เครื่องพ่นสี Plural Spray

เครื่องพ่น Plural Spray หรือการพ่นส่วนประกอบสองส่วนผสม หมายถึงอะไร?

เป็นกระบวนการที่ใช้ในการเคลือบวัสดุ เมื่อมีความต้องการผสมสีสองชนิดขึ้นไปเข้าด้วยกันและพ่นในเวลาเดียวกัน โดยทั่วไปการพ่นสีสองส่วนผสมจะต้องผสมก่อนแล้วนำเข้าเครื่องพ่น แต่ Plural Spray จะสามารถเติมส่วนผสมต่างในเครื่องได้เลย แล้วเครื่องจะผสมตามอัตราส่วนที่กำหนดไว้ และพ่นสีที่ผสมแล้วออกมาจากปืนพ่น สีที่ต้องการเครื่อง Plural Spray ส่วนใหญ่จะเป็นพวก อีพอกซี โพลียูรีเทน และโพลียูเรีย

โดยส่วนใหญ่แล้วมักใช้กับสีที่แห้งตัวเร็ว หรือสีที่มี Pot Life สั้น เนื่องจากระยะเวลาการผสมที่สั้น และทำให้สามารถทำงานที่ง่ายมากขึ้น แม้ว่าสีบางตัวอาจจะยังสามารถพ่นได้ด้วยเครื่องพ่น Airless แบบปกติ แต่ก็ไม่แนะนำ เนื่องจาก สีที่แห้งตัวเร็วหรือมี pot life สั้นอาจมีความหนืดเกินกว่าจะผ่านปืนสเปรย์แบบปกติ ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพของสเปรย์ หรือแย่กว่านั้นคือทำให้อุปกรณ์สเปรย์เสียหายได้

จะทราบได้อย่างไรว่าคุณต้องการระบบสเปรย์สองส่วนประกอบ Plural Spray ?

เมื่อพูดถึงการพ่นสี มีตัวเลือกมากมายให้เลือกตั้งแต่ปืนสเปรย์พื้นฐานหรือปืนพ่นสีแบบป้อนด้วยแรงโน้มถ่วง มาถึงระบบ Airless สเปรย์แบบไร้อากาศ ไปจนถึงระบบสเปรย์สองส่วนผสม Plural Spray ที่ซับซ้อน ซึ่งการใช้ปืนสเปรย์หรือเครื่องพ่นแบบไร้อากาศ ขึ้นอยู่กับลักษณะงานที่ต้องการพ่น ระบบสเปรย์สองส่วนผสมอาจมีราคาแพงกว่าแบบอื่น ๆ แต่หากคุณกำลังพยายามตัดสินใจว่าระบบสเปรย์ที่มีส่วนประกอบหลายตัวเหมาะกับคุณหรือไม่ จะให้สิ่งที่ควรพิจารณาเพื่อดูว่าการลงทุนนั้นสมเหตุสมผลหรือไม่

ข้อพิจารณาที่ 1 – สีที่ต้องการพ่น

สีของคุณจะเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดที่คุณควรพิจารณาหากจำเป็นต้องใช้ระบบการพ่นแบบสองส่วนผสม ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาที่เกี่ยวข้องกับการพ่นสีของคุณคือ อายุการใช้งานของสีหรือ pot life ของสีที่จะใช้งาน ซึ่งอายุการใช้งานของสีหรือ pot life หมายถึงระยะเวลาที่สามารถใช้งานสีได้หลังจากผสมก่อนที่จะแข็งตัว/แข็งตัว โดยหากอายุการใช้งานของสีคุณสั้นกว่า 30 นาที อาจจำเป็นต้องพิจารณาในการใช้ระบบการพ่นสองส่วนผสม (Plural Spray) อายุการใช้งานสี Pot Life สั้น ทำให้ยากต่อการวางแผนพ่นสีที่ผสมไว้ล่วงหน้า และอาจทำให้ปืนสเปรย์ เครื่องพ่นเกิดความเสียหายหากใช้งานไม่ทันภายในเวลาดังกว่าว ระบบ Plural Spray จะผสมสีที่กล่องผสมก่อนปืนพ่นและพ่นจากปืนพ่น ซึ่งคำแนะนำของผู้ผลิตสี – สีบางชนิดอาจจำเป็นต้องใช้ระบบการพ่นสองผสม Plural Spray เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพของสีสูงสุด การไม่ใช้อุปกรณ์ที่แนะนำ อาจทำให้ผู้ขายสีไม่รับประกันประสิทธิภาพของสี

ข้อควรพิจารณาที่ 2 – ปริมาณการพ่น

ข้อควรพิจารณาประการที่สองเมื่อคิดถึงระบบการพ่นแบบสองส่วนผสมคือปริมาณของวัสดุที่ต้องการพ่น ระบบการพ่นแบบสองส่วนผสม Plural Spray จะมีประโยชน์มากเมื่อมีการพ่นในปริมาณที่มากขึ้น วิธีนี้จะช่วยให้การพ่นทั้งสองส่วนประกอบได้เป็นเวลานานโดยไม่ต้องกังวลเรื่องการแข็งตัวของสีในอุปกรณ์ต่าง ๆ นอกจากนี้ ระบบการพ่นแบบสองส่วนผสม Plural Spray จะมีความยาวสายพ่นของสีที่ผสมแล้วน้อยกว่า ซึ่งโดยปกติแล้วจะต้องทำการล้างออกเมื่อพ่นเสร็จ ทำให้ประหยัดสีมากขึ้น และด้วยปริมาณการพ่นที่สูงขึ้น คุณมักจะมีค่าใช้จ่ายจำนวนมากในการทำความสะอาดอุปกรณ์หลังจากการฉีดพ่นด้วยระบบ airless ทำให้เปลืองทินเนอร์ในกระบวนการล้าง ต่างจากระบบการพ่นแบบสองส่วนผสม Plural Spray ที่ระยะผสมสายสั้น ทำให้ใช้ทินเนอร์ในการล้างน้อยกว่ามาก นอกจากนี้ คุณจะต้องประเมินว่าคุณอาจพ่นสีต่างๆ กี่ชนิด เครื่องพ่นสีแบบสองส่วนผสม Plural Spray สามารถพ่นได้อย่างต่อเนื่องโดยการเปลี่ยนสีหรือเฉดสีแทบจะในทันที หากคุณอยู่ในการพ่นที่ต้องการการผลิตที่สูง สิ่งนี้จะทำให้คุณสามารถพ่นสีของคุณได้ในระยะเวลาอันสั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณต้องการเปลี่ยนสีอย่างรวดเร็วหรือเปลี่ยนระหว่างสี 2 ส่วนประกอบหนึ่งกับอีกส่วนประกอบหนึ่ง

ข้อพิจารณาที่ 3 – ต้องการความแม่นยำของอัตราส่วนผสมเพียงใด

หากสีของคุณต้องการรายละเอียดที่เฉพาะเจาะจงมากเกี่ยวกับอัตราส่วนการผสมของคุณ เครื่อพ่นแบบหลายส่วนผสม Plural Spray อาจเหมาะสมเพราะสามารถมีระบบจัดการสัดส่วนหรืออัตราส่วนทั้งแบบอิเล็กทรอนิกส์หรือเชิงกลที่จะสามารถควบคุมการผสมปริมาตรที่ถูกต้องของแต่ละส่วนประกอบได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ เครื่องพ่นสีหลายส่วนผสม Plural Spray มักจะมีสัญญาณเตือนเพื่อแจ้งเตือนคุณหากอัตราส่วนไม่ได้รับการผสมอย่างเหมาะสม การไม่ผสมสีอย่างเหมาะสมอาจทำให้สีเกิดการแห้งตัวไม่สมบูรณ์ ไม่แห้ง ไม่เกาะติดกับพิ้นผิว หรือปัญญาอื่น ๆ เครื่องพ่นสีหลายส่วนผสม Plural Spray สามารถส่งสัญญาณเตือนเพื่อให้แน่ใจว่าคุณหยุดพ่นก่อนที่งานทั้งหมดจะเกิดความเสียหายเนื่องจากการผสมที่ไม่เหมาะสม 

ความคิดสุดท้าย

ท้ายที่สุดแล้ว การลงทุนในเครื่องพ่นสีหลายส่วนผสมอาจมีค่าใช้จ่ายสูง แต่เมื่อพิจารณาถึงวัสดุในการพ่น ปริมาณการพ่น และอัตราส่วนส่วนผสมที่คุณต้องการ คุณจะมั่นใจได้มากขึ้นว่าคุณจะได้รับประโยชน์ที่ควรได้รับจากเครื่องพ่นสีหลายส่วนผสม Plural Spray 

Equipment Types and Requirements

Two basic types of plural-component equipment are available today: mechani- cal proportioners, or fixed ratio;6 and electronic proportioners, or dosing units .7 The two equipment sys- tems function basically the same. The coating components are fed to the pro- portioner (the pump), circulated and heated, proportioned at the proper mix ratio, mixed, and then spray applied.

Coating manufacturers, however, may have special needs for the application of their coatings that require modifications or additions to the standard equipment configurations. If the equipment manu- facturer does not have the means to modify the equipment to meet the coat- ing manufacturer’s needs, the equipment maker should be able to direct the coat- ing applicator to an approved distribu- tor or supplier that can.

The coating manufacturer should be contacted regarding the specific equip- ment requirements for the application of

its material. In some cases, applicator training may be necessary before the coating manufacturer will feel comfort- able with an applicator purchasing and applying the coating. When an applica- tor needs equipment training, the equip- ment manufacturer should be contacted. Seldom, if ever, will a coating manufac- turer assume responsibility for the actu- al operation of the equipment system used to apply its coatings.

quipment Components

The individual components in a typical plural-component setup are the feed sys- tem, heating system, proportioning sys- tem (mechanical or electronic), circula- tion system, hose bundle, mixing system, and spray gun.

Feed System

Whether supplied in five-gallon (19-liter) containers, 55-gallon (208-liter) drums,

or tote tanks, the coating components will need to be transferred and fed to the proportioning unit. A variety of feed pumps come in a wide range of configu- rations and gallon-per-minute (GPM) out- puts that will ensure that the proportion- ing unit has a sufficient volume of each of the coating’s components to provide the proper mix ratio (Fig. 3). An improp- er feed pump GPM rating, in conjunction with an improper pressure setting (either of which is too high or too low), can cause improper feeding of the propor- tioning unit. Off-ratio coating can result. Two ways to help prevent improper feed- ing are as follows: make sure that the GPM output of the feed pump is twice the amount of the GPM out-
put of the proportioning
pump or spray tip, and do
not let the feed pump pres-
sure exceed 20% of the pro-
portioning pump pressure.

The equipment feed sys- tem should also include material agitators (Fig. 4). There is, however, one con- cern to be aware of: polyurea and polyurethane coatings both include an iso- cyanate component, which under most circumstances is not agitated, due primarily

to its sensitivity to moisture and secon- darily to its viscosity. Excessive agitation, regardless of the generic composition of the material, can also force air to become entrained in the material (resulting in air bubbles or foaming), which can cause the proportioning system to give improper material ratios. Desiccant filters may also be required on material containers, espe- cially those holding an isocyanate.

Heating System

Material heating requirements vary with each product. The time of year and geo- graphical location of the job also affect how well one can achieve and then main- tain the proper temperature for material

application. In colder regions, for instance, heating, circulating, and main- taining the material temperature will require more time, labor, and heating equipment than in warmer regions. Heating equipment setups can include double-wall heated material tanks, 55- gallon drum heaters (or 5-gallon bucket heaters), in-line heaters mounted on the proportioning unit, and hose-bundle heat systems (Figs. 5–9). Double-wall heated tanks normally have a water and antifreeze mixture that is kept at the desired temperature by separate thermo- statically controlled heaters within the double wall of the tanks. Heat for an insulated paint hose bundle can be pro- vided by either an electric heat trace (similar to the type used to prevent resi- dential water pipes from freezing) or hol- low tubing for circulating hot water from a small heated tank through the tubing by means of a circulation pump. Either way, the intent of providing heat to a paint hose bundle is strictly to help maintain material temperature from the pump to the spray gun. Either setup should have thermostats to control the temperature. The high-solids content and sometimes significantly high viscosity of some materials may require a combina- tion of heating methods. When thinking about heating, another requirement for consideration is a source of electricity that will provide adequate amperage. 

Proportioning System

With mechanical proportioning sys- tems, the material ratio is set and main- tained by the inside diameter of the fluid cylinders and/or the number of

fluid cylinders. Through the mechanics of the proportioner, all the fluid cylin- ders stroke at the same time. To change the material ratio, the inside diameter and/or the number of fluid cylinders must be changed.

Mechanical proportioning systems can handle materials mixed by static mixers and applied with standard air- less spray guns, as well as polyureas that require application using impinge- ment mix spray guns. Most mechanical proportioning systems can be config- ured to achieve a maximum pressure rating ranging between 3,500 psi and 5,000 psi (241 and 345 bar).

Mechanical proportioning systems have a ratio tolerance range of 2%, fewer sensors and valves than electron- ic proportioners, and one air motor.

Due to the limited number of moving parts, troubleshooting equipment prob- lems can be less complicated than with electronic proportioners. As with any type of equipment, however, there are also disadvantages. With mechanical proportioning systems, changing the material ratio can be difficult because the equipment must be shut down and cleaned. The fluid cylinders must then be removed from the proportioner, and the correct number or size of fluid cylinders must be installed. Fluid pres- sure gauges must be monitored at all times to ensure a balance of pressure between the fluid cylinders, or off- ratio material will be applied. The pump mechanic must know trou- bleshooting procedures that require interpretation of differences in fluid gauge pressure.

With an electronic proportioner, material ratio is set and maintained

electronically through metering valves (Fig. 10). The proportioner is made up of two air motors that run separately from each other, with each motor dri- ving its own fluid section. The material ratio is changed electronically rather than mechanically.

Electronic proportioning systems are not recommended for materials such as polyureas because they require appli- cation using an impingement mix spray gun. Most electronic proportioning sys- tems can be configured to achieve a maximum pressure rating ranging between 3,500 and 7,250 psi (241 and 500 bar).

Electronic proportioning systems can offer advantages such as the ability to easily change the material ratio, elec- tronic monitoring of the proportioning pumps and metering valves, automatic system shutdown when an error is sensed, error reporting, and data

recording. However, electronic propor- tioning systems have more sensors, valves, and switches, as well as a high- er ratio tolerance range of 5% (i.e., more to keep track of, more to go wrong). In addition, the pump mechan- ic must have more comprehensive troubleshooting skills than those required for mechanical proportioners.

Circulation System

The circulation system for plural-com- ponent equipment moves the separate components of the coating material from their heated material containers through the proportioning pump and inline heaters, through the paint lines in the heated hose bundle, and then back to their heated material contain- ers. In the field, the process is referred to as the “recirculation mode.” The material is circulated using a combina- tion of feed pump pressure and pro- portioner pressure. By monitoring and adjusting the heat of the material con- tainer, the inline heaters on the propor- tioner, and the hose bundle heat, the material that is being readied for appli- cation can be brought to a uniform and consistent application temperature throughout the entire plural-compo- nent system, as the material manufac- turer recommends.

If the material is too cold, it may not feed the proportioner effectively, thus causing the proportioner pressure to

be set too high to compensate for the cold material and increased viscosity. Therefore, a properly functioning heating system can be considered vital to the application. Attempting to force material that is not properly heated through the equipment could have an undesirable effect on the application, such as an off- ratio material or improper spray atom- ization of the material.

Occasionally, the recirculation mode may not include the material in the hose bundle paint lines. Instead, after going through the proportioner and then the inline heaters, the material goes directly back to the heated material containers. When it is time to apply the coating, the material in the paint lines that is not at the proper temperature is discarded due to an inability to obtain a good spray pattern and proper atomization.

Hose Bundle

The hose bundle typically comes in 50- foot (15-meter) lengths and includes the paint lines (one for each material compo- nent), a solvent purge line, a hose bundle heat source (i.e., an electric heat trace or hot water tubing), hose bundle insulation (for retention of hose bundle heat), and a solvent-resistant protective hose bundle cover. Recirculation lines in the hose bundle may be a standard feature or may need to be specially ordered. To maintain proper material ratios, the inside diameter of the individual materi- al component hoses may need to be off- set (e.g., 1⁄2-inch diameter for the base component and 3⁄8-inch diameter for the activator component). The inside diame- ter of the material hose will vary from one product to another, depending on the material’s individual component vis- cosity and the material mix ratio, and on whether the atomizing pressure between the two components can be balanced.

Mixing System

Polyurea is applied using an impinge- ment mix spray gun (Fig. 11). The spray gun is attached directly to the end of the

hose bundle with a special adapter. In the event of a spray gun malfunction, check valves inside the spray gun will stop a crossover of material back into the paint lines, which would result in premature mixing of the components, and limit the problem to the spray gun. Located at the front of the spray gun, a mix module mixes the material together, while the fluid tip controls the fan pat-

tern and supplies the proper amount of material. To prevent clogging of the mix module, material screens in the spray gun filter the material. The coating man- ufacturer should recommend the mix module and tip size, which must be paired together to obtain the proper mix.

Coatings that are not applied with an impingement mix spray gun use a differ- ent type of set up that starts with a mix manifold (or block) with internal check valves, which is attached to the end of the hose bundle (Fig. 12). The mix mani- fold will have an assortment of fluid valves and should, but may not always, have material heat and fluid pressure gauges. The setup includes fluid valves for the solvent purge system, separate material component fluid valves that are connected by a bar and are referred to as the “dual control valve,” and, if the hose bundle is so equipped, material component fluid valves for material recirculation lines.

The material line from the mix mani- fold to the spray gun can be configured in several different ways, depending on the coating’s generic composition and the recommendations of the equipment and material manufacturers. This por- tion of the system can consist of one or more static mixers (Fig. 13), an integra- tion line, a whip hose, and an airless spray gun (Fig. 14) with an appropriate spray tip.

Static mixer size is designated by inside diameter measurements—the most common, 1⁄4 and 3⁄8 in.—and by the number of “folds”—the most common,

12 fold and 6 fold. The folds of a static mixer are the concave blades that mix the two pressurized material compo- nents together as the materials pass through the blades. The greater the number of folds, the more thoroughly the material is mixed. Stainless steel static mixers are usually preferred over plastic static mixers, which can be damaged more easily. Should the plastic static mixer be damaged, the applied material may not be mixed adequately. (Contractors should have spare static mixers on hand). Static mixers are directional and must be positioned with the flow arrow pointed toward the spray gun. The inside diameter, number of folds, and number of static mixers required should be recommended by the coating manufacturer.

An integration line, if required, begins combining the two coating com- ponents through the friction created by material flow through the line before the components flow through the static mixer(s), ensuring that the coating is thoroughly mixed. The airless spray gun should be rated for the proper pressure range and be the proper type for the application of high-solids materi- al. In addition, the spray tip should be sized in accordance with the material manufacturer’s recommendations.

Generally, the solvent purge system is comprised of an electric or air-driven high-pressure solvent pump and a dedi- cated paint line from the solvent pump to the mix manifold (Figs. 15–16). The mix manifold should include a primary solvent purge shut-off valve and a sep- arate shut-off valve for each side of the mixing block. The solvent pump must be capable of delivering enough solvent under sufficient pressure to purge mixed material from the integration line, whip hose(s), static mixer(s), spray gun, and spray tip.

Determined by the coating manufac- turer, material purge time can range from several seconds to a minute or longer. Failure to purge mixed material

www.paintsquare.com

in time can result in the coating setting up and the loss of that portion of the equipment from the mix manifold to the spray tip.