Rosnąca powszechność stosowania szkła spowodowała potrzebę uszlachetniania jego powierzchni, co zaowocowało pojawieniem się następujących technologii:
- piaskowanie
- wytrawianie kwasami
- sitodruk.

Historia lakierowania szkła a następnie suszenia w przelotowych tunelach suszących jest stosunkowo krótka, technologia ta cały czas podlega dynamicznemu rozwojowi. Jednak już dzisiaj można stwierdzić, że lakierowanie jest technologią zdecydowanie konkurencyjną dla wymienionych powyżej systemów wykańczania szkła.

Współczesne trendy oraz rozwój produktów lakierniczych wręcz sprowokowały producentów maszyn do opracowania przemysłowych, w pełni automatycznych sposobów wykańczania powierzchni szklanych.

W gronie największych znalazła się CEFLA Finishing ze swoim nowoutworzonym działem Glass Division i bazując na kilkudziesięciu latach doświadczenia w branży lakierniczej stworzyła całą serię automatycznych urządzeń do nakładania i suszenia powłok o najwyższej jakości.



Produkty lakiernicze
W automatycznym procesie lakierowania szkła stosuje się:
emalie ceramiczne (czyli produkty nieorganiczne),
lakiery organiczne.



Emalie ceramiczne charakteryzują się tym, że dają maksymalną twardość powłoki i dużą odporność na ścieranie.

Są też odporne na bardzo wysokie temperatury. Niedogodnością w ich stosowaniu jest konieczność obróbki w wysokiej temperaturze – po nałożeniu na szkło muszą wraz z nim zostać podgrzane w procesie hartowania. Oczywiście, po nałożeniu emalii a przed hartowaniem, niezbędne jest suszenie – w przeciwnym wypadku szybkie osiągnięcie wysokiej temperatury w hartowaniu doprowadziłoby do uszkodzenia emalii, dając powłokę niejednorodną i o niskiej jakości.



Proces aplikacji emalii przedstawia się następująco:
szkło zwykłe -> maszyna do aplikacji emalii -> tunel suszący -> chłodzenie ->  piec do hartowania -> szkło lakierowane hartowane

Po zakończeniu tego procesu szkło i emalia stapiają się ze sobą, tworząc jednorodną warstwę.



 
        Satyna lekka                 Satyna                 Powłoka kryjąca


Produkty organiczne zapewniają stosunkowo dużą twardość powłoki, jednak ich odporność na ścieranie jest z pewnością mniejsza niż emalii ceramicznych. Ich dużą zaletą jest fakt, że pozwalają na otrzymanie wielu kolorów. Są odporne na średnio wysokie temperatury, dlatego nie mogą być hartowane po nałożeniu na szkło. Jeśli więc dana tafla szkła ma być zastosowana w miejscu gdzie wymagane jest szkło hartowane, należy ją najpierw zahartować a dopiero po tym nałożyć i wysuszyć lakier.

Aplikacja lakierów organicznych wygląda następująco:
szkło zwykłe (lub hartowane) -> maszyna do aplikacji lakieru organicznego -> odparowanie -> tunel suszący -> chłodzenie -> szkło lakierowane zwykłe (lub hartowane)



Automatyczne lakierowanie szkła
Technologie, o których wspomniano na wstępie, zasadniczo stosowane są (za wyjątkiem sitodruku) do wykończeń satynowych. Są jednak dość skomplikowane, powodują powstawanie zanieczyszczeń, są też dość kosztowne i stosunkowo mało wydajne.



Lakierowanie automatyczne daje możliwość otrzymania zarówno efektu satyny, jak i wykończeń kryjących o różnych kolorach. Ilość nanoszonego produktu lakierniczego zmienia się w zależności od pożądanego efektu końcowego i mieści się w zakresie od ok. 15 g/m2 (lekka satyna) aż do nawet 400 g/m2 (niektóre kolory kryjące). Czas suszenia, w zależności od rodzaju stosowanego produktu i nakładanej gramatury, waha się od 2 do ok. 5 minut.



Urządzenia do nakładania lakieru
Opisane powyżej produkty lakiernicze mogą być nakładane na szkło przez  różne urządzenia automatyczne.

Rozróżniamy tu:
nakładarki walcowe,
polewarki kurtynowe,
automaty natryskowe.



Nakładarki walcowe służą do aplikacji lakieru poprzez kontaktowe przenoszenie lakieru za pomocą gumowanego walca nanoszącego lakier na formatkę. Przy stosowaniu walca gładkiego nakładać można niewielkie ilości lakieru (od 15 do 40–50 g/m2); jeśli zależy nam na aplikacji dużych gramatur (do 200 g/m2) stosuje się walec gumowany o odpowiedniej ilości nacięć (np. 12 lub 18 nacięć na cal).



Nakładarki walcowe cechuje duża wydajność, oszczędne gospodarowanie lakierem i eliminacja jego strat podczas cyklu produkcyjnego oraz jednorodne nałożenie preparatu na całą powierzchnię. Ale nakładarki mają też swoje wady np. stosunkowo długi czas potrzebny przy zmianie lakieru, konieczność regulacji przy zmianie grubości roboczej czy wymiana walca nanoszącego przy przejściu z wykończeń z efektem satyny na malowanie kryjące.



GLASSCOATER jest to nakładarka walcowa jednogłowicowa lub dwugłowicowa, z elektroniczną kontrolą obrotów walców oraz posuwu.

Maszyna jednogłowicowa może być wyposażona w walec gładki lub nacinany, posiadający od 18 do 80 linii/cal, w zależności od ilości nakładanego lakieru (ilość nacięć jest dobierana w zależności od zakładanej aplikacji). Maszyna może być dostarczona wyposażona w zestaw kilku dodatkowych zamiennych walców (oprócz tego zainstalowanego od razu na maszynie).

Maszyna dwugłowicowa pozwala na szybkie przechodzenie z jednego rodzaju aplikacji na drugi bez potrzeby wymiany walca nanoszącego. Poza tym może być stosowana dla aplikacji bardzo dużych gramatur emalii ceramicznych, w których każda z głowic nanosi oddzielny komponent emalii.



Polewarki to wysoce precyzyjne maszyny, stosowane przy nakładaniu od 40 do ok. 300 g/m2 lakieru. Aplikacja odbywa się przy dużych prędkościach posuwu i dlatego maszyny te wyposażone są w transportery taśmowe na wejściu i na wyjściu, dzięki którym zwiększa się prędkość lakierowanych elementów pod głowicą, a następnie zwalniają one do normalnej prędkości roboczej.

 



Polewarki te gwarantują bardzo wysoką jakość powierzchni i doskonałą wręcz jednorodność nałożenia lakieru. Nie ma potrzeby regulacji przy różnych grubościach lakierowanych elementów, a wysoka wydajność produkcyjna idzie w parze z brakiem strat lakieru.

Wady to zajmowanie większej powierzchni w linii z uwagi na dodatkowe przenośniki do przyspieszania i spowalniania oraz niemożność stosowania polewarek jeśli w grę wchodzi nanoszenie małych ilości lakieru.



Automaty natryskowe (KLEENSPRAY i UNOSPRAY) posiadają oscylujące, sterowane ramię nośne z pistoletami umieszczonymi w zabudowanej kabinie nadciśnieniowej.


Maszyny wyposażone są w automatyczny transporter z elektronicznym odczytem elementów, dzięki czemu pistolety nanoszą lakier tylko wtedy, gdy w kabinie rzeczywiście znajdują się elementy do obróbki. 

Odpowiednie dobranie wyposażenia do natrysku, czyli pomp i pistoletów, oraz ustawienie wszystkich parametrów sprawia, że można nanosić zarówno niewielkie ilości lakieru tj. ok. 25 g/m2, jak i bardzo duże, aż do 400 g/m2

Dwa różne systemy zbierania lakieru, który znalazł się obok elementów w obróbce, czyli tzw. „overspray” pozwala odzyskiwać lakier lub zapewnia prostą utylizację. System szybkiego mocowania pistoletów umożliwia ich wymianę w dosłownie kilka minut, a nawiew powietrza zapobiega zapyleniu i osiadaniu pyłu na lakierowanych formatkach. 

PLC kontroluje wszystkie funkcje maszyny i zapamiętuje programy robocze. Możemy lakierować małe serie przy niewielkich stratach lakieru, możemy też szybko zmieniać kolory i parametry co daje ogromną różnorodność wyboru.

 

 

 
 KLEENSPRAY
 
 UNOSPRAY



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Systemy suszenia powłok
Można wyróżnić następujące techniki suszenia:
PRZEZ PRZEWODNICTWO:
Ciepło jest przekazywane bezpośrednio poprzez kontakt z ciałem stałym o bardzo wysokiej temperaturze.
PRZEZ PROMIENIOWANIE:
Temperatura jest wymieniana przez zbliżenie do statycznego źródła emitującego ciepło.






PRZEZ WENTYLACJĘ:
Wymuszony obieg odpowiednio ogrzanego powietrza pozwala na przekazywanie ciepła




Technika przewodnictwa jest używana w suszarniach statycznych, natomiast najbardziej kompletne i najlepsze wyniki suszenia daje zastosowanie kombinacji technik promieniowania i wentylacji.



Tunele suszące
GLASSOVEN – to modułowy tunel dla suszenia lakierowanego szkła, w którym zastosowanie ma kombinowany system wentylacja/promieniowanie.



Ilość modułów, a więc i końcowa długość tunelu, jest ściśle połączona z wydajnością produkcyjną linii. Jeśli wydajność miałaby wzrosnąć, a więc zwiększyłby się posuw linii, potrzeba byłoby tunelu o większej długości, w celu utrzymania takiego samego czasu suszenia.

 



Każdy producent lakieru jest w stanie doradzić klientowi optymalne czasy suszenia, które z kolei klient powinien respektować.

GLASSOVEN dostępny jest w dwóch wersjach:

Tunel ogrzewany elektrycznie
Ciepłe powietrze do suszenia wytwarza elektryczna bateria grzewcza, podtrzymywanie temperatury następuje przez recyrkulację powietrza podgrzewanego lampami.

 

Promieniowanie zapewniają lampy podczerwieni, występujące w 4 różnych rodzajach, w zależności od czasu i stosowanej techniki suszenia: na przykład lampy IRM pracują z niską częstotliwością, promieniując ciepło o niższej temperaturze; lampy MIR natomiast pracują z częstotliwością o 5 razy większą, dając dzięki temu większą penetrację materiału. Doskonała funkcjonalność tunelu jest rezultatem prawidłowego doboru i odpowiedniego rozmieszczenia lamp.

Tunel zapewnia otrzymywanie temperatur od 40°C do 200°C, z możliwością pełnej regulacji.

 

 Tab. 1 Przykładowe czasy suszenia
  

 UWAGA:

podane czasy są przykładowymi, uśrednionymi czasami minimalnymi;

należy je traktować wskaźnikowo, gdyż zmieniają się w zależności

od stosowanych produktów lakierniczych.











 

 

 

 

 

Tunel z płytami katalitycznymi
Płyty katalityczne działają dzięki spalaniu gazu (metan lub propan), które odbywa się bez powstawania płomienia. Materiał katalityczny służy za przekaźnik ciepła ze spalania.

 

W fazie uruchomienia tunelu temperatura spalania jest osiągana przy pomocy oporników elektrycznych umieszczonych w płytach. Podgrzewanie trwa około 20 minut.

 

Czas promieniowania przez płyty katalityczne oraz ich właściwości konstrukcyjne pozwalają na wykorzystanie ogrzanej masy do podgrzania powietrza i jego wewnętrznej recyrkulacji, bez stosowania dodatkowych baterii grzewczych. Tunel pozwala na osiągnięcie temperatur nawet powyżej 200°C.

 

 
 








 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Transportery
Transportery powinny być dostosowane do procesu produkcji, aby umożliwić transport tafli szklanych o różnych rozmiarach i grubościach (często o dużym ciężarze), z narożnikami i krawędziami prostymi lub obrobionymi.

  

 
 








 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


W tunelach stosowane są rolki z materiału ceramicznego (bardzo odporne na wysokie temperatury). Istnieją także tańsze rolki pokryte materiałami włókninowymi (Kevlar, Nomex, itp.), lecz z czasem niszczą się, powodując zabrudzenia szkła.



Chłodzenie
Niezbędna jest sekcja chłodzenia elementów po wysuszeniu powłoki lakierniczej, pozwalająca na schłodzenie tafli szkła do temperatury pozwalającej na odbiór elementów. Długość tunelu chłodzącego zależy głównie od temperatury suszenia (ta zaś od stosowanych produktów – np. emalie ceramiczne wymagają wyższych temperatur).



Odparowanie
Lakiery organiczne wymagają fazy wstępnego odparowania, które odbywa się przy niewielkim przepływie powietrza i niezbyt wysokiej temperaturze powietrza, 40-60°C.

 



Jest to niezbędne dla zapewnienia prawidłowego odparowania wody z warstwy lakieru (jeśli nie dojdzie do całkowitego odparowanie, woda może zostać zablokowana wewnątrz warstwy lakieru, uniemożliwiając składanie formatek jedna na drugiej).

 

 

 

 

Piaskowanie
 W procesie piaskowania zasłania się powierzchnię szkła w miejscach których nie chce się piaskować, następnie przystępuje się do jego wykańczania (operacja wykonywana przy pomocy ziaren piasku), na końcu usuwa się warstwę ochronną i przechodzi do hartowania.

 


Ten proces, poza tworzeniem odpadów w fabryce (używanie piasku często wymaga wydzielenia oddzielnej części w zakładzie) powoduje pewne niedogodności: trudności w czyszczeniu obrabianej powierzchni (wklęsłej wskutek erozji szkła przez piasek) oraz trudność w otrzymaniu jednorodnej powierzchni. Można otrzymać tylko jeden efekt końcowy: satyna półprzezroczysta.

 

 



Sitodruk
 Metoda ta pozwala na otrzymywanie rozbudowanych motywów (rysunków), poprzez zastosowanie odpowiednio dobranych sit. W urządzeniu (automatycznym, półautomatycznym czy ręcznym) należy zmieniać sita w zależności od rodzaju wykończenia czy motywu. Wytwarzanie sit jest drogie, poza tym podlegają one zużyciu.


WADY: mała wydajność, zużywanie się sit, stosowanie oddzielnych sit dla każdego wykończenia a w konsekwencji potrzeba dużego miejsca na produkcji,
duża ilość nakładanego lakieru.
ZALETY: możliwość tworzenia bardzo skomplikowanych rysunków (niemożliwych do wykonania w innej technologii).

 

Wytrawianie
W obróbce przez wytrawianie na powierzchnię szkła nanosi się agresywnie działający kwas, który jest w stanie wytrawić szkło. W zależności od czasu działania kwasu na szkło otrzymuje się efekt mniej lub bardziej matowy. Jest to trudny proces, będący źródłem odpadów w fabryce, ponieważ kwasy są niebezpieczne dla operatorów; jest też dość kosztowny oraz pracochłonny, gdyż wykonywany jest przez systemy ręczne lub półautomatyczne, dostosowane do specyficznych wykończeń.

 

Nakładarki walcowe


 Jednowalcowa
 
 
 - Dwuwalcowa


Zalety:
Redukcja zużycia lakieru (oszczędności).
Jednorodne nałożenia na lakierowanej powierzchni
Duża wydajność robocza
Brak strat lakieru podczas pracy


Wady:
Konieczność regulacji przy zmianie grubości roboczej
Stosunkowo długi czas potrzebny do zmiany produktu czy koloru
Potrzeba wymiany walca nanoszącego przy przejściu z wykończeń z efektem
satyny na malowanie kryjące.

 

Polewarki
 Ponieważ regulacja nakładanego lakieru odbywa się poprzez odpowiednie otwarcie lub zmniejszenie szczeliny przez którą podawany jest lakier, ma ona zastosowanie przy nakładaniu od 40 do około 300 g/m2 lakieru.



Zalety:
Wysoka jakość polakierowanej powierzchni.
Wysoka wydajność produkcyjna.
Doskonała jednorodność nałożenia.
Brak strat lakieru podczas lakierowania.
Nie ma potrzeby regulacji w zależności od grubości lakierowanych elementów.



Wady:
Zajmowanie więcej miejsca w linii (spowodowane dodatkowymi przenośnikami: przyspieszającym i spowalniającym).
Niemożliwe zastosowanie nanoszeniu małych ilości lakieru.

 

Automat natryskowy
 Wyposażenie maszyn:
Ramię nośne pistoletów z systemem szybkiego mocowani, pozwala na wymianę pistoletów w parę minut.
Nawiew powietrza zapobiega zapyleniu i osiadaniu pyłu na lakierowanych formatkach
PLC kontroluje wszystkie funkcje maszyny, pozwala na zapamiętywanie programów roboczych
System zbierania overspray lakieru na taśmie transportowej (do wyboru 2 różne systemy) pozwala na jego  odzyskiwanie, lub ułatwia jego utylizację.


Zalety:
Możliwość wyboru bardzo zróżnicowanych ilości naniesień lakieru
Krótki czas potrzebny na zmianę kolorów.
Krótki czas na zmianę ustawień przy zmianie lakieru na inny rodzaj.
Możliwość lakierowania małych serii, przy niewielkich stratach lakieru na koniec
każdego cyklu



Wady:
Lakierowanie krawędzi elementów
Pewne straty lakieru podczas lakierowania (tym mniejsze, im większa jest powierzchnia lakierowanych elementów)

 

Linie lakiernicze
Linia lakiernicza składa się zwykle z następujących urządzeń:
Transporter załadowczy (lub maszyna myjąca)
Maszyna do aplikacji lakieru
Transporter pośredni (nie zawsze potrzebny)
Tunel suszący
Komora chłodząca

Urządzenia wykonywane są w następujących szerokościach roboczych:
1300 mm
1600 mm
1800 mm
2500 mm



 

Andrzej Sauś
CEFLA FINISHING

więcej informacji: Świat Szkła 1/2006

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.