологический мониторинг?» (PDF) . Лаборатория здравоохранения и безопасности правительства Великобритании . Проверено 19 ноября 2015 г.

[15] Записи медицинского наблюдения

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]