Порошковая окраска диэлектриков.

Основной целью предварительной обработки деталей является улучшение качества нанесения порошка. Поскольку основным фактором в этом плане является электропроводность поверхности, то здесь имеется две основные возможности:

А. Увеличение естественной проводимости МДФ путем предварительного разогрева.

Пористый материал МДФ содержит в себе воду, как в свободном состоянии, так и в связанном в виде комплексов с молекулами целлюлозы. Нагрев перемещает влагу к поверхности, тем самым увеличивая ее проводимость. Кроме того, достигаются следующие преимущества:

Нагрев способствовал частичной дегазации МДФ до нанесения порошка, что впоследствии приводит к меньшему газовыделению при полимеризации и уменьшает опасность появления «пузырей». При столкновении с нагретой поверхностью порошок частично «плавится», что способствует прилипанию порошка поверхности даже в случае недостаточной проводимости. Основных методов разогрева два – инфракрасный и конвекционный. Конвекционный разогрев более глубокий и мягкий. Он лучше действует в плане объемной дегазации и перемещения влаги к поверхности, но температура поверхности при этом ниже и эффект теплового «прилипания» порошка слабее.

Инфракрасный нагрев позволяет достигать существенно больших температур поверхности существенно быстрее – однако ценой неравномерности разогрева, что приводит к короблению, меньшей дегазации и меньшей электропроводности. Кроме того, возможен и разогрев поверхности микроволновым излучением. Такой способ сочетает в себе быстроту инфракрасного нагрева с объемной равномерностью конвекционного. Однако для его реализации нужно добиться равномерного СВЧ-излучения по всему объему детали, что достаточно сложно.

Следует заметить, что техники предварительного разогрева, по утверждению специалистов, хорошо «работают» при диапазоне влажности МДФ 5-8%. Примером патента, в котором описана технология предварительного разогрева, является европейский патент EP0933140 для покрытия материалов из дерева (нагрев до 40-1000С).

Существуют также комбинированные способы увлажнения и разогрева поверхности, например разогрев поверхности теплом и паром (микроволновым либо инфракрасным излучением) для повышения проводимости (US Patent 6458250).

Б. Предварительное покрытие поверхности МДФ проводящим грунтом.

Использование грунта позволяет решить сразу две технические проблемы:

Проводящий грунт существенно увеличивает проводимость поверхности и, следовательно, повышает качество нанесения порошковой краски. Можно добиться существенно более толстого слоя порошка и, соответственно, значительно более высокого качества поверхности.

Проводящий грунт «сглаживает» естественную ворсистость поверхности МДФ, что также отражается на качестве поверхности. Существует целый ряд запатентованных технологий использования проводящего грунта, в частности:

• Водный раствор для обработки непроводящих поверхностей (патент Wipo Patent WO/2006/129173). Этот состав состоит из двух солей и водорастворимого спирта. Первая соль – соль аммония, вторая – хлорид натрия, неочищенная морская соль или гипосульфит натрия.
• Проводящая эмульсия для подготовки поверхности для порошковой окраски (патенты США 20060084706, 20030180551, 7015280). Эмульсия готовится на основе эмульгированнного раствора органофункциональных силанов)
• Секретный патент, принадлежащий компании AKZO NOBEL (Европейский патент EP1366124)
• Способ нанесения порошковых покрытий на дерево и состав для этого (патент CA2351036). Способ состоит в нанесении эпоксидного поляризатора и эпоксидного растворителя на непроводящую поверхность с последующим высушиванием для создания проводящего слоя с дальнейшим нанесением порошковой краски.
• Способ и состав для обработки подложки для нанесения порошкового покрытия (патент GB1524531). Состав для увеличения проводимости деталей для порошкового покрытия на основе пластифицированного биозащитного состава для древесины, водоотталкивающего воска, полярной жидкости и растворителей.
• Электропроводящая поверхность МДФ (патент США 7090897). Поверхность создается внедрением проводящего материала на основе кокоалкиламина с растворителем в лигноцеллюлозный субстрат (например МДФ), с последующим предварительным разогревом перед нанесением порошка.

Приведенный перечень далеко не исчерпывает существующих технических решений. В частности, компания Art Engineering использует отличный от других тип грунта, обладающий высокой адгезией к материалу и высокой проводимостью. Естественная ворсистость МДФ полностью «скрывается» грунтом, что обеспечивает высокое качество порошкового покрытия.

Следует заметить, что технологии, связанные с предварительным грунтованием поверхности обладают и рядом недостатков. В частности, теряется «одношаговость» процесса порошковой покраски, поскольку использование грунтов сопряжено с необходимостью дополнительных «шагов» технологии – собственно нанесение и высушивание. Кроме того, ряд грунтов содержит растворители на основе летучих органических соединений, что делает всю процедуру порошковой покраски значительно менее экологически чистой.

Полный обзор проблем порошковой окраски диэлектриков можно найти на сайте компании «Арт Инжиниринг» http://www.artengi.ru/catalog/powder/overview

4. Использование методов инновационного проектирования при разработке новой технологии.

Относительно полное описание использования различных методик в проведённом проекте можно найти на личном сайте менеджера этого проекта и соавтора публикуемого материала http://foto.mail.ru/mail/zrts7/DDocumentsandSettingsAdmin./

Краткое изложение этого раздела можно проиллюстрировать следующей логикой: Необходимо было заменить грунтовку компании «Тайгер», другим, более дешёвым составом. Для этого использовались подходы и модели «функционально ориентированного поиска» , разработанные в СПб компании НИЦ «Алгоритм» и используемые в инновационном консалтинге американской компании  GEN3 Partners. Смотри сайт компании http://gen3.ru/

Эти подходы позволили достаточно быстро найти три перспективных технологии : токопроводящая паста для обогрева стёкол автомобилей, патент B05D1/06, опубл. 2006.03.20 , который стал прототипом для создания 6 патентов компании «Арт Инжиниринг».

Токопроводящий клей для приклеивания линолеума в электрических щитовых комнатах UZIN.

И специальные вещества, которые могут создавать сильное электростатическое поле на любой поверхности – полиэлектролиты (4). Наиболее сильный полиэлектролит, известный в природе – человеческая лимфа.

Эти вещества использовались для защиты дорого от распространения радиоактивной пыли во время чернобыльской катастрофы. При этом, изготовление простейшего полиэлектролита очень не сложное: это смесь флоккулянта ( очистителя воды) и обычного обойного клея КМЦ

За основу была использована и адаптирована первая технология.В процессе адаптации было решено много вторичных задач. Например, проблема неравномерности распределения заряда на протяжённых объектах типа «декоративная накладка из МДФ на металлическую дверь». С помощью Приёмов разрешения Технических Противоречий был разработан « игольчатый заземлитель» ( приём 1 « Дробление на части») и способы борьбы с пузырями на торцах МДФ – « газоотводные каналы» ( приём 3 «местное качество»).

Это далеко не полный перечень примеров решения вторичных задач, которые являются обязательными спутниками любого инновационного проекта.

5. Основные результаты проекта.

Компания «Арт Ижиниринг» в течении 8 месяцев разработала новую технологию порошковой окраски на основе использования новой токопроводящей грунтовки. Адаптировала эту технологию к конкретном сортам МДФ и выпустила ТУ в виде инструкции по использованию этого нового грунта.

Защитила технологию 6 патентами. Приступила к продажам этого грунта другим компаниям, которые занимаются окраской МДФ. Приступила к разработке новых направлений в бизнесе:

·окраска гипсобетонных блоков для наружного использования.

·окраска плоского и волнистого шифера.

·окраска бутылок для специальных сортов вин.

И конечно, освоила окраску мебельных фасадов как основной вид деятельности в направлении « порошковая окраска».

Pages: 1 2