Прието Дж., Кине Ю. Древесина. Обработка и декоративная отделка

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины

329

Подача материала ^^^

Направление движения деталей

Транспортер

Насос, подающий ЛКМ

Наливная головка

Налитая пленка ЛКМ

Субстрат

СборникЛКМ

Емкость с ЛКМ

Рис. 5.2. Схема наливной машины

наливные агрегаты особенно пригодны для нанесения водных УФ-систем без

пены и полос. Этот технический вариант позволяет перерабатывать материа-

лы с вязкостью по вытеканию из 4-миллиметрового сопла от 20 до 70 с. Ко-

личество наносимого вещества составляет от 50 до 400 г/м

. Наливной про-

цесс в различных вариантах применяется также для нанесения ненасыщенных

полиэфиров (ПЭ-составы) в производстве фортепиано. Известны следующие

процессы:

• контактный наливной процесс («активное грунтование»);

• на поверхность, подлежащую окраске, на первой стадии наносит-

ся перекисная (отвердитель) грунтовка методом налива (65-80 г/м

Затем грунтовка высушивается при комнатной температуре или в конвек-

ционной сушке при низкой температуре. После этого происходит нанесе-

ние ПЭ-состава методом налива.

Двойная головка или двухголовочный наливной процесс

Основа ненасыщенного полиэфирного состава должна быть смешана с уско-

рителями (соли металлов) и другими ингредиентами и с отвердителем (пе-

роксидом). Основа с ускорителями вытекает из первой наливной головки,

а часть — с отвердителем из второй головки двухголовочной наливной машины.

Совмещение обеих частей происходит в рабочем процессе. После 15-20 ми-

нут гелеобразования процесс повторяют. При переработке на машинах с двой-

ной головкой тиксотропных ПЭ-материалов (содержащих парафин), для кото-

рых необходима заключительная полировка, появляется опасность возникнове-

ния выбоин и рытвин на поверхности. При дефектах поверхности типа «выбоин»

речь идет о визуально заметных повреждениях окрашенной поверхности после

шлифовки и полировки. Дефектность становится особенно заметной под опре-

деленным углом зрения и с помощью люминесцентных ламп. Модификацией

налива с двойной головкой является так называемый сэндвичевый процесс, ко-

торый позволяет получить высокоглянцевые поверхности, похожие на поверх-

ности, получаемые распылением ПЭ-составов и не имеющие выбоин.

330

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины

Сэндвичевый процесс

С помощью двухголовочной наливной машины наносят «мокрым по мокро-

му» ПЭ-состав с ускорителем и сэндвичевый отвердитель (раствор органи-

ческой перекиси в системах без стирола). После подсушивания в течение

15 мин. вновь толстым слоем наносят состав с ускорителем. Обычно после ге-

леобразования наливают покрывной лак, который служит только вспомога-

тельным средством для шлифовки и полировки.

5.6. Нанесение на вальцах

Метод нанесения вальцами используется исключительно для односторон-

ней или двухсторонней обработки плоских деревянных изделий. Лакокрасоч-

ный материал наносится с помощью вращающихся резиновых вальцов. Твер-

дость по Шору применяемых вальцов составляет в среднем от 40 до 50 ед..

Дозировка материала при нанесении проводится с помощью хромированно-

го дозирующего вальца. Количество нанесенного материала зависит от при-

жимного усилия или ширины зазора между дозирующим и наносящим валка-

ми. Другими факторами влияния являются вязкость материала или реологи-

ческие свойства лакокрасочной системы, скорость движения транспортера в

м/мин и скорость вращения дозирующего и наносящего вальцов. Вальцовый

процесс применяется главным образом для нанесения 100%-ных УФ-систем,

бейцев, промоторов адгезии и водных материалов. Количество наносимого

сырого материала на один вальцевый агрегат может быть от 4 до 120 г/м

для

вальцевых шпатлевочных машин (рис. 5.3и 5.4) [8]. При нанесении ЛКМ валь-

цами существует две возможности: принцип равнонаправленного движения и

реверсный процесс.

Принцип равнонаправленного движения.

В случае осуществления принципа равнонаправленного движения нанося-

щий валок и обрабатываемая деталь движутся в одном направлении (рис. 5.5)

[9]. В современных агрегатах, как правило, наносящий и дозирующий вальцы

работают с отдельными приводными двигателями. Преимущество такой уста-

новки состоит в том, что дозирующий и наносящий вальцы могут двигаться

как в одном направлении, так и навстречу друг другу. Кроме того, можно ва-

рьировать скорость вращения каждого из них по отдельности. Таким образом,

Ракель

Наносящий валец / Гладкий валец из металла

Ракель для смачивания

и увлажнения

Дозирующий валец

Направление движения детали

Субарат

Противовальцы

Рис. 5.3. Схема тяжелой шпатлевочной машины

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины

331

Ракель

Гладкий валец из

стали (движется в

обратном направ-

лении)

Лак

Дозирующий валец

Направле-

ние движе-

ния детали

Субстрат

Противовальцы

Рис. 5.4. Схема легкой шпатлевочной машины

Наносящий валец rrf

N» Ef

Лак

Субстрат

—•j^^

^ Ракель

Дозирующий валец

%=1=»^ Направле-

_____,„_„ * ние движе-

,й" \ ния детали

Противовальцы

Рис. 5.5. Вальцевая машина равнонаправлен-

ного движения при однонаправленном вра-

щении дозирующего и наносящего вальцев

уменьшается износ материала между

двумя вальцами и получается блестя-

щая окрашенная поверхность. В табл.

5.2[9] перечислены параметры, вли-

яющие на процесс, организованный

по принципу равнонаправленного

движения (дозирующий и наносящий

вальцы синхронизированы). Установ-

ка движения дозирующего вальца в

противоположном (реверсном) на-

правлении (называемая относитель-

ным процессом) позволяет лучше, по

сравнению с синхронной установкой,

регулировать количество наносимого

вещества. При таком варианте про-

цесса достигают заметно более глад-

кой вальцевой поверхности, так как,

при движении дозирующего и нано-

сящего вальцов навстречу друг другу,

не может происходить разрыва плен-

ки (рис. 5.6) [9]. При комбинировании

нескольких таких вальцов для нанесе-

ния покрывного лака, например с УФ-

предгелированием поверхности или

без него, удается дополнительно ре-

гулировать и улучшать гладкость по-

верхности и деформацию покрытия,

а также степень блеска поверхности

мебели (см. часть 3.1.6). В табл. 5.3

[9] представлены параметры процес-

са по принципу равнонаправленно-

го движения для случая реверсного

движения дозирующего вальца.

Реверс-процесс

Дальнейшее стремление к упро-

щению вальцевой структуры равно-

направленного и относительного

процессов привело к развитию ре-

версного процесса. В таком варианте наносящий валец движется в направ-

лении, противоположном направлению движения обрабатываемых деталей.

При этом получаются очень гладкие, почти без структуры поверхности, так как

полностью исключается расщепление пленки между наносящим вальцом и по-

верхностью субстрата. Таким образом можно наносить свыше 120 г/м

мате-

риала. Сегодня практикуется сочетание реверсного процесса с равнонаправ-

ленным. Сначала на вальцевой установке равнонаправленного движения про-

исходит заполнение древесных пор и стыков, а затем на реверсных вальцах

получают оптимально гладкую поверхность. Количество наносимого на по-

следнем этапе материала зависит от дозировки и скорости вращения валь-

цев. На первых реверс-агрегатах при окраске, например, в серийном изго-

Наносящий валец

Лак

Субстрат -и^гаш

рз Дозирующий валец

Направле-

ние движе-

ния детали

Противовальцы

Рис. 5.6. Вальцевая машина равнонаправ-

ленного движения при противоположном

направлении движения дозирующего и на-

носящего вальцов

332

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины

Таблица 5.2. Эффективность параметров равнонаправленного процесса

при однонаправленном движении вальцев

Параметры процесса

Повышение скорости

дозирующего вальца

Снижение скорости

дозирующего вальца

Повышение скорости

наносящего вальца

Снижение скорости

наносящего вальца

С металлическим или пластиковым

ракелем на дозирующем и нанося-

щем вальцах

Снижение прижимного

давления вальцев

Эффект

Увеличение количества наносимого материала

Уменьшение количества наносимого материала

Увеличение количества наносимого материала,

структурный эффект, опасность возникновения

ряби и входного канта (различие скорости нанося-

щего вальца и транспортера не больше 1,5 м/мин)

«Эффект кисти», снижается волнообразная

структура

Гладкая поверхность покрытия, меньшее количе-

ство наносимого материала, пластиковый ракель

создает, как правило, меньше полос, чем металли-

ческая

(Часто дозирующий валец работает без ракеля!)

Увеличение количества наносимого материала

Таблица 5.3. Эффективность параметров равнонаправленного процесса

при противоположном движении вальцев

Параметры процесса

Увеличение скорости

дозирующего вальца

Снижение скорости

дозирующего вальца

Увеличение скорости

наносящего вальца

Снижение скорости

наносящего вальца

С металлической или пластиковой

раклей на дозирующем и нанося-

щем вальцах

Прижимное давление вальцев

уменьшается

Эффект

Снижение количества наносимого материала,

тонкая структура, ускорение = опасность

образования полос

Увеличение количества наносимого вещества,

больше структуры

Увеличение количества наносимого материала,

больше структуры, эффект сдвига, входной кант

«Эффект кисти», уменьшается волновая структура

Гладкая поверхность покрытия, небольшое нанесе-

ние, пластиковый ракель образует меньше полос,

чем металлическая, (дозирующий валец всегда

работаете ракелем!)

Увеличение количества наносимого вещества

товлении внутренних дверей, на входной и выходящей кромках изд елия об-

разовывались утолщения. Эту проблему удалось решить техническими сред-

ствами путем специальной регулировки нижнего резинового противовальца

(осевой сдвиг). На рис. 5.7представлена комбинированная вальцевая машина

с равнонаправленным и реверсным агрегатами [8].

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины 333

Реверсный агрегат Равнонапраеленный агрегат

Ракель

Дозирующий

валец ^

Лак

Ракель

Дозирующий

Противовальцы (передвижные оси)

Рис.5.7. Комбинированная вальцевая

машина с равнонаправленным и реверсным

агрегатами

Желобчатые резиновые вальцы

(«Rilli-вальцы»)

При использовании желобчатых ре-

зиновых вальцов для нанесения УФ-

покрывного лака можно получить по-

верхность, аналогичную той, кото-

рая получается при нанесении на-

ливом. Используемые резиновые

вальцы подразделяются по числу

желобков (бороздок) на дюйм (око-

ло 25,4 мм). Для грунтовки исполь-

зуются вальцы с числом желобков от

64\ а для обработки УФ-покрывным

лаком в зависимости от произво-

дителя — от 80 до 84. По типу про-

изводства резиновые вальцы делятся на обработанные лазером и проточен-

ные. Так как производители работают частично с различающимися углами

заточки, то получаются вальцы с различной высотой неровностей профиля.

В экстремальных случаях это означает, что вальцы разных производителей,

несмотря на одинаковое число желобков, могут давать различные результа-

ты вальцевания. Для использования в мебельной промышленности твердость

вальцов по Шору должна быть от 25 до 30. Нанесение покрывного лака часто

проводят комбинированным методом «мокрое по мокрому» гладким вальцом

и желобчатым (число желобков 80-84) с количеством наносимого лака от 23

до 25 г/м

. Существуют также комбинации двух желобчатых вальцов, работаю-

щих «мокрым по мокрому», для нанесения высокоглянцевых покрывных лаков.

Количество наносимого материала при этом составляет около 30 г/м

. Нане-

сение УФ-покрывного лака одним желобчатым вальцем на шлифованную УФ-

грунтовкуне приводит к удовлетворительным результатам. Чтобы при исполь-

зовании желобчатых вальцов (число желобков 80, твердость по Шору 25) мож-

но было гарантировать хороший результат обработки, прижимное давление к

детали должно быть 1,2-1,8 мм.

5.7. Окраска в вакуумной камере

Наряду с широко известными методами нанесения ЛКМ распылением, нали-

вом и вальцами, процесс нанесения в вакууме приобретает все большее зна-

чение для окраски УФ-материалами прутов, планок, панелей, профилей, кан-

тов, ребер и окон. При вакуумной окраске не только понижается эмиссия ор-

ганических растворителей, но и сокращаются потери материала при перерас-

пыле. Коэффициент полезного действия при вакуумной окраске составляет

100%. Первые установки для нанесения покрытий при пониженном давлении

появились около 25 лет назад. Модуль вакуумной окраски состоит из следую-

щих компонентов:

• система подачи ЛКМ (насос);

. камера для нанесения ЛКМ;

• вакуумный насос;

• система выделения ЛКМ.

Число желобков 64 означает, что на дюйм приходится 64 желобка.

334

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины

Принцип действия установки

С помощью мембранного насоса Л КМ из запасного бака через обливную раму

подается на обрабатываемое изделие в камере нанесения под вакуумом. В ре-

зультате отсоса воздуха (разряжения) лакокрасочный состав вздымается вих-

рем и высасывается вверх. Через полученный таким образом лакокрасочный

туман транспортируется субстрат. Он оказывается равномерно окрашенным

со всех сторон, причем входное и выходное отверстие камеры нанесения соот-

ветствуют поперечному сечению субстрата, и циркуляция воздуха при создании

вакуума в машине остается закрытой. Расстояние между матрицей и изделием

может быть только несколько миллиметров.

Отсос воздуха имеет двойную функцию: во-первых, он должен вздымать ЛКМ

в сборнике бака. Кроме того, он должен ламинарным потоком, поступающим

через выходную матрицу, уносить избыток ЛКМ и возвращать его в окрасоч-

ную камеру для нового использования. В процессе выноса происходит сгла-

живание поверхности. Чтобы добиться высокой степени нанесения, нужно от-

делить распыленный материал от воздуха. Этот процесс осуществляется в си-

стеме осаждения ЛКМ. Отделение лака от воздуха осуществляется с помощью

так называемого воздушного дефлектора. Вслед за этим лак поступает опять

в исходную емкость.

Параметры процесса

Параметры процесса, влияющие на количество наносимого материала

в процессе окраски под вакуумом, представлены в табл. 5.4. [9].

Таблица 5.4. Параметры процесса окраски в вакуумной камере

Параметр/регулирование

Скорость движения изделий:

— медленнее

— быстрее

Вакуумирование:

— высокий вакуум

(пониженное давление)

— низкий вакуум

(повышенное давление)

Зазор между матрицей

и окрашиваемым субстратом

Грязь/примеси

Температура ЛКМ

— повышение температуры

— понижение температуры

Применение не подходящей систе-

мы откачки

Результат

Уменьшение количества наносимого материала

Увеличение количества наносимого материала

Уменьшение количества наносимого материала

Увеличение количества наносимого материала

Неточность матрицы ведет к потере вакуума

и к неравномерному нанесению ЛКМ

Максимальный зазор от 1,3 до 1,5 мм

Повреждение поверхности, снижение блеска,

шероховатая поверхность. Улучшение отсоса при

шлифовке: применение автоматической фильтра-

ции ЛКМ. Капсулирование наносящей головки и

фильтрация воздуха

Может привести к загущению УФ-материала.

Влияет на растекание, УФ-активность, оптимальная

температура от30до45°С

Может привести к образованию пены. Подходят

насосы с двойной мембраной и передаточным

отношением 1: 1

Глава 5. Методы нанесения лакокрасочных материалов для древесины 335

Список литературы

1. Firmenbroschuere: Holzlackierung, Firma Eisenmann Maschinenbau, Boeblingen.

2. Hora,G.:FlutlackieurngvonHolzbauteilen,Fraunhofer-lnstitutfuerHolzforschung(WKI),

Braunschweig, Referatanlaesslichdes 12. Holztechnischen Kolloquium in Braunschweig,

2004.

3. Prieto, J.: Holzlackieren. In: Berichtsband des DFO-Lehrgangs Lackieren von Holz und

Holzwerkstoffen, Braunschweig, 2001.

4. Hoffmann, U.: Jahrbuch fuer Lackierbetriebe, VincentzVerlag, Hannover, 2000, S. 423-437.

5. Eichhorn, J.: Jahrbuch fuer Lackierbetriebe, VincentzVerlag, Hannover, 2000, S. 195.

6. Frick, A.: Lackieren von Holz/Moebeloberflaechen, VDI-Verlag, Duesseldorf, 1979,

S. 49-60.

7. Rutkowski, R.: Glasurit Handbuch Lacke und Farben, Glasurit-Werke M. Winkelmann

AG, Hamburg - Hiltrup - Berlin, 1969.

8. Unbekannt: Verniciatrici a Rulo, technische Unterlage der Firma Giardina.

9. Prieto, J., Kiene, J.: Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, Kittel Band 9, S. 319-

351, S. Hirzel Verlag Stuttgart, Leipzig, 2004.

10.Unbekannt:Vakumat-Power-Point-Praesentation, Firma Schiele Maschinen GmbH,

Niederzissen, 2000.

336

Глава 6. Процесс рециркуляции для лакокрасочных систем

6. Процесс рециркуляции для лакокрасочных систем

В последние годы после вступления в силу «Предписания об использовании

растворителей» (см. часть 9.1) и на основании норм охраны окружающей среды

в деревообрабатывающей промышленности все большее развитие получают

Л КМ на водной основе с остаточным содержанием растворителей от 0 до 15%.

Перераспыл 1К-водных систем (воздушной сушки, УФ-отверждаемых) можно

вернуть обратно в цикл обработки, что особенно рационально в случае исполь-

зования техники нанесения с высокими потерями за счет образования тумана.

Это не только уменьшает нагрузку на окружающую среду, но и значительно эко-

номит расходы на производство. Ценовой прессинг в деревообрабатывающей

промышленности постоянно растет, напрашивается внедрение внутризавод-

ской рециркуляции перераспыла [1], причем должны быть выполнены следую-

щие условия:

• качество возвращенных в производство лакокрасочных материалов

должно быть сравнимо с качеством исходного состава;

• должно производиться достаточное количество пригодных для рециркуля-

ции материалов;

. нужно по возможности реже проводить смену цвета;

• линии окраски должны быть налажены под соответствующую лакокрасоч-

ную систему с учетом процесса рециркуляции.

Решение для каждого конкретного процесса в экономическом аспекте при-

нимается только индивидуально. Самым важным критерием, конечно, являет-

ся расход ЛКМ. Различают следующие типы рециркуляции перераспыла:

• непрямой возврат материала из промывной воды (ультрафильтрация, ко-

агуляция);

• прямой возврат лака с улавливающего устройства:

— гибкая транспортная лента и ракельная система;

— сбор материала на охлаждаемой улавливающей плоскости;

• «лак в лак»-камера;

. комбинированный процесс.

Некоторые из этих процессов [1-7] сегодня внедрены на отдельных пред-

приятиях деревообрабатывающей промышленности, главным образом для

обработки древесины внутреннего и

внешнего использования.

Гибкая транспортная лента

и система ракелей

Простейший процесс рециркуля-

ции ЛКМ реализуется с помощью

улавливающих лент. В этом случае

избыточно распыленный материал

оседает на движущейся ленте, кото-

рая при окраске плоских деталей ис-

пользуется как транспортер (см. рис.

6.1). V-образная ракель собирает

ЛКМ к середине съемной ленты. Со-

бранные излишки задерживаются в

резервуаре и возвращаются в произ-

водственный цикл. Эта система на-

Рис. 6.1. Очистка гибкой транспортной ленты

V-образной раклей. Источник: Venjakob

Глава 6. Процесс рециркуляции для лакокрасочных систем

337

ходит широкое применение при об-

работке плоских древесных матери-

алов.

Возвращение ЛКМ с охлаждаемой

улавливающей плоскости

Сбор и возврат ЛКМ с помощью

охлаждаемых плоскостей уже вне-

дрен на многих предприятиях. Прин-

цип основан на том, что образующий-

ся перераспыл ЛКМ задерживает-

ся на охлаждаемой стенке или стой-

ке. Охлаждаясь при температуре ни-

же точки росы,влага конденсируется

на улавливающем устройстве. Таким

образом предотвращается подсыха-

ние состава, который может стекать

или собираться ракелем. Принцип

процесса описан в части 3.2.3.2. Сво-

бодное расположение улавливающих

плоскостей позволяет размещать их

на уже установленном оборудова-

нии. Существенным преимуществом

является их компактность.

«Лак в лак»-камера

Процесс «лак в лак» основан на ре-

циркуляции перераспыла с исполь-

зованием камеры, заполненной ЛКМ.

Образовавшийся распыленный ту-

ман собирается на передней стенке

камеры, орошаемой тем же матери-

алом. После фильтрации этот мате-

риал можно снова возвращать в про-

цесс. Чтобы уменьшить подсыхание

перераспыла высыхающих на возду-

хе водорастворимых материалов, во

время перерыва в работе включают

установки увлажнения воздуха. При

смене ЛКМ, предыдущий откачивает-

ся в запасной бак и подсоединяется

автоматическая промывка установки

дистиллированной водой [2]. Прин-

ципиальная схема такой установки

представлена на рис. 6.2.

Этот процесс подходит и для ма-

леньких, и для больших установок,

если минимальный расход ЛКМ в

день составляет 50 кг. В этом про-

цессе в цикл можно возвращать толь-

ко материалы чистого цвета. Все дру-

Очищенный воздух

, Тонкий фильтр

Орошаемая среда

ВаННа ДЛЯ Орошаемой Вращающийся сетчатый барабан

Среды для сепарации перерэспыла

Рис. 6.2. Принцип распылительной

камеры «лак в лак»

Источник: Rippert Anlagentechnik.

Рис. 6.3. Применение «лак в лак» распыли-

тельной камеры для окраски стульев

Источник: Rippert Anlagentechnik.

338 Глава 6. Процесс рециркуляции для лакокрасочных систем

гие цвета будут давать смешанные краски. На рис. 6.3 представлена установка

по окраске стульев.

В последние годы на рынке появились комбинированные методы рецикли-

зации (Inlac, Relac и т.п.). Прежде чем установить систему рециклизации, об-

ратите внимание на следующие моменты:

• многообразие цветов использующихся в окрашивающей установке и ча

стоту смены цвета;

• стабильность и нагруженность ЛКМ в камере (механическая нагрузка,

срез, температура);

• скорость высыхания задержанного перераспыла;

. чистота и сортность собираемого перераспыла;

• способ производства процесса;

. экономический расчет.

Список литературы:

1. Prieto, J., Kiene, J.: Holzlackieren, Kapitel 9.2.5, Lehrbuch der Lacke und

Beschichtungen, Kittel Bd. 9 Verarbeitung von Lacken und Beschichtungsstoffen,

S. Hirzel Verlag Stuttgart - Leipzig, 2004.

2. Ondratschek, D.: RueckgewinnungstechnikfuerSpritzlacke, Kapitel 9.1.2.3.2, Kittel Bd.

9 Verarbeitung von Lacken und Beschichtungsstoffen, S. Hirzel Verlag Stuttgart -

Leipzig, 2004.

3. Unbekannt, Overspray-Recycling von Wasserlack im Betrieb - Welcher Verfahren

gibtes?, Journal fuer Oberflaechenbehandlung (JOT), S. 45 (1998).

4. Eberhard, G.: Recycling von wasserbasierenden Lacken - Stand der Technik und neue

Entwicklungen. In: Tagungs-CD 15th World Interfinish Congress and Exhibition,

Garmisch-Partenkirchen 2000.

5. W. Heine: Lackrueckgewinnung waessriger und loesemittelfreier, fluessiger

Beschichtungsstoffe, In: Tagungs-CD 15th World Interfinish Congress and Exhibition,

Garmisch-Partenkirchen 2000.

6. Acker, G., Holzfensterlackierung in Moebelqualitaet, Journal fuer Oberflaechentechnik

(JOT), S. 32(1999).