COIL COATING
– современная технология окраски
|
 |
 |
 14.09.2003
На протяжении последних 30 лет
окрашивание рулонного металла получило огромную популярность и
продолжает расти быстрыми темпами. Концепция “сначала окраска, а
обработка потом” становится все более актуальной и находит широкое
использование в производстве.
Первая линия для окрашивания рулонного
металла появилась в 40-х годах прошлого века в США и предназначалась
для производства оконных жалюзей. Непосредственной причиной появления
и развития технологии
coil coating
стали тендеры в строительстве в 1930-40 годах, когда в новых
архитектурных проектах начали соединять искусство, архитектуру и
современные технические достижения.
Вместе с металлом в
строительстве все более активно начали применять краски, которые
использовали как защитные, декоративные или как универсальные
покрытия.
Поворотной точкой для
coil coating
в Европе стали 60-е годы, когда появились первые производственные
линии в Швеции, Германии, Великобритании, Италии, Швейцарии и Франции.
В 1966 году в Европе существовало 14 производственных линий, а на
сегодняшний день их уже более 90. В 2001 году было выпущено 1,2 млрд.
м2 окрашенного рулонного металла, причем 950 млн. м2
составляет сталь, а остальное алюминий.
В 1966 году в США работало 90 линий
coil coating,
где производилось 500 тыс. тонн окрашенного рулонного металла. Через
тридцать лет, в конце 90-х годов в США насчитывалось уже 180
современных линий, которые производили 4,2 млн. тонн готовой
продукции.
Технология
Два основных вопроса, которые задают себе производители
металлических изделий это когда и как наносить слой краски на готовое
изделие. Из-за низкой стоимости производимой продукции и постоянного
качества решение приходит само: намного легче подготовить и окрасить
плоскую поверхность, чем уже готовые, различной конфигурации изделия.
Окрашивание
рулонного металла является простым использованием вышесказанного и
основывается на нанесении лакокрасочного материала на разворачиваемую
полосу металла, затем окрашенная лента, после контроля за качеством
покрытия, сворачивается обратно в рулон.
Описание
технологического процесса
Субстрат (оцинкованная сталь или алюминий) поставляется на
линию окраски в рулонах, которые, в случае стали, могут иметь вес
около 20 тон. Рулон размещают в начале линии и разворачивают с
постоянной скоростью. Перед покраской металлическая лента проходит
несколько поэтапных операций обезжиривания, обработки поверхности,
затем наносится и просушивается несколько слоев краски. На последнем
этапе окрашенный металл сворачивается обратно в рулон.
Для того чтобы сделать возможным подсоединение новых
рулонов без перерыва в работе, в начале и конце производственной линии
устанавливают два сборника с запасами рулонного металла. Новый рулон
подсоединяется автоматически, следом за предыдущим с помощью, так
называемого “сшивателя”.
Этапы производственного
процесса
В современной линии для
coil coating можно выделить следующие этапы:
·
Промывка / полоскание
·
Механическая обработка
щётками
·
Химическая подготовка
поверхности металла
·
Просушка металлической
ленты
·
Нанесения грунтовочного
слоя краски на обе стороны ленты
·
Отверждения грунтовочной
краски во время прохождения ленты через первую камеру сушки (время от
6 до 60 сек.)
·
Охлаждение ленты
·
Нанесения верхнего слоя
краски на одну или две стороны ленты
·
Отверждения верхнего слоя
краски во время прохождения ленты через вторую печь (время от 6до 60
секунд)
·
Охлаждения ленты до
температуры окружающей среды
·
Повторное сворачивание
окрашенного металла в рулон.
Типичная схема линии
для coil coating представлена на рис. 1.
Необходимо понять, что в производственном процессе произошла целая
технологическая революция. Самая первая линия для окрашивания
рулонного металла в 1940 году предназначалась для покрытия стальной
ленты шириной 50 мм со скоростью 12 м/мин. В 60-х годах линии уже
имели скорость 75 м/мин и предназначались для окрашивание
металлической ленты шириной 1,5 м. Современные линии
coil coating имеют стандартную скорость 90
– 120 м/мин, а самые новые могут достигать скорости 200 м/мин.
Сырье для
coil coating
Металлическая лента
(субстрат)
Выбор вида
субстрата в основном зависит от физических свойств металла и требуемой
коррозионной и химической стойкости. Практически любой метал можно
покрыть красками для coil coating, но в
Европе наиболее часто используют оцинкованную, холоднокатаную и
электрогальванизированную сталь.
Краски
Существует два основных
вида красок: термореактивные и термопластические, которые можно
разделить на 8 типов, в зависимости от типа используемых смол:
-
алкидные краски
-
акриловые краски
-
эпоксидные краски
-
полиэфирные краски
-
полиуретановые краски
-
краски, модифицированные
силиконом
-
краски на базе
PCV (полихлорвинила)
-
краски на базе
фторполимеров, например PVDF
(поливинилдифторида)
Каждый из этих видов красок имеет свои специфические свойства, такие
как толщина сухого слоя, блеск, твердость, эластичность, стойкость к
атмосферным условиям и агрессивным химическим веществам.
(Свойства оценивались по
5-ти бальной шкале, где 1 – это наивысший бал).
Наиболее оптимальную
систему каждый раз подбирают индивидуально, в зависимости от конечного
использования и требований по эксплуатации. Некоторые краски можно
наносить одним слоем на одну или обе стороны металлической ленты,
другие необходимо наносить в несколько слоев на грунтованный металл.
Толщина сухого слоя
краски обычно составляет от 5 до 35 мкм в случае грунта и от 15 до 200
мкм для верхнего слоя краски, в зависимости от типа краски и ее
предназначения.
Для того чтобы процесс
окраски проходил наиболее эффективно, необходимо использовать краску,
которая удовлетворяет следующим требованиям:
·
легкость нанесения,
возможность получения равномерного, лишенного дефектов покрытия при
огромных скоростях передвижения металлической ленты (до 220 м/мин)
·
очень короткое время
отверждения краски при высокой температуре в камере, обычно от 6 до 60
секунд при температуре от 210 0С до 250 0С.
Такая высокая температура не должна приводить к разрушению химических
компонентов, которые использовались при производстве красок, и
модификации пигментов.
Высокая эластичность позволяет проводить обработку окрашенного металла
на производственных линиях без растрескивания покрытия или потери
адгезии краски.
Пленки
Пленками из искусственных материалов (PCV,
термопластическими акриловыми пленками, PET
пленками) можно покрыть уже окрашенную металлическую ленту с целью
увеличения эстетики готового продукта. Благодаря этому можно получить
различные эффекты, например, оригинальный цвет, гладкую или
шероховатую поверхность, специальные эффекты и т.п.
Контроль за качеством
На линиях для окраски
рулонного металла ведется очень строгий и всесторонний контроль за
качеством покрытия. Он состоит из следующих этапов:
·
Контроль перед нанесением
краски (тестирование металлического субстрата, контроль за качеством
краски).
·
Контроль во время
нанесения покрытия (тестирование химической обработки поверхности
металла, тестирование толщины слоя краски и температуры в камерах
спекания, контроль за скоростью производственной линии).
·
Проверка качества покрытия
после окончания процесса окраски (контроль блеска, цвета, твердости,
адгезии, эластичности и т.д.).
·
Дополнительные
обследования качества (например, стойкость к коррозии, устойчивость к
влиянию отрицательных атмосферных факторов в реальных и ускоренных
условиях).
Преимущества
окончательного продукта
Производственный процесс
позволяет выпускать окрашенный рулонный металл разнообразных цветов,
различной степени глянцевости и разной фактурой поверхности (например,
гладкой или структурной). За счёт исключительно точной работы
автоматизированной линии, в технологии coil
coating достигается очень качественная окраска рулонного
металла.
Эластичность
лакокрасочного покрытия позволяет производить из рулонного металла
готовые изделия без разрушения или деградации слоя краски. Эти
изделия являются атмосферо- и коррозионностойкими, поэтому возможна их
многолетняя эксплуатация без каких-либо отрицательных изменений в
структуре покрытия.
Эти преимущества привели
к тому, что многие предприятия решили кардинально изменить свой
производственный процесс в пользу coil coating.
Как пример, можно назвать производство кровельных материалов
(профнастила, металлочерепицы) из окрашенного рулонного металла. В
процессе производства не происходит повреждения слоя лакокрасочного
покрытия. Экономичность, легкость производства и высокое качество
готового изделия привели к тому, что окрашенный рулонный металл, как
кровельный материал, полностью заменил оцинкованную сталь, которую еще
необходимо было красить после установки.
Также и при производстве
бытовой техники: прессование корпусов холодильников и стиральных машин
из окрашенного рулонного металла значительно увеличивает мощность
производства, при этом сохраняется эстетика изделий, а
антикоррозионные свойства намного лучше, чем в случае окраски корпусов
порошковыми красками.
Рынок изделий из
coil coating
Соответственно с
определением ECCA (Европейского
Cообщества Производителей
Coil Coating) изделия из coil coating
в основном используются в следующих сегментах рынка:
·
Строительство (например,
производство конструкционных плит, кровельных материалов, панелей,
дверей для гаражей, подвесных потолков, жалюзей, маркиз, корпусов
светильников)
·
Бытовые приборы (корпуса
стиральных машин, холодильников, морозильников, микроволновых печей,
газовых плиток, бойлеров, бытовой электроники, вентиляторов,
кондиционеров)
·
Автомобилестроение (двери
автомобилей, багажники, масляные фильтры, панели приборов, дворники)
·
Другие изделия (душевые
кабины, домашняя мебель, офисная мебель, мебельная фурнитура, архивные
шкафы, бочки, емкости для аэрозолей и т.п.)
Поэтому можно сказать, что изделия из coil coating
встречаются на каждом шагу, и очень часто мы просто не осознаем, что
данный продукт был изготовлен из окрашенного рулонного металла.
Новые направления
Исследования и развитие
новых технологий идет главным образом в четырех главных направлениях:
·
оборудование и
производственны процесс (увеличение скорости смены цвета краски на
производственной линии, альтернативные способы отверждения покрытия,
новые методы нанесения краски на металлическую ленту)
·
химическая подготовка
поверхности (улучшение адгезии и стойкости покрытия)
·
новые виды красок,
например,
-
краски на базе пигментов,
которые не содержат хром и свинец,
-
краски с высоким
содержанием твердых частиц – более 70%,
-
порошковые краски для
окрашивания рулонной стали (100% твердых частиц),
-
УФ-отверждаемые краски,
-
краски со специальными
эффектами (металлизированные, перламутровые, светоотражающие, под
дерево или мрамор),
-
более широкое
распространение coil coating (особенно в
отрасли автомобилестроения и строительства).
Coil coating и окружающая среда
Одним из наиболее важных преимуществ технологии
coil coating является ее экологичность и безопасность для
окружающей среды, в сравнении с другими методами покраски. Это связано
с небольшим количеством отходов, в этих линиях существует возможность
улавливать и сжигать испарения растворителей, используя полученное при
этом тепло в камерах отверждения краски.
И
что самое главное, производители изделий из окрашенного рулонного
металла теперь могут работать в значительно лучших условиях, потому
что полностью отсутствует необходимость устранения остатков и отходов
жидких красок, их упаковок.
Итог
История coil coating имеет всего
40 лет, и это еще относительно новая технология. Ее многочисленные
преимущества, низкая стоимость производства, а также, экологическая
безопасность являются причиной того, что сфера использования
окрашенной рулонной стали растет очень быстро.
Необходимо подчеркнуть, что быстрое развитие технологии
окрашивания рулонного металла было возможно благодаря всестороннему,
постоянному сотрудничеству всех партнеров: производителей окрашенного
рулонного металла, производителей красок и химических препаратов для
подготовки поверхности металла. Coil coating
– это один из тех примеров, где сума отдельных усилий всех партнеров
привела к успешному внедрению новой технологии.
Александр Сасим
/Промышленные покрытия
Becker/
ПП
3(3)2003 стр.26-27 |
Главная 
