книги из ГПНТБ / Фурин, А. И. Отделка и обивка мебели учебник для техникумов деревообрабатывающей промышленности

Помимо этих широко применяемых в промышленности схем нанесения лаков, находят применение схемы нанесения наливом на щитовые и брусковые детали реакционных лаков на основе фенолформальдегидных, мочевиноформальдегидных имеламиноформальдегидных смол, полиуретановых и полиэфирных.

Лак наносят на поверхность изделий или деталей перекры- / вающими полосами во взаимно перпендикулярных направлениях. При лакировании края детали необходимо, чтобы струя! выходила за кромку. I

В зависимости от процентного содержания в лаке пленкооб­ разующих веществ и от заранее заданной толщины лакового/ покрытия нитролак наносят за одно—три нанесения. Каждой покрытие высушивают в естественных (при 18—23° С) или исJ кусственных условиях (при 35—50°С).

Режим нанесения прозрачных нитролаков методом налива

В зависимости от класса покрытия наносят различное число слоев лака; для получения покрытия I класса — четыре слоя суммарной толщиной 180±10 мкм; II класса — три слоя общей

41

толщиной 120±10 мкм, III класса —два слоя общей толщиной

60+10 мкм.

Матирующие нитролаки образуют на поверхности древесины матовые шелковистые покрытия, частично вуалирующие цвет и текстуру древесины. На поверхность деталей их наносят по двум принципиально различным схемам. В первом случае лак нано­ сят на поверхность, предварительно покрытую прозрачным нит­ роцеллюлозным лаком; этот способ применяется в основном для получения покрытий I и II классов. Во втором случае матирую­ щий лак наносят непосредственно на поверхность древесины, без предварительного лакирования поверхности. Особенность матирующих лаков состоит в том, что после нанесения они не требуют шлифования и полирования, сохраняя матовость в тече­ ние длительного периода эксплуатации.

Нитролаки кислотного отверждения. С целью повышения прочностных и декоративных качеств покрытий на основе нитро­ целлюлозных лаков создана их разновидность — нитролаки кис­ лотного отверждения. В их состав дополнительно введены карб­ амидные смолы, которые повышают морозостойкость, водостой­ кость и химическую стойкость нитролаковых покрытий, а также способствуют улучшению прочностных свойств покрытий при резких колебаниях температуры, что имеет важное значение при транспортировке изделий в районах Севера.

Разработаны два лака данного типа — прозрачный НЦ-241 и матирующий НЦ-241М. В качестве отвердителя применяется 14%-ный раствор ортофосфорной кислоты в нормальном бутило­ вом спирте, который вводится в количестве 30 кг (37 л) на 1 т лака. Оба лака предназначены для отделки мебели по II, III и IV классам.

Режим лакирования лаком НЦ-241 no II классу

Первое лакирование на лаконаливной машине лаком рабочей вязкостью 40—45 с по ВЗ-4 при'расходе 100—120 г/м2 и скорости движения транспор­ тера 120 м/мин;

сушка при 18—23° С в течение 80 мин или при 45—50° С в течение 30 мин;

Сухое шлифование шкурками № 5 и 6 на станке ШлПС-24 при скорости шлифования 24 м/с;

второе лакирование на лаконаливной машине лаком рабочей вязкостью 40—45 с по ВЗ-4 при расходе 100—120 г/м2 и скорости движения транспортера 120 м/мин;

сушка при 18—23° С в течение 100 мин, при 45—50° С в течение 60 мин; третье лакирование на лаконаливной машине лаком рабочей вязкостью 40—45 с по ВЗ-4 при расходе 100—120 г/м2 и скорости движения транспор­

тера 120 м/мин; сушка при 18—23° С в течение 3 ч, при 45—50° С в течение 90 мин;

выдержка при 18—23° С в течение 24 ч.

Мочевиноформальдегидные лаки кислотного отверждения

представляют собой растворы мочевиноформальдегидных смол, пластифицированных алкидной смолой, в смеси органических растворителей (бутанола, уайт-спирита и этилового спирта).

42

Процесс пленкообразования происходит под действием кис­ лотного отвердителя — раствора соляной, серной, азотной или какой-либо другой кислоты.

По сравнению с нитролаками мочевиноформальдегидные лаки кислотного отверждения образуют покрытия, обладающие повышенной морозо-, водо- и светостойкостью и меньшей горю­ честью. Особенностью является то, что после введения кислот­ ного отвердителя они быстро желатинизируются и образуют не­ обратимую (нерастворимую) пленку.

Промышленность выпускает несколько видов мочевиноформальдегидных лаков кислотного отверждения для отделки ме­ бели.

Лак МЧ-52 (ТУ УХП 444—60) представляет собой раствор мочевиноформальдегидной смолы и мягкой глифталевой смолы

всмеси бутанола, сольвента, этилового спирта и уайт-спирита.

Вкачестве отвердителя применяют 3,5—4%-ный раствор соля­ ной кислоты в разбавителе РКБ-2, который представляет собой смесь бутанола и ксилола в соотношении 95 : 5.

Лак МЧ-52 широко применяется при отделке решетчатой ме­ бели (стульев) в электростатическом поле.

Технология распыления лака, применяемая на ряде пред­ приятий, включает следующие операции:

грунтование тампоном вручную; сушка на стеллажах при 18—23° С в течение 30—50 мин;

шлифование вручную шкурками № 8 и 6;

первое лакирование лаком МЧ-52 вязкостью 25 с по ВЗ-4 с помощью дискового распылителя (диаметр диска 350 мм, ско­ рость вращения 1200—1500 об/мин, напряжение на коронирующих кромках 100 кВ, сила тока 180—250 А, расстояние от кро­ мок распылителя до лакируемого изделия 300—350 мм) при рас­ ходе 70—80 г/м2 и скорости движения транспортера 2—3 м/мин;

сушка в конвекционной сушильной камере при 40—50° С в те­ чение 15—20 мин;

>второе лакирование лаком МЧ-52 (оборудование и расход те же, что и при первом лакировании);

сушка в конвекционной сушильной камере при 40—50° С в течение 15—20 мин.

Полиэфирные лаки. Лаки этой группы представляют собой раствор ненасыщенных полиэфирных смол в стироле. Процесс пленкообразования происходит в результате реакции сополимеризации, протекающей между ненасыщенной полиэфирной смо­ лой и растворителем — стиролом. В данном случае стирол сна­ чала растворяет полиэфирную смолу, а затем входит в состав твердой лаковой пленки.

Процесс отверждения проходит в присутствии катализатора (инициатора полимеризации). Катализаторами служат органи­ ческие перекиси. Для ускорения реакции сополимеризации в со­ став лака вводят ускоритель — нафтенат или линолеат кобальта.

43

Парафиновая добавка создает на поверхности покрытия тон­ кий защитный слой, который препятствует испарению стирола из пленки и предотвращает попадание кислорода воздуха в глубь пленки, так как кислород препятствует реакции полиме­ ризации.

В последние годы парафинсодержащие лаки получили широ­ кое распространение, вытесняя беспарафиновые.

Преимущество парафинсодержащих материалов заключается в том, что они имеют более высокое содержание пленкообразую­ щих веществ, высыхают при температуре 20—23° С и не требуют установки специальных сушильных камер.

Парафинсодержащий полиэфирный лак ПЭ-246 (МТУ 6—40—791—681) состоит из четырех компонентов (массовые ча­ сти): полуфабрикатная основа— 100; ускоритель (стирольный раствор нафтената кобальта) — 1; инициатор (50%-ный раствор перекиси циклогексанона) — 3; 3%-ный раствор парафина в сти­ роле— 1.

При нанесении полиэфирного лака методом налива на двух­ головочной лаконаливной машине в первую по ходу детали го­ ловку подают следующий состав (массовые части): основа лака— 100; инициатор (перекись циклогексанона)—6; раствор парафина в стироле— 1.

Во вторую по ходу детали головку подают состав (массовые

§ 12. Сушка лаковых покрытий

Под термином «сушка» следует понимать все процессы, при­ водящие к отверждению лаковых покрытий. Отверждение про­ исходит в результате улетучивания растворителей (спиртовые и нитроцеллюлозные лаки), в результате реакции окисления (мас­ ляные лаки), либо за счет реакции полимеризации или поликон­ денсации (полиэфирные, мочевиноформальдегидные лаки). Ско­ рость отверждения покрытия зависит от ряда факторов: при­ роды лакокрасочного материала, толщины нанесенного слоя, параметров сушильного агента и др.

По виду воздействия на лакокрасочное покрытие сушка мо­ жет быть естественная и искусственная. Существует три основ-

44

ных вида искусственной сушки лакокрасочных покрытий: кон­ векционный, терморадиационный и комбинированный.

Конвекционная сушка осуществляется в сушильных камерах трех типов: туннельных одноэтажных, туннельных многоэтаж­ ных и кассетных вертикальных. В камерах циркулирует нагре­ тый воздух, который, омывая изделие, передает тепло лаковому покрытию и удаляет пары летучих растворителей.

Режим конвекционной сушки для нитролаковых покрытий проходит ступенчато: вначале при невысоких температурах — 20—25° С, затем при 40—45° С и заканчивается при 20—25° С. Продолжительность сушки зависит от характеристики лака и толщины покрытия.

Режим сушки для покрытий, выполненных лакокрасочным материалом одной марки, в конвекционных сушилках различ­ ных типов практически одинаков.

Терморадиационная сушка. Тенденция сушить лаковое по­ крытие как можно быстрее привела к применению сушилок, источник энергии которых состоит из лучевых элементов элек­ тромагнитного спектра. В электромагнитном спектре различают световые и невидимые лучи. Типичным представителем свето­ вых излучателей является кварцевая лампа высокого давления (интенсивности), которая работает в диапазоне ультрафиоле­ товых лучей.

Терморадиационная сушка лаковых покрытий может произ­ водиться ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами.

Сушилки с терморадиационным излучением состоят из двух

в относительно короткий срок по схеме воздействия на пленку «сверху вниз». Излучение УФ получается при помощи ртутных газоразрядных ламп высокого давления.

К недостаткам сушки УФ-лучами следует отнести нежела­ тельный большой нагрев поверхности самой детали, сушку только бесцветных лакокрасочных материалов, пожелтение в процессе сушки древесины светлых тонов, необходимость после сушки выдержки в течение 4—10 мин, относительно большой расход энергии.

В электромагнитном спектре с УФ-лучами имеются инфра­ красные лучи, сушка лакокрасочных покрытий которыми более эффективна, поскольку количество их в общем спектре больше, чем УФ-лучей.

Инфракрасное излучение ощущается как тепло, но не яв­ ляется видимым. При выходе из источника нагревания тепло превращается в лучистую энергию, которая перемещается в виде электромагнитных волн. При встрече с предметом электромаг­

45

нитные волны снова превращаются в тепловую энергию. Пред­ мет может поглощать, отражать и пропускать лучевую энергию. Поглощаемые предметом лучи превращаются в тепловую

энергию.

На этом принципе основана сушка инфракрасными лучами. Источниками инфракрасного излучения служат лампы накали­ вания, панели и трубчатые нагреватели. Продолжительность сушки в сушилках с инфракрасными лучами зависит от харак­ теристики лакокрасочного материала, толщины покрытия и свойств отделываемой поверхности.

Рис. П. График продолжительности сушки лакокрасочных покрытий в ин­ фракрасном излучении в зависимости от различных факторов:

а — кислотоотверждающий лак (120 г/м2); б — полиэфирный лак (150 г/м2); в — поли­ эфирный лак (120 г/м2)

На рис. 11 представлены графики продолжительности сушки в зависимости от различных факторов.

Комбинированная сушка заключается в том, что перед на­ несением покрытия деталь нагревают и в таком состоянии лаки­ руют. Аккумулированное в детали тепло передается лакокра­ сочному покрытию и способствует быстрому его высыханию как за счет испарения растворителей, так и за счет ускорения проте­ кания реакции полимеризации и поликонденсации. Одновре­ менно с этим осуществляется воздействие теплого воздуха на верхние слои покрытия.

Этот вид сушки особенно эффективен при применении бы­ стросохнущих лаков.

§ 13. Облагораживание лаковых покрытий

Шлифование. При визуальном осмотре и особенно под ми­ кроскопом видно, что поверхность лакокрасочных покрытий имеет неровности в виде волн различной величины и отдельные местные дефекты в виде кратеров, пузырьков, наплывов, шаг­

46

рени и т. д. Эти дефекты получаются в результате недостаточно качественного нанесения покрытия, попадания в него из окру­ жающей среды пыли и ворсинок. Кроме того, неровности обра­ зуются вследствие происходящей при высыхании лаков объем­ ной усадки. Выравнивание неровностей и устранение других дефектов достигается шлифованием (неровности большей вели­ чины) и полированием (неровности меньшей величины) лако­ вого покрытия. Чем меньше величина неровностей покрытия, тем выше его блеск и качество в целом.

Процесс шлифования лаковых покрытий зависит от многих факторов, определяющих производительность труда на этой опе­ рации и качество получаемых поверхностей. К этим факторам относятся характер лаковых покрытий (нитроцеллюлозные, по­ лиэфирные), их физико-механические показатели (твердость, температура размягчения, чистота поверхности перед шлифова­ нием), характеристика шлифовального материала (зернистость, абразивы, основа, связующее, способ нанесения абразивов на основу, структура абразивного слоя), и режим шлифования. Ос­ новные показатели режима шлифования — скорость резания, удельное давление прижима, скорость подачи, способ шлифо­ вания (сухой или влажный), расположение деталей по отноше­ нию к направлению движения ленты, время шлифования еди­ ницы обрабатываемой поверхности. Шлифовать необходимо хо­ рошо высушенную и выдержанную лаковую пленку, обладаю­ щую твердостью, которая определяется прибором М-3: для нит­ роцеллюлозных покрытий в пределах 0,35—0,4, полиэфирных — в пределах 0,5—0,6.

Длительность шлифования зависит от величины неровностей лакового покрытия или чистоты его поверхности.

Производительность шлифования зависит от вида абразив­ ных зерен. Чем острее грани зерен, выше их твердость и проч­ ность, тем больше срок эксплуатации шкурки.

Гранулометрический состав абразивных зерен в шлифоваль­ ной шкурке часто имеет большие отклонения по фракциям. Это отражается на качестве обработки лакового покрытия. Нали­ чие в шлифовальной шкурке № 5 даже небольшого количества абразивных зерен предельной фракции приводит к образованию на лаковом покрытии глубоких рисок.

Устойчивость и продолжительность эксплуатации шкурок увеличивается с повышением прочности ее юсновы, показателей на излом и растяжение, прочности на разрыв в продольном и поперечном направлениях.

От вида связующего (клеев) абразивных зерен, его проч­ ности, несущей способности, стойкости к действию воды, керо­ сина, уайт-спирита зависит прочность удержания абразивных зерен на основе.

Равномерность распределения абразивного слоя на основе зависит от способа его нанесения. Наилучшие результаты полу­

47

коленточных шлифовальных станках типа ШлК-8 или на стан­ ках проходного типа, которые обеспечивают перекрестное шли­ фование за один проход детали.

Для нитролаковых покрытий удельное давление на шлифо­ вальную ленту рекомендуется 40—50 г/см2 и скорость резания 14—16 м/мин. Шлифование полиэфирных покрытий можно про­ изводить сухим и влажным способами. Наибольшее распрост­ ранение получил способ сухого шлифования. Для полиэфирных покрытий могут быть применены те же станки, что и для нитро­ лаковых покрытий. Режим шлифования: удельное давление на ленту 60 г/м2, скорость резания 18 м/мин.

Полирование. После шлифования лаковые покрытия поли­ руют для получения зеркально-глянцевых покрытий. Для этой операции предназначены полирующие составы, к которым от­ носятся политуры, полирующие жидкости и полировочные пасты (мазеобразные и брусковые).

С помощью политур и полирующих жидкостей обрабатывают нитроцеллюлозные покрытия, которые обладают способностью подрастворяться под действием активных растворителей этих составов. В связи с появлением полиэфирных лаков, образую­ щих нерастворимые пленки, которые доводят до зеркального блеска с помощью полировочных паст, политуры и полирующие жидкости утратили свое первоначальное значение и применя­ ются в настоящее время редко.

Для полирования отделанных поверхностей мебели широко применяется мазеобразная паста № 290 и брусковые пасты «Циклон-20» и «Циклон-25».

Процесс полирования пастами состоит в механическом уда­ лении путем истирания выступающих частей лакокрасочного покрытия. Для этого в состав паст вводятся тонкодисперсные абразивы. Полирование пастами является высокопроизводитель­ ным методом, который можно применять при обработке обрати­ мых (нитроцеллюлозных) и необратимых (полиэфирных) по­ крытий.

Для выполнения этой операции служат специализированные полировальные станки барабанного типа П1Б и многобарабан­ ные проходного типа, но могут быть использованы и ленточно­ шлифовальные станки типа ШлПС-2М при условии замены шлифовальной ленты мягкой фетровой лентой.

Толщина покрытий, подлежащих полированию пастами, для нитролаков должна быть не менее 180+10 мкм, для полиэфир­

линового и касторового масел). Пасту наносят на поверхность вручную кистью или щеткой, после чего деталь подается в по­ лировальный станок.