Что такое линия цветного покрытия?

А линия цветного покрытия это полностью интегрированная автоматизированная производственная система которая наносит декоративную и защитную краску или покрытие на рулонный металл или готовые детали посредством непрерывного многоэтапного процесса, включающего предварительную обработку поверхности, нанесение покрытия и термическое отверждение. Это не просто операция распыления, а комплексная производственная линия, которая преобразует голые или оцинкованные стальные, алюминиевые или другие металлические поверхности в готовые изделия с поверхностным покрытием, готовые к непосредственному использованию в строительстве, бытовой технике, автомобилестроении и промышленности. Линия контролирует толщину покрытия, консистенцию цвета, адгезию и долговечность в соответствии с точными спецификациями, обеспечивая результат, который невозможно воспроизвести с помощью ручного или серийного нанесения покрытия с эквивалентной скоростью и качеством.

Как устроена линия по нанесению цветных покрытий: три основных этапа

Каждая линия нанесения цветного покрытия — будь то обработка непрерывного рулонного материала или отдельных готовых деталей — организована вокруг трех последовательных функциональных этапов, каждый из которых должен выполняться в соответствии со спецификацией, чтобы готовое покрытие соответствовало требованиям качества.

Этап 1: Предварительная обработка поверхности

Предварительная обработка является наиболее важным и наиболее часто недооцениваемым этапом линии нанесения покрытия. Независимо от того, насколько совершенным является оборудование для нанесения покрытия, покрытие, нанесенное на плохо подготовленную поверхность, преждевременно выйдет из строя из-за потери адгезии, образования вздутий или коррозионных подрезов. Отделение предварительной обработки современного линия цветного покрытия обычно включает в себя многоэтапную последовательность химической очистки:

1. Обезжиривание — металлическая поверхность очищается с помощью щелочного очистителя (обычно pH 10–13 ), который омыляет и эмульгирует масла, смазки, смазочные материалы и остатки проката с поверхности подложки. Нанесение распылением или погружением 40–70°С типично в течение 60–180 секунд.
2. Промывка водой — Каскадная пресная вода или рециркуляционная промывочная вода удаляют остатки очистителя и разрыхленные загрязнения. Минимум две стадии промывки являются стандартными, чтобы предотвратить загрязнение ванны конверсионного покрытия, вытекающей из очистителя, на выходе.
3. Обработка поверхности — фосфатирование (фосфат железа или цинка) или хроматная/нехромовая пассивация создают на поверхности металла микрокристаллическое конверсионное покрытие. Этот слой выполняет две функции: механически закрепляет последующее покрытие и обеспечивает защиту от коррозии на местах царапин. Цинк-фосфатные конверсионные покрытия увеличить адгезию покрытия на 40–60% по сравнению со сталью без покрытия при испытаниях в солевом тумане.
4. Окончательное ополаскивание деионизированной водой — окончательное ополаскивание деионизированной водой (обычно проводимость <50 мкСм/см ) удаляет с поверхности все ионные загрязнения. Ионные загрязнения, остающиеся на поверхности перед нанесением покрытия, вызывают осмотическое вздутие, когда готовая панель подвергается воздействию влаги во время эксплуатации.
5. Сушка — предварительно обработанная поверхность проходит через сушильную печь для удаления всей поверхностной влаги перед нанесением покрытия. Остаточная вода под нанесенным покрытием приводит к нарушению адгезии и коррозии.

Этап 2: Нанесение покрытия

На этапе нанесения покрытия используются автоматизированные распылительные системы для нанесения краски, грунтовки, верхнего слоя или специального покрытия на предварительно обработанную поверхность с точным и равномерным покрытием. Современные линии нанесения покрытий используют одну или несколько из следующих технологий нанесения:

• Программируемые роботизированные распылители — многоосные роботизированные манипуляторы следуют заранее запрограммированным траекториям распыления, соответствующим геометрии заготовки, поддерживая постоянное расстояние от пистолета до цели (обычно 200–300 мм ) и угол распыления на сложных трехмерных поверхностях. Роботизированные системы исключают изменения скорости и угла ручного распыления, которые вызывают неравномерность толщины пленки.
• Высокоскоростные ротационные распылители (колокольчики) — вращающиеся раструбные чашки на 20 000–60 000 об/мин центробежно распылите краску в мелкое однородное облако капель с узким распределением капель по размерам. Это обеспечивает более гладкий внешний вид пленки и более высокую эффективность переноса, чем у пневматических пистолетов-распылителей.
• Технология электростатического распыления — зарядка частиц краски 60–90 кВ создает электростатическое притяжение между отрицательно заряженным облаком краски и заземленной заготовкой. Этот эффект «обтекания» притягивает частицы краски на углубленные поверхности и задние края, которые в противном случае не были бы покрыты распылением на линии прямой видимости, что повышает эффективность переноса на 85–95% по сравнению с 30–40% для обычного распыления воздуха. Уменьшение избыточного распыления также снижает выбросы летучих органических соединений и стоимость материала покрытия на единицу.
• Рулонное покрытие (для рулонных линий) — линии непрерывного нанесения цветного покрытия рулонов используют роликовые аппликаторы, которые переносят точно дозированную пленку покрытия с приемного валика через передаточный валок на поверхность рулона. Нанесение валкового покрытия обеспечивает очень жесткие допуски по толщине влажной пленки, ±1–2 мкм , обеспечивая стабильную толщину сухой пленки по всей ширине рулона при скорости линии 60–180 м/мин .

Этап 3: Лечение

Отверждение превращает нанесенное влажное покрытие в полностью сшитую, твердую и долговечную пленку краски. Стадия отверждения происходит в сушильном туннеле с контролируемой температурой с использованием конвекции горячего воздуха, инфракрасного (ИК) излучения или их комбинации:

• Конвекционные печи с горячим воздухом — циркулирующий нагретый воздух в 150–250°С испаряет растворитель из покрытия и поднимает подложку до целевой пиковой температуры металла (ПМТ), необходимой для инициирования и завершения реакции сшивки. Конвекционные печи обеспечивают равномерный нагрев изделий сложной формы, но имеют относительно длительное время нагрева.
• Инфракрасное (ИК) отопление — ИК-излучатели передают тепловую энергию непосредственно покрытию и подложке посредством излучения, достигая быстрого повышения температуры в 10–30 секунд по сравнению с several minutes for convection heating. Near-infrared (NIR) systems are particularly effective for thin coatings and can reduce oven footprint by 50–70% по сравнению с convection-only systems.
• УФ-отверждение — для покрытий, отверждаемых УФ-излучением, ультрафиолетовые лампы высокой интенсивности инициируют сшивку под действием фотоинициатора при комнатной температуре в 1–5 секунд , полностью устраняя потребность в тепловой энергии для отверждения в печи. УФ-отверждение используется там, где используются термочувствительные основы или когда требуется чрезвычайно высокая скорость линии.

Типы линий цветного покрытия по подложке и формату

Типы покрытий, наносимые на линиях нанесения цветных покрытий

Химический состав покрытия, нанесенный на линия цветного покрытия выбирается на основе подложки, среды конечного использования и требуемых эксплуатационных свойств. Различные типы покрытий предлагают различный баланс формуемости, коррозионной стойкости, стойкости к ультрафиолетовому излучению и химической стойкости.

• Полиэстер (ПЭ) — наиболее широко используемый тип покрытия на линиях покрытия рулонной стали. Стандартный полиэстер обеспечивает хорошую формуемость, сохранение цвета и экономичность для внутреннего и крытого наружного применения. Типичная толщина сухой пленки: 20–25 мкм . Устойчивость к УФ-излучению: умеренная (внешняя гарантия 5–10 лет для стандартных составов).
• Модифицированный кремнием полиэстер (SMP) — добавление силикона в полиэфирную основу существенно повышает термостойкость (до 120°C непрерывно ) и устойчивость к УФ-излучению по сравнению со стандартным полиэстером, что делает его широко используемым для кровли и облицовки стен в условиях высоких температур или высоких УФ-излучений.
• Поливинилиденфторид (ПВДФ) — химия покрытия премиум-класса для архитектурных применений, требующих максимальной устойчивости к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям. Покрытия из ПВДФ сохраняют более 90% исходного блеска и цвета через 20 лет воздействия на открытом воздухе, что делает их стандартной спецификацией для фасадов высотных зданий, кровли знаковых сооружений и проектов архитектурной металлической облицовки.
• Полиуретан (ПУ) — Обладает превосходной устойчивостью к царапинам, гибкостью и химической стойкостью. Используется для применений, подверженных механическим повреждениям, агрессивным чистящим средствам или химическому воздействию, например, в лабораторном оборудовании, промышленных системах хранения и панелях предприятий пищевой промышленности.
• Эпоксидная грунтовка — наносимые в качестве базового покрытия перед нанесением верхнего слоя, эпоксидные грунтовки обеспечивают исключительную адгезию к металлическим поверхностям и катодную защиту от коррозии. А Эпоксидная грунтовка толщиной 5–8 мкм под верхним слоем из полиэстера удваивает коррозионную стойкость системы покрытия по сравнению с нанесением только верхнего покрытия.

Охлаждение и постобработка после отверждения

Сразу после выхода из печи отверждения подложка с покрытием имеет повышенную температуру — обычно 60–120°С на выходе из печи - и должен быть охлажден перед дальнейшей транспортировкой, прокаткой или укладкой во избежание слипания покрытия (слипания соседних покрытых поверхностей) и термической деформации.

• Принудительное воздушное охлаждение — высокоскоростные воздушные струи или охлаждающий туннель с циркуляционными вентиляторами снижают температуру основания ниже 40°С прежде чем катушка будет перемотана или собраны детали. Охлаждение должно быть равномерным по всей ширине, чтобы предотвратить дифференциальную термическую усадку, которая может привести к искривлению или дефектам плоскостности катушки.
• Проверка качества — охлажденная продукция с покрытием проходит автоматические или ручные проверки качества, включая измерение цвета (сравнение спектрофотометра с эталоном), измерение блеска, проверку толщины сухой пленки и визуальный осмотр на наличие поверхностных дефектов, таких как кратеры, провисания или загрязнения.
• Отделочные операции - в зависимости от применения обработка после отверждения может включать ламинирование защитной пленкой (для защиты покрытия во время транспортировки и формования), тиснение, резку по ширине или обрезку по длине перед упаковкой продукта с покрытием для отправки.

Отрасли и области применения, в которых используются линии нанесения цветных покрытий

Линии цветного покрытия поставляет металл с обработанной поверхностью в широкий спектр отраслей промышленности, где коммерчески важны как защитные, так и декоративные функции покрытия.

• Строительство и архитектура — предварительно окрашенная рулонная сталь и алюминий для изготовления кровельных панелей, облицовки стен, потолочной плитки, оконных рам и структурного настила. Материал с предварительно нанесенным покрытием исключает покраску на месте, сокращает время строительства и обеспечивает стабильный цвет и устойчивость к коррозии по всему фасаду здания.
• Бытовая техника — В дверях и панелях холодильников, барабанах стиральных машин, камерах микроволновых печей и корпусах кондиционеров используются сталь или алюминий с предварительно нанесенным покрытием, полученные на линиях непрерывного нанесения рулонного покрытия, для обеспечения однородного цвета, гигиенических характеристик поверхности и защиты от отпечатков пальцев.
• Аutomotive — На панели кузова, колеса, компоненты внутренней отделки и детали днища используются линии цветного покрытия, сочетающие электрогрунтовку для полной защиты от коррозии с верхними слоями покрытия для внешнего вида и устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
• Упаковка для продуктов питания, напитков и фармацевтических препаратов — внутренние поверхности металлических банок, бочек и контейнеров для пищевых продуктов, напитков и фармацевтической продукции покрываются на специальных линиях эпоксидными или полиэфирными покрытиями пищевого качества, которые предотвращают миграцию металлов в продукт и противостоят коррозии под действием органических кислот и дезинфицирующих химикатов.
• Промышленное оборудование и мебель — линии порошковой окраски обрабатывают металлические каркасы, стеллажи, шкафы и корпуса машин, нанося толстопленочные покрытия (обычно 60–120 мкм ), которые обеспечивают исключительную стойкость к сколам и истиранию для промышленных сред с интенсивным движением или на открытом воздухе.

Ключевые показатели производительности линии нанесения цветных покрытий