PRSKANJE UZ POMOĆU ZAGREJANOG JONIZOVANOG AZOTA

Jedan od najčešćih postupaka koji se primenjuje za nanošenje premaza u površinskoj obradi drveta jeste vazdušno prskanje. Razlog visoke zastupljenosti ovog sistema jeste zadovoljavajući kvalitet obrade uz relativno niske troškove same instalacije. Opremu za vazdušno prskanje čini sistem za snabdevanje komprimovanim vazduhom (kompresor vazduha), rezervoar premaza i uređaj za raspršivanje premaza (pištolj). Iako najzastupljeniji, postupak vazdušnog prskanja ima dosta nedostataka. Jedan od osnovnih jeste mala efikasnost prenosa, budući da 50 do 70% količine premaza ne dospeva do predmeta obrade već ostaje neiskorišćeno (najvećim delom u vidu overspray-a). Takođe, kvalitet obrade u mnogome zavisi od umešnosti samog radnika koji rukuje pištoljem, jer magla čestica premaza koja se formira pri izlasku materijala iz mlaznice pištolja može oštetiti prethodno naneti tečni film premaza.

Vazdušnim prskanjem mogu se nanositi bajcevi i svi tipovi premaza, pri čemu je potrebno podesiti radni viskozitet materijala za raspršivanje. Podešavanje viskoziteta premaza se vrši dodatkom odgovarajuće količina razređivača ili zagrevanjem premaza i/ili vazduha. Imajući u vidu pooštrene zakonske regulative u zemljama Evropske Unije u pogledu emisije organskih komponenti u vazduh (VOC – Volatile Organic Compound), kao i potrebu za obezbeđenjem neškodljivih uslova radne sredine za boravak radnika, drugoj opciji se daje prednost.

Kada se koristi zagrejani vazduh kao medijum za raspršivanje treba imati na umu da vazduh u sebi uvek sadrži određenu količinu vodene pare. Sa porastom temperature koncentracija vodena pare u vazduhu se povećava (na 10˚C vazduh sadrži oko 10 g/m³ vodene pare, dok na 50˚C sadrži oko 100 g/m³ vodene pare), što se može negativno odraziti na kvalitet lakirane površine, jer vodena para iz zagrejanog vazduha dolazi u kontakt sa česticama premaza. Jedan od noviteta u oblasti vazdušnog prskanja jeste primena zagrejanog azota, kao medijuma za raspršivanje čestica premaza. Ovaj sistem pod nazivom NITROTERMSPRAY patentirala je firma Eurosider iz Italije. Sistem kombinuje prednosti raspršivanja premaza zagrejanim vazduhom i prednosti azota kao inertnog gasa. S obzirom da sam vazduh sadrži oko 78% azota, radi se zapravo o korišćenju azotom obogaćenog vazduha.

Tipična instalacija sa NITROTERMSPRAY sistemom data je na slici.

Osnovna komponenta NITROTERMSPRAY sistema jeste generator azota koji je povezan sa jedinicom komprimovanog vazduha. Obogaćivanje vazduha azotom vrši se postupkom selektivne filtracije (do koncentracije azota od 99,5%) pri čemu se dobija čist, suv i jonizovan medijum za prenos čestica premaza. Postupkom filtracije čestice prašine, ulje, vlaga i hemijske komponente se uklanjaju iz vazduha. Na taj način sprečeno je da čestice premaza reaguju sa medijumom za prenos tokom nanošenja tj. tokom prolaska kroz pištolj. Azot predstavlja inertni gas bez boje i bez mirisa, čime se ostvaruju ekološki neškodljivi uslovi radne sredine. Zahvaljujući inertnosti, azot ostaje stabilan u uslovima promenljive temperature i vlažnosti vazduha, čime se ostvaruju konstantni parametri procesa lakiranja a time i ujednačen kvalitet lakirane površine.

Temperaturu inertnog azota u intervalu od 5 do 80˚C podešava radnik. Imajući u vidu da je azot anhidrovan, ne javljaju se problemi prilikom njegovog zagrevanja. Povišena temperatura azota snižava viskozitet premaza usled čega se smanjuje količina dodatog razređivača (do 50%). Smanjenjem potrošnje razređivača smanjuje se emisija štetnih organskih komponenti u vazduh. Time se dobija zdravija radna sredina za radnike i ekološki podobna instalacija budući da se čist kiseonik „oslobađa“ iz kabine za prskanje u spoljašnju sredinu.

Smanjena količina dodatog razređivača obezbeđuje skraćivanje vremena između prvog i drugog nanosa premaza. Prema podacima proizvođača, na taj način skraćuje se ukupno vreme lakiranje za 25 do 50% i povećava produktivnost za najmanje 40%. Niži viskozitet premaza obezbeđuje da kapljice premaza budu dovoljno „tečne“ kada dospeju na površinu predmeta obrade, usled čega je omogućeno njihovo stapanje u tečan film i eliminisana je pojava efekta „narandžine kore“. Na ovaj način poboljšava se kvalitet lakiranja i manje veštih radnika.

Primenom NITROTERMSPRAY sistema, problemi statičkog elekticiteta i vlage na površini predmeta obrade su eliminisani budući da je azot jonizovan. Trenje koje se javlja između čestica komprimovanog vazduha i čestica premaza unutar mlaznice pištolja prilikom vazdušnog prskanja može dovesti do statičkog naelektrisavanja čestica premaza. Čestice premaza prenose naboj na površinu predmeta obrade usled čega i površina postaje jednako naelektrisana. Da bi se postiglo vezivanje čestica za površinu predmeta obrade neophodno je da između čestica premaza i podloge postoje privlačne sile. Čestice premaza se vezuju za površinu predmeta obrade suprotnog naelektrisanja, dok se čestice istog naelektrisanja odbijaju od površine predmeta obrade formirajući maglu, tj. overspray. Jonizovanjem azota dobijaju se naelektrisani molekuli, čime je omogućeno bolje vezivanje premaza za podlogu uz manji overspray (do 30%), veća efikasnost prenosa i ušteda u materijalu i vremenu obrade. Smanjivanjem overspray-a produžava se životni vek filtera za vazduh i olakšava se održavanje kabina za prskanje.

NITROTERMSPRAY sistem omogućava snižavanje potrebnog pritiska za raspršivanje (do 40%). Snižavanje unutrašnjeg pritiska prskanja je moguće zahvaljujući brzini molekula azota. Molekuli azota imaju gotovo dvostruko veću brzinu u odnosu na molekule komprimovanog vazduha. Zahvaljujući većoj brzini molekula azota, kinetička energija čestica premaza se ne menja značajno kada se snizi unutrašnji pritisak. Snižavanjem pritiska efikasnost prenosa se povećava a potrošnja vazduha u jedinici vremena se smanjuje.

Mehurići u transparentnom filmu premaza mogu istaći teksturu drveta na neželjeni način. Takođe, pojava mehurića sigurno ima uticaja i na vrednosti mehaničkih svojstava lakirane površine. Prema podacima proizvođača  Eurosider pojava mikro mehurića u filmu premaza je umanjena za 50% kada je korišćen jonizovani, zagrejani azot u funkciji medijuma za raspršivanje. Razlog smanjenja količine mehurića u filmu premaza objašnjava se manjom veličinom molekula azota i manjom termalnom ekspanzijom azota u odnosu na komprimovani vazduh. Manji prečnik molekula azota doprinosi boljoj atomizaciji čestica premaza i lakšem isparavanju sa površine predmeta obrade. Zahvaljujući bržem isparavanju molekula azota, moguće je nanositi deblje filmove premaza bez opasnosti od pojave slivanja, što je naročito značajno kod lakiranja vertikalnih površina. Ovaj efekat je potpomognut i boljom adhezijom čestica premaza na vertikalne površine predmeta obrade usled jonizacije molekula azota. Smanjivanjem pojave mehurića dobija se ravnomeran, gladak film veće transparentnosti. Na ovaj način moguće je postići željeni sjaj lakirane površine. Korišćenje zagrejanog azota doprinosi postizanju visokog sjaja lakirane površine, a ukoliko je potrebno smanjiti sjaj lakirane površine dovoljno je regulisati viskozitet premaza.

Sistem nudi još jednu mogućnost a to je naelektrisavanje čestica premaza putem prenošenja naelektrisanja sa molekula azota u zavisnosti od naboja predmeta obrade. Ova pogodnost ima opravdanje kod materijala sa niskim elektrostatičkim nabojem, kao što su proizvodi od drveta.

Jedna od prednosti NITROTERMSPRAY sistema jeste mogućnost integrisanja u već postojeću jedinicu za prskanje i korišćenje svih tipova premaza, kako onih konvencionalnih na bazi organskih rastvarača tako i ekološki podobnih, kao što su vodorazredivi premazi.

Može se reći da primena jonizovanog zagrejanog azota proširuje mogućnosti vazdušnog prskanja u površinskoj obradi drveta.