книги из ГПНТБ / Буглай Б.М. Технология отделки древесины учебник

Твердость покрытий в большой мере зависит от температуры, поэтому испытание должно проводиться при строго выдержанных температурных условиях. Для этого выпускаются приборы, снаб­ женные термостатами, позволяющими поддерживать температуру покрытия и подложки на строго заданном уровне.

Твердость Н характеризуется отношением времени затухания колебаний маятника, шариковые опоры которого опираются на лакокрасочное покрытие, ко времени затухания колебания того же маятника, когда шариковые опоры его опираются на чистое стек­ ло. Поскольку твердость стекла значительно выше твердости всех известных лакокрасочных покрытий, показатель твердости послед­ них всегда выражается числом, меньшим единицы:

Я = ^ < 1 ,

где tn — время затухания качаний на покрытии;

^с — время затухания качаний маятника на стекле.

Известен также ряд приборов для определения твердости, осно­ ванных на методе определения глубины внедрения в покрытие под определенной нагрузкой недеформирующегося наконечника — индентера. В СССР для этого применяют прибор, предназначенный для определения микротвердости металлов ПМТ-3.

Прибор ПМТ-3 имеет индентор в виде алмазной пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине между гранями

до 200 г. Для измерения отпечатка, оставленного пирамидой на поверхности, прибор снабжен вертикальным микроскопом с вин­

характеризуется кривыми, приведенными на рис. 16. Наибольшей чувствительностью обладает прибор ПМТ-3, наименьшей — прибор типа Сварда. Прибор ПМТ-3 требует меньше всего времени для определения твердости. К сожалению, не во всех случаях он при­ меним. На некоторых покрытиях, обладающих эластичностью, после надавливания пирамидой отпечаток исчезает из-за упругого восстановления смятого покрытия. В этих случаях определение твердости принятым методом становится невозможным.

При определении твердости покрытия должно исключаться влияние твердости подложки. По данным И. И. Шубиной, влияние подложки не сказывается при определении твердости прибором

М-3 и типа Сварда, если толщина покрытия от 60 мкм и более. При определении твердости прибором ПМТ-З твердость подложки не влияет на показания прибора, если толщина покрытия больше глубины погружения нндентора не менее чем в 3—4 раза.

Определение стойкости к истиранию. Одним из первых прибо­ ров для определения стойкости к истиранию был прибор Гарднера, состоящий из' вертикально установленной стеклянной трубки дли­ ной 1 м и внутренним диаметром 2—3 см. Под трубкой устанав­ ливают образец под углом 45° и направляют на него струю квар­ цевого песка, вытекающего из воронки (с выходным отверстием

Стойкость покрытия к истиранию характеризуется весом песка,

испытание становится очень длительным и трудоемким. В настоя­ щее время чаще пользуются приборами, в которых образец под­ вергается истиранию абразивными материалами высокой твердо­ сти (кругами или шкурками) механизированным способом.

Определение водостойкости. При стандартном методе испыта­ ний стойкости к действию воды покрытие наносится на жестяные пластинки, которые после сушки на 2 /з их высоты погружают в ван­ ночку с дистиллированной водой. Покрытия на пластинках перио­ дически осматривают. Такой метод,'не позволяет, однако, судить о стойкости покрытия к действию воды, когда подложкой является древесина.

Погружение в воду покрытий на деревянных пластинках также непригодно из-за сильного набухания древесины в воде, что само по себе может явиться причиной порчи покрытия. Поэтому каче­ ственное определение водостойкости лакокрасочных покрытий на древесине производят по результатам действия на покрытие ди­ стиллированной воды, налитой на образец в количестве примерно 2—3 мл. Чтобы предупредить быстрое высыхание, место с налитой водой прикрывают крышкой от бюкса. Наблюдают за побелением пленки и изменением ее прочности пробой ногтем.

Определение светостойкости. Для определения светостойкости покрытия чаще всего пользуются облучением его ультрафиолето­ вым светом ртутно-кварцевой лампы. Половину образца закры­ вают черной светонепроницаемой бумагой и периодически срав­ нивают цвет, подвергающейся облучению и закрытой от него по­ ловины образца.

Лучше проводить испытания прозрачных покрытий на стекле, так как лаковые пленки проницаемы для ультрафиолетовых лучей и под их действием находящаяся под покрытием древесина меняет свой цвет.

Определение теплостойкости. У покрытий на древесине наи­ больший интерес представляет теплостойкость при контакте с на­ гретым телом.

Для определения контактной теплостойкости пользуются при­ бором, состоящим из металлической коробки, в массивном осно­ вании которой уложен электронагреватель. Прибор снабжается терморегулятором. Нагретый до заданной температуры прибор устанавливают непосредственно на образец и выдерживают в те­ чение 1 мин. Изменяя температуру нагрева, находят ее минималь­ ное значение, при котором наблюдаются первые признаки разру­ шения покрытий (размягчение и прилипание).

Определение блеска покрытий. Оценка блеска покрытия прак­

•^пр + Ядиф

На этом положении основан ряд фотоэлектрических приборов, предложенных для оценки блеска поверхности и получивших на­ звание рефлектометров. На образец под определенным углом, чаще всего 45°, направляют пучок света. С помощью фотоэлемента и высокочувствительного миллиамперметра замеряют либо только правильно отраженную часть света, либо раздельно зеркально и диффузно отраженные доли светового потока (рис.17). На таком принципе, в частности, построен стандартный отечественный фото­ электрический блескомер ФБ-2.

ослабляют резкость и размывают контуры изображения и тем

использована в приборе, предложенном автором для оценки чис­

Прибор имеет корпус /, устанавливаемый непосредственно на контролируемую поверхность 2. Внутри корпуса помещен ци­ линдр 3, освещаемый изнутри электрической лампочкой 4. На по­ верхности цилиндра нанесена шкала с рядом цифр 5, размер кото­ рых закономерно изменяется от строки к строке, причем сама поверхность цилиндра непрозрачна, а ряды чисел на ней матовопрозрачны, светящиеся при включенной лампочке.

Ряды освещенных цифр при повороте цилиндра, поочередно, через прорезь в экране 6 проектируются на исследуемую поверх­ ность. Проекции цифр на поверхности можно наблюдать через лупу (окуляр) 7 или невооруженным глазом через окно в перед­ ней стенке корпуса. Чем чище поверхность, тем четче изображение на ней строк и тем мельче строка, которая может быть прочитана в приборе на контролируемой поверхности. Порядковый номер

крытий с разной шероховатостью на образцах из разных пород древесины. Блеск определен рефлектоскопом Р-4 и блескомером ФБ-5.

Как видно, рефлектоскоп обладает достаточной чувствитель­ ностью для оценки покрытий с неровностями от 0,3 до 1,5 мкм. Такие неровности свойственны покрытиям, не подвергавшимся облагораживанию, т. е. неполированным. На.полированных покры­ тиях с неровностями менее 0,3 мкм рефлектоскоп практически не реагирует на изменения блеска, т. е. наиболее мелкая строка при­ бора одинаково прочитывается и на поверхностях с неровностями 0,2 и 0,05 мкм.

Рефлектометрические приборы достаточно чувствительны к из­

светлотой) покрытия или подложки. Относительная погрешность показаний тем меньше, чем меньше шероховатость покрытий. Минимальных значений относительная ошибка достигает на поли­ рованных покрытиях (рис.20).

покрытий и рефлектометрический для зеркальных, полированных, покрытий.

Для повышения точности оценки блеска полированных покры­ тий нужно вводить поправочный коэффициент /г на породу древе­ сины. Значение k для темных пород (темный орех, красное дерево,

много методов. Наибольшее распространение получил консоль­ ный. По этому методу на одну из сторон тонкой металлической пластинки наносят лакокрасочный материал и пластинку закреп­ ляют одним концом, как консоль. При отверждении лакокрасоч­ ного материала в покрытии возникают внутренние напряжения, под влиянием которых свободный конец консоли отклоняется от первоначального положения. Эти отклонения пропорциональны напряжениям в покрытии.

3D г

1

?

5:

\/

\/

/Рис. 21. Примерные кривые изменения величины

За величиной отклонений консоли наблюдают через горизон­ тально установленный микроскоп с небольшим увеличением. Вели­ чину внутренних напряжений а (кгс/смг) в покрытии рассчиты­ вают по формуле

і / — длина покрытия (консоли), см;

d — толщина подложки (консоли), см; б — толщина покрытия, см.

Внутренние напряжения в покрытиях на древесине могут отли­ чаться от внутренних напряжений тех же покрытий на металле. Однако непосредственному определению напряжений в локрытиях, нанесенных на пластинки из древесины, например шпона, мешает набухание подложки в растворителях, содержащихся в лакокра­ сочном материале. В результате набухания получаемая этим мето­ дом кривая напряжений имеет вид, показанный на рис.21. Ниж­ няя ветвь кривой, указывающая на якобы отрицательные (сжи­ мающие) напряжения, в действительности указывает на набуха­ ние древесной подложки со стороны лакокрасочного материала. Таким образо.м, можно пользоваться только теми данными, кото­ рые соответствуют сухому состоянию подложки.

§ 3. Основные правила приемки и хранения

лакокрасочных материалов

Поступающие на предприятия лакокрасочные материалы и полуфабрикаты для их приготовления должны иметь паспорта заводов-поставщиков и испытываться на соответствие техническим условиям до пуска в производство.

Испытания проводятся в фабрично-заводской лаборатории на образцах, отбор которых из партии должен быть сделан по пра­

после тщательного перемешивания лакокрасочного материала до полной однородности всего содержимого бочки или другой емко­ сти, в которой поставлен материал. Отобранные для испытаний образцы необходимо хранить в плотно закрытых сосудах. Резуль­ таты испытаний надо обязательно фиксировать в журнале приемки поступающей продукции.

Хранить лакокрасочные материалы следует на специальных складах в соответствии с правилами хранения огнеопасных мате­ риалов. В летнее время емкости с лакокрасочными материалами должны быть защищены от нагрева солнечными лучами. В зимнее

Особое внимание необходимо уделять плотной укупорке емко­ стей, в которых хранятся лакокрасочные материалы.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛКИ ДРЕВЕСИНЫ

Глава V

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ

§1. Смачивание и растекание

Втехнологическом процессе отделки древесины преобладают операции, так или иначе связанные с обработкой ее поверхности или уже нанесенных покрытий жидкими или пастообразными мате-

7Т777777Т777777777777, Твердое тело

Рис. 22. Действие сил поверхностного натяжения на каплю жидкости на поверхности твердого тела:

а — жидкость смачивает поверхность; б — жидкость не смачивает поверхность

риалами, в которых большую роль играют физические явления смачивания и растекания.

Смачивание древесины — необходимое условие взаимодействия ее с отбеливающими, обессмоливающими и красящими составами и проявления текстуры древесины. Смачивание и растекание лако­ красочного материала по. поверхности древесины—также необ­ ходимое, хотя и не единственное условие адгезии и образования равномерных по толщине покрытий.

Условия смачивания и растекания жидкости по поверхности любого твердого тела определяются действующими в них когезионными и адгезионными силами и свободной энергией поверх­ ностей трехфазной системы твердое тело — жидкость — газ.

Действие сил в этой системе можно проследить на примере капли жидкости, нанесенной на поверхность твердого тела (рис.22).

В точке О тангенциально к межфазным поверхностям дейст­ вуют следующие силы: свободная поверхностная энергия или экви- „ валентное ей поверхностное натяжение твердого тела на границе

твердым телом и жидкостью.

Работа адгезии характеризуется энергией, которую необходимо

на поверхности твердого тела, можно получить известное уравне­ ние Юнга:

В этом случае происходит полное смачивание поверхности и рас­

к твердому телу

^ т . ж = 0"ж- г-