Phân tích các giải pháp sấy cho sơn gốc nước

Sau đây chúng tôi sẽ phân tích ưu nhược điểm của mỗi phương pháp nhằm giúp bạn hiểu rõ để lựa chọn phương pháp sấy phù hợp nhất với gara của bạn.

I. ĐẶC TÍNH SƠN GỐC NƯỚC

Sơn gốc nước gồm 70% nước 10% dung môi hữu cơ 20 % là các chất tạo màu, nên khả năng bay hơi dung môi kém hơn so với dung môi hữu cơ do cần nhiều năng lượng để chuyển trạng thái.

Một số vấn đề quan trọng đối với phòng sơn sấy cho sơn gốc nước:

+ Kiểm soát độ ẩm: Độ ẩm tối ưu cho quá trình sơn gốc nước  60% - 70%. Độ ẩm quá thấp sẽ tạo ra hiện tượng bay hơi aerosol và tích tụ sắc tố, tốc độ lắng đọng nhanh và khô sớm. Điều này sẽ làm giảm chất lượng bề mặt sơn. Tuy nhiên, khi độ ẩm quá cao sẽ gây ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt vật sơn làm ảnh hưởng đến quá trình bám dính của sơn và sẽ làm hỏng lớp sơn. Độ ẩm cao cũng làm kéo dài thời gian sấy dẫn đến giảm hiệu suất.

+ Phương pháp sấy phù hợp: Do đặc tính chậm bay hơi của dung môi sơn gốc nước dẫn đến thời gian sấy để sơn chuyển lớp (Flash time) và sấy đông cứng (Bake time) sẽ lâu hơn đáng kể đối với các hệ thống sấy sơn thông thường (cho sơn gốc dầu). Việc này dẫn đến giảm năng suất và tiến độ cho các công việc sơn sửa xe.

II. PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY CHO SƠN GỐC NƯỚC

1. Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại.

Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong khoảng 700 mm – 1mm. Các loại tia hồng ngoại được quan tâm nhất:

+ Hồng ngoại sóng ngắn (SWIR)1,4-3 µm hấp thụ trong nước tăng cao ở bước sóng >1.45 µm  (ứng dụng trong sấy sơn)

+ Hồng ngoại sóng trung (MWIR) 3-8 µm dải hồng ngoại nhiệt

+ Hồng ngoại sóng dài (LWIR) 8-15 µm ít bị hấp thụ bởi nước nhưng được hấp thụ bởi kim loại.

Trong công nghệ sấy hồng ngoại vùng bước sóng 2.5-3.5 µm là vùng hấp thụ bức xạ lớn nhất của nước làm tăng khả năng bay hơi. Sóng dài được ứng dụng để làm nóng bề mặt kim loại giúp quá trình bám dính sơn tốt hơn và tránh đọng sương trên bề mặt.

* Một số ứng dụng công nghệ bức xạ hồng ngoại vào sấy sơn gốc nước

1.1 Sấy bằng đèn hồng ngoại thường (Sóng trung bình dải cao 8 µm):

Ưu điểm: Giá thành rẻ, gia nhiệt nhanh.

Nhược điểm:

- Do việc nóng quá nhanh nên dẫn tới sự co dãn đột ngột làm cho lớp sơn thường hay có các vệt vằn hoặc nứt chân chim. Lớp bề mặt sơn quá nhanh khô dẫn đến việc tạo ra màng ngăn cản bay hơi lớp bên trong làm cho lớp sơn không khô hoàn toàn.

- Nhiệt độ sấy rất không đồng đều: phía gần đèn thì quá nóng, nhưng phía xa thì vẫn nguội, chênh lệch tới vài chục độ (khi sơn các chi tiết có biên dạng cong).

- Tổn thất nhiệt nhiều.

1.2 Sấy bằng đèn hồng ngoại (Sóng ngắn 1.4 - 3 µm):

Ưu điểm: Gia nhiệt nhanh, đặc biệt cho dung môi gốc nước.

Nhược điểm: Giá thành cao hơn đèn hồng ngoại sóng trung bình

- Nhiệt độ sấy rất không đồng đều: phía gần đèn thì quá nóng, nhưng phía xa thì vẫn nguội, chênh lệch tới vài chục độ (khi sơn các chi tiết có biên dạng cong).

- Do yêu cầu của sơn gốc nước là phải gia nhiệt cả trong quá trình sơn. Với sóng hồng ngoại sóng ngắn và sóng trung gây hanh khô, khó chịu và đặc biệt ảnh hưởng tới mắt vì mắt con người không cảm nhận được hồng ngoại nên sẽ không điều tiết được dễ gây mù lòa nếu nhìn trực tiếp trong thời gian dài vào đèn hồng ngoại. Nên đối với dồng ngoại sóng ngắn không được bật khi công nhân đang làm việc trước đèn.

- Tổn thất nhiệt nhiều.

- Sấy hồng ngoài sóng ngắn thích hợp cho sấy các sản phẩm chứa nước vì phổ sóng 2.5-3.5 µm. Nhưng do hấp thụ tốt và tăng nhiệt độ quá nhanh nên thường các sản phẩm sấy nếu không kiểm soát tốt nhiệt độ sẽ bị nứt và cong vênh vật liệu sấy.

1.3 Sấy bằng đèn hồng ngoại kết hợp Endothermic (Sóng dài và sóng trung bình dải thấp 3.5 µm - vùng lân cận với sóng ngắn):

Ưu điểm:

- Với việc kết hợp 2 dạng sóng tối ưu cho sấy sơn gốc nước.

- Sóng dài cho phép làm nóng bề mặt kim loại. Việc này cho phép sấy khô bề mặt vật sơn trước và trong khi sơn, tránh hiện tượng đọng sương trên bề mặt khi thời tiết có độ ẩm quá cao. Sóng dài không ảnh hưởng tới sức khỏe con người, cho phép làm việc trong thời gian dài.

 - Sóng trung bình giải thấp kích thích bay hơi dung môi gốc nước nhanh làm đẩy nhanh quá trình sấy.

Nhược điểm: Giá thành cao. Tuy nhiên, sẽ rất hiệu quả nếu dùng cho phòng sơn có cường độ sử dụng cao.

2. Công nghệ sấy bằng thổi khí nóng (Venturi) tốc độ cao.

Phương pháp sấy thể tích sử dụng ống venturi thổi khí tốc độ cao, có gia nhiệt bằng điện trở nhiệt. Phương pháp này làm tăng tốc dòng khí trên bề mặt vật sơn lên >3.5 m/s để tăng cường quá trình trao đổi khí bề mặt vật sơn cộng với các thanh gia nhiệt điện trở  làm nóng không khí làm giảm độ ẩm không khí tăng khả năng khếch tán và bay hơi nước trên bề mặt sơn làm khô bề mặt chuẩn bị cho lớp sơn tiếp theo có thể giảm 60% chờ so với việc để khô tự nhiên ở cùng nhiệt độ.

Ưu điểm:

- Tốc độ làm khô tốt, thích hợp với sấy sơn chuyển lớp (Flash off)

- Các đầu thổi gió có thể điều chỉnh hướng và vùng tác động, nâng cao hiệu quả sấy. Và có thể giảm 30% thời gian sấy so với sấy thể tích truyền thống không có đầu thổi khí.

- Độ đồng đều nhiệt độ quá trình sấy rất cao.

- Không ảnh hưởng tới sức khỏe con người, cho phép làm việc trong thời gian dài với nhiệt độ sấy không quá cao.

Nhược điểm: Tiêu tốn năng lượng hơn phương pháp sấy bức xạ. Tuy nhiên, có thể thiết kế thành nhiều module sấy cho một phòng sơn, cho phép vận hành theo vùng để tiết giảm chi phí.

III. KẾT LUẬN.

Với các phân tích trên, ta có thể đưa ra các tùy chọn cho một trung tâm sửa chữa động sơn chính hãng như như sau:

- Sử dụng hệ thống sấy bức xạ Endothermic cho phòng sơn sấy chính.

- Phòng sơn này có cường độ làm việc cao, chuyên cho các công việc sửa chữa sơn lớn, sơn toàn xe (thời gian sửa chữa thân vỏ > 8h).

Phòng sơn sấy

- Sử dụng hệ thống sấy thổi khí nóng (Venturi – Hot air) cho phòng sơn sấy tiêu chuẩn. Phòng sơn này có cường độ làm việc vừa phải, chuyên cho các công việc sửa chữa sơn trung bình, sơn trên 2 tấm (thời gian sửa chữa thân vỏ 6 - 8h).

Hệ thống sấy thổi khí nóng

- Sử dụng hệ thống sấy bức xạ sóng ngắn hoặc bộ thổi khí nóng di động cho phòng sơn nhanh. Phòng sơn này có cường độ làm việc vừa thấp,chuyên cho các công việc sửa chữa sơn nhanh, sơn dưới 2 tấm (thời gian sửa chữa thân vỏ 4-6h).

Phòng sơn sấy bức xạ

Khi sử dụng đèn sấy hồng ngoại sóng ngắn, bạn có thể dùng kết hợp thêm với súng thổi gió đơn (vận hành bằng khí nén) để đạt hiệu quả tốt hơn nữa.

Vương trang