Введение

Техника окраски, при которой устройство распыляет на поверхность покрытие воздухом. Распылительная окраска – это техника окраски, при которой устройство распыляет на поверхность покрытие (краску, чернила, лак и т. д.) в виде аэрозоля. Наиболее распространенные типы используют сжатый газ – обычно воздух – для распыления и направления частиц краски. Распылители (краскопульты) произошли от аэрографов, и их обычно различают по размеру и ширине факела распыла. Аэрографы предназначены для ручной работы и используются вместо кисти для выполнения детализированных задач, таких как фоторетушь, роспись ногтей или создание изобразительного искусства. При распылении с помощью краскопульта обычно используется более крупное оборудование. Оно, как правило, применяется для нанесения равномерного слоя жидкости на большие поверхности. Краскопульты могут быть автоматическими или ручными и оснащаться сменными насадками для получения различных рисунков распыла. Баллончики с краской в аэрозольной упаковке одноцветные, портативны и удобны в хранении.

История

Распыление краски с помощью сжатого воздуха можно проследить до его использования на Южной тихоокеанской железной дороге в начале 1880-х годов. В 1887 году Джозеф Бинкс, руководитель отдела обслуживания в оптовом магазине Маршалл Филдс в Чикаго, разработал ручной насос для распыления холодной воды, предназначенный для нанесения побелки на стены подвального помещения магазина. Фрэнсис Дэвис Миллет, художественный руководитель Всемирной Колумбийской выставки в Чикаго в 1893 году, использовал систему распыления, разработанную Бинксом, для нанесения побелки, состоящей из смеси масла и белил, на здания выставки, что заняло значительно меньше времени, чем традиционная покраска кистью, и превратило выставку в так называемый Белый город. Благодаря широкому диапазону форм и размеров сопел можно регулировать консистенцию краски. Форма обрабатываемой детали, желаемая консистенция краски и рисунок распыления являются важными факторами при выборе сопла. Три наиболее распространенных типа сопел – это полный конус, полый конус и плоская струя. Существуют два типа процессов распыления с использованием пневматического пистолета. При ручном методе оператор держит пистолет-распылитель на расстоянии примерно от объекта и перемещает его вперед-назад по поверхности, перекрывая каждый проход предыдущим для обеспечения непрерывного покрытия. В автоматическом процессе головка пистолета крепится к монтажному блоку и подает струю краски из фиксированного положения. Окрашиваемый объект обычно помещают на ролики или поворотный стол для обеспечения равномерного покрытия всех сторон.

Высокий объем низкого давления

Высокообъемный распыл с низким давлением (HVLP) похож на обычный краскопульт, использующий компрессор для подачи воздуха, но сам краскопульт требует более низкого давления (LP). Для распыления и подачи краски используется больший объем воздуха (HV) при более низком давлении. В результате большая часть краски достигает поверхности, с уменьшением расхода материала, образования тумана и загрязнения окружающей среды. Часто требуется регулятор для снижения давления воздуха от обычного компрессора до необходимого для краскопульта HVLP. Альтернативно, можно использовать турбинный блок (обычно содержащий двигатель типа пылесоса, установленный в обратном порядке) для подачи воздуха без необходимости подключения к компрессору. Обычно две трети покрытия попадает на основу, а одна треть рассеивается в воздухе. Истинные краскопульты HVLP потребляют 8–20 куб. футов в минуту (13,6–34 куб. м/ч), и требуется промышленный компрессор с минимальной производительностью. Системы распыления HVLP используются в автомобильной промышленности, в декоративной отделке, судостроении, архитектурном покрытии, отделке мебели, сценографии и косметической промышленности.

Низкий объем низкое давление

Как и HVLP, низкообъемные пистолеты низкого давления (LVLP) также работают при пониженном давлении (LP), но потребляют меньший объем воздуха (LV) по сравнению с традиционным и HVLP оборудованием. Это дальнейшая попытка повысить эффективность переноса (количество покрытия, достигающего целевой поверхности) при распылении и одновременно уменьшить расход сжатого воздуха.

Ротационный колокол

При этом методе краска разбрызгивается в воздух вращающимся металлическим диском («колокольчиком»). Металлический диск также сообщает электрический заряд частицам покрытия.

Электрический вентилятор

Существует множество ручных распылителей краски, которые либо смешивают краску с воздухом, либо разбивают краску на мельчайшие капли и разгоняют их через сопло.

Горячий спрей

Нагревая краску до 60–80 °C, можно наносить более толстый слой. Изначально краска подвергалась рециркуляции, но поскольку это приводило к загустению, систему изменили на прямой нагрев в потоке. Горячее распыление также применялось с безвоздушными и электростатическими безвоздушными распылителями для снижения обратного разбрызгивания. Двухкомпонентные материалы обычно предварительно смешивались перед распылительной головкой с использованием двухнасосной системы.

Пневматические безвоздушные пистолеты

Они используют давление воздуха и давление жидкости для достижения распыления покрытия. Это оборудование обеспечивает высокую эффективность переноса и повышенную скорость нанесения и чаще всего применяется в линиях окраски на заводах. Давление жидкости обеспечивается безвоздушным насосом, что позволяет распылять более вязкие материалы, чем при использовании пневматического распылителя. Сжатый воздух подается в струю распыления через воздушную форсунку (иногда называемую воздушным колпачком), аналогичную стандартному пневматическому пистолету-распылителю. Добавление сжатого воздуха улучшает степень распыления. Кроме того, в отличие от чисто безвоздушного пистолета, пистолет с воздушной поддержкой позволяет регулировать форму факела распыления – от веерной до круглой. Некоторые электрические безвоздушные распылители (Wagner и Graco) оснащены компрессором, позволяющим использовать пистолет с воздушной поддержкой в ситуациях, где важна мобильность.

Автоматические линейные системы распыления

Производители, выпускающие деревянные изделия серийно, используют автоматические системы распыления, позволяющие им окрашивать материалы с очень высокой скоростью с минимальным количеством персонала. Автоматические системы распыления обычно оснащены системой рекуперации краски, которая собирает нераспыленную краску. Чаще всего линейные распылительные системы применяются для изделий, которые лежат на конвейере и затем поступают в линейную систему, где над ними расположены автоматические распылители. Когда материал оказывается непосредственно под распылителями, они начинают его окрашивать. Материалы состоят из длинномерных деталей, как правило, шириной менее, чем…, таких как оконные рамы, деревянные молдинги, плинтусы, наличники, отделочный пиломатериал и любые другие изделия простой конструкции. Эти машины обычно используются для нанесения морилки, грунтовки и лака. Они могут наносить покрытия на водной или растворительной основе. В последние годы ультрафиолетовые отверждаемые покрытия стали широко использоваться в отделке профилей, и существуют машины, специально предназначенные для этого типа покрытий.

Автоматические системы распыления плоской линии

Массовое производство материала загружается на конвейер, где он подается в одну из плосколинейных машин. Плосколинейные машины разработаны специально для покраски материалов небольшой толщины и простой формы, например, дверцы кухонного шкафа или фасада ящика. Распылители располагаются над материалом и перемещаются, чтобы покрыть все его углубления. Распылители могут двигаться по циклу, по окружности или возвратно-поступательно, обеспечивая равномерное нанесение краски на поверхность материала. Плосколинейные системы обычно имеют большие размеры и позволяют красить двери, кухонные шкафы, а также другие изделия из пластика или дерева.

Спрейная кабина

Спрейная кабина – это закрытое пространство с регулируемым давлением, изначально использовавшееся для покраски автомобилей в кузовных мастерских. Ее эффективная конструкция обеспечивает качественное нанесение краски, минимизирует загрязнение и повышает качество готовой продукции. Для поддержания оптимальных рабочих условий (температуры, воздушного потока и влажности) такие помещения оснащаются вентиляцией, состоящей из механических вентиляторов с электроприводом и, опционально, горелками для нагрева воздуха и ускорения сушки краски. Токсичные растворители и частицы краски удаляются наружу, возможно, после фильтрации и очистки для снижения загрязнения воздуха. Предотвращение пожаров и взрывов пыли также является приоритетной задачей. Для удаления избыточно распыленной краски из воздуха и обеспечения эффективной работы вытяжной вентиляции, в моечных распылительных камерах используются химические вещества, снижающие липкость краски. Художники также могут использовать спрейные кабины для эффективного и безопасного применения красок в баллончиках (включая автомобильные эмали). Они могут арендовать пространство и время в кузовных мастерских или оборудовать собственные помещения совместно со школами или художественными кооперативами.

Безопасность

Распыление краски представляет опасность для здоровья, воздействуя на дыхательную, нервную и кровеносную системы. Аналогично, использование растворителей для очистки рук от следов краски и остатков может вызвать раздражение кожи или даже более серьезные проблемы, поскольку многие из них являются канцерогенными или нейротоксичными. Работа с веществами, такими как краски и разбавители, сопряжена с риском для здоровья, вплоть до летального исхода. Важна надлежащая подготовка персонала, ответственного за проведение покрасочных работ, которая может быть обеспечена профессиональным учебным центром или поставщиком продукции. Существуют также риски, связанные с утилизацией отходов и материалов, загрязненных потенциально опасными химическими веществами. Важны процедуры дезактивации и паспорта безопасности (Material Safety Data Sheets) для различных продуктов. Безопасность повышается за счет:

Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ): СИЗ необходимо использовать при работе с материалами для распыления краски, особенно СИЗ, обеспечивающие защиту кожи. К необходимому СИЗ относятся комбинезон с капюшоном, защитные очки, полумаски-респираторы и одноразовые нитриловые перчатки. Одним из важнейших видов СИЗ является респираторная защита (РПЗ). Однако базовая РПЗ не обеспечивает достаточной защиты от негативного воздействия изоцианатов на ткани человека. Краски, содержащие изоцианаты, необходимо использовать, надев РПЗ с принудительной подачей воздуха с коэффициентом защиты (APF) 20 или выше. Оборудование с принудительной подачей воздуха требует особого внимания, поскольку обеспечивает пользователя воздухом, пригодным для дыхания. Во время использования необходимо принимать меры для предотвращения загрязнения подаваемого воздуха, поскольку существует риск попадания вредных веществ во впускной клапан, если он не расположен за пределами зоны распыления. Медицинский мониторинг: для предотвращения развития заболеваний, связанных с воздействием изоцианатов, органы здравоохранения рекомендуют людям, использующим краски для распыления, содержащие это вещество, сдавать образец мочи после рабочей смены не реже одного раза в год, с более высокой частотой в первые несколько месяцев работы. Анализ мочи определяет уровень воздействия, а не наличие заболевания, связанного с вредными химическими веществами. Правильное хранение: поскольку краски и разбавители являются пожароопасными, необходимо соблюдать особую осторожность не только во время их использования, но и при хранении. При хранении красок следует учитывать требования пожарной безопасности. В Соединенных Штатах Управление по охране труда и гигиене труда (OSHA) предоставляет рекомендации по правильному хранению легковоспламеняющихся материалов. Многие продукты, используемые для распыления краски, являются легковоспламеняющимися, поэтому риск возгорания существует в пределах 15 см от сопла. Поэтому источники воспламенения должны находиться на безопасном расстоянии. Кроме того, существует риск взрыва пыли при попадании в воздух мелкодисперсных частиц краски. Правильное ведение документации: одним из основных принципов контроля рисков является ведение актуальных медицинских записей персонала, работающего с красками для распыления. Конфиденциальные данные о результатах биологического мониторинга должны храниться надлежащим образом. Также необходимо вести записи о графике и результатах проведения испытаний. К наиболее важным регулярным испытаниям относятся контроль качества воздуха, испытания систем давления и электрических систем, а также испытания воздушных фильтров компрессорных резервуаров.

Другие применения

Одним из применений распылительной живописи является граффити. Появление недорогой и портативной аэрозольной краски стало большим подспорьем для этого вида искусства, который распространился по всему миру. Распылительная живопись также используется в изобразительном искусстве. Жюль Олицкий, Дэн Кристенсен, Питер Реджинато, сэр Энтони Каро и Жан-Мишель Баския использовали аэрографы как для живописи, так и для скульптуры.

Больше ресурсов для распыления краски

"Как купить краскопульт и сделать его выгодным вложением". Popular Science, сентябрь 1966 г., стр. 160–163, статья о краскопультах для покраски домов. "Сколько времени требуется для высыхания краски из баллончика на различных поверхностях?". Paint Hack, сентябрь 2022 г., статья о времени высыхания краски из баллончика.