1943

V – внутренний объем установки, м3.

Если объем отсасываемого воздуха в час не содержит паров ксилола, то объем его составляет 2000 м3/ч. Если отсасываемый воздух содержит ксилол, то объем его составляет 2800 м3/ч. Общий объем воздуха, отсасываемый из проема, составляет:

Q=2000F h или Q=2800F h , м3/ч,

где F – площадь проема, м2; h – высота проема, м.

Рабочая вязкость определяется природой ЛКМ, необходимой толщиной покрытия и его качеством. Для получения заданной вязкости ЛКМ его разводят одноили двухкомпонентным растворителем с высокой температурой кипения, равной 110-150 С и средними показателями летучести (2-3,5 по ксилолу). Оптимальная концентрация паров растворителя устанавливается в пределах 15-20 образуется через 15-20 минут после начала работы. Для улучшения розлива высоковязких ЛКМ требуется увеличение концентрации паров растворителя до 20-25 мг/дм3. Такая концентрация достигается при применении ксилола или его смеси с сольвентом. Увеличение концентрации паров растворителя до 30 мг/дм3 приводит к ухудшению качества покрытия вследствие стекания ЛКМ с кромок и углов изделия. При концентрации паров растворителя менее 15 мг/дм3 не создается условий для хорошего розлива ЛКМ. Недостаток паров растворителя компенсируется увеличением времени выдержки окрашенных изделий в паровом туннеле, что ведет к увеличению габаритов установки. Для поддержания заданной концентрации паров растворителя в туннеле температура должна быть не выше 25 С.

Оптимальное положение окрашиваемого изделия выбирают следующим образом: изделия завешивают в свободном положении и окрашивают струйным обливом и определяют при этом линии максимального стока ЛКМ. На основании полученных результатов определяют положение изделия на конвейере и выбирают тип подвески. Положение изделия на конвейере считается оптимальным, когда максимальное число плоскостей его находится в положении, близком к вертикальному, а другие поверхности находятся под углом 45 к горизонтальной плоскости. Покрытия, полученные методом струйного облива не обладают высокими декоративными качествами, поэтому метод применяется на предприятиях сельхоз- и тракторостроения. Это высокопроизводительный метод. Производительность больших УСО составляет 300 т/год по расходу ЛКМ.

221

6.7. Нанесение ЛКМ наливом

6.7.1. Сущность метода

Сущность метода заключается в том, что изделие, двигаясь на ленточном конвейере в горизонтальной плоскости, проходит чрез широкую плоскую завесу ЛКМ, толщина которой равномерна по всей протяженности. Достоинствами метода являются высокая производительность процесса и возможность получения толстослойных покрытий за один проход (до 300 мкм). Равномерность и толщину покрытия можно регулировать за счет дозировочной подачи ЛКМ, который необходимо наносить в виде широкой плоской завесы, перекрывающей всю ширину изделия. такую завесу получают, сливая жидкий ЛКМ через горизонтальный порог – плотину или узкую щель в стенке или дне сосуда. Ламинарный поток ЛКМ под действием сил поверхностного натяжения деформируется с краев сразу на выходе из сливной щели. Тем не менее, на небольшом расстоянии от сливной щели средняя часть завесы становится равномерной по толщине и ширине. Если через эту часть завесы пронести с большой скоростью деревянное изделие, то его поверхность будет покрыта равномерным слоем ЛКМ. При таком способе нанесения ЛКМ кромки изделия, за исключением передней, остаются неокрашенными, так как отсеченные части струи ЛКМ отклоняются в сторону от изделия вследствие действия сил поверхностного натяжения. Окраска наливом является единственным способом нанесения ЛКМ на деревообрабатывающих и мебельных производствах: ЛКМ наносится на заготовки для мебели, бруски, лыжи и другие изделия из древесины. Для окраски изделий наливом используются

222

детали и равна около 140 м/мин. Станки данного типа ранее применялись для нанесения полиэфирных лаков на щитовые заготовки мебели.

На рис. 6.34 представлена двухголовочная машина ЛМ-3, предназначенная для нанесения двухкомпонентных лаков на мебельные заготовки.

Рис. 6.34. Лаконаливная машина ЛМ-3:

1 – конвейер; 2 – фильтр; 3 – насосная установка; 4 – трубопровод; 5 – разливная головка; 6 – механизм горизонтальной настройки; 7 – механизм подъема головки; 8 – сливной лоток; 9 – бачок для лака

Характеристика лаконаливной машины ЛМ-3

Лаконаливным станком данной конструкции невозможно окрашивать детали сложной формы; в процессе работы активно испаряется растворитель и для поддержания вязкости ЛКМ постоянной, растворитель следует периодически добавлять в систему.

Завеса отделочного ЛКМ может быть образована различным способом в зависимости от схемы головок лаконаливных машин. На рис. 6.35,а,б,в представлена схема образования завес отделочного ЛКМ.

223

Техническая характеристика наливной машины ЛМН-1М

Диапазон регулирования подъема головок от уровня стола 30-270 мм

Свободное падение завесы, стекание и отстаивание ЛКМ в бакеотстойнике сопровождается испарением значительного количества растворителей, поэтому необходима непрерывная или периодическая корректировка вязкости ЛКМ.

Наливочная головка с наклонным экраном представляет собой наклонную плоскость с прямой и горизонтальной сливной нижней кромкой. ЛКМ подается на экран из коллектора, снабженного рядом сопел. Длина экрана от края до сливной кромки должна быть достаточной, чтобы ЛКМ успел разлиться по экрану ровным слоем и стекал с его кромки в виде сплошной и равномерной по толщине пленки. Недостаток головок с экранами – большая открытая поверхность, с которой происходит испарение растворителя, что приводит к повышенному его расходу и затрудняет поддержание вязкости ЛКМ в заданных пределах.

Наливочная головка с данной щелью представляет собой емкость, в дне которой находится щель. Размер щели регулируется в пределах от 0 до 5 мм; щель изменяется в одних конструкциях с помощью подвижного ножа; в других – с помощью одной подвижной откидной стенки головки. Наливочные головки с донной щелью используются для нанесения одно- и двухкомпонентных ЛКМ. Недостатком головки такого типа является трудность получения завесы постоянной толщины по всей ее длине, а также неудобства промывки головки после окончания работы, необходимость тщательной фильтрации ЛКМ для предотвращения засорения им отдельных участков щели и разрыва завесы; образование большого числа воздушных пузырей вследствие удара ЛКМ, вытекающего из коллектора с большой скоростью о стенки головки.

Наливочная головка со сливной плотиной в боковой стенке проста в конструкции и более проста в обслуживании. Расход ЛКМ в таких головках регулируется изменением его подачи в головку.

Недостатком таких головок является трудность получения тонких пленок толщиной 25-35 мкм, особенно при нанесении нитроцеллюлозных лаков. Расход ЛКМ при работе ЛКМ зависит от его секундного расхода

225

через единицу длины щели и скорости прохода изделия под струей и рассчитывается по уравнению:

Q=q/v,

где q – секундный расход материала, кг/(м с); v – скорость движения изделия;

q рассчитывается по формуле

q= Qобщ/l,

Qобщ – общий секундный расход ЛКМ наливочной головкой, кг/с; l – длина головки, м.

Толщина наносимого слоя ЛКМ h будет равна: h=Q/ =q/(v, ).

где – плотность ЛКМ, кг/м3; при использовании головки с донной щелью расход ЛКМ на единицу длины щели определяется уравнением:

q 1 b 2gH ,

где 1 – коэффициент расхода, зависящий от вязкости и плотности ЛКМ, геометрических параметров сливного отверстия и напора, кг/м3;

b – ширина щели, м;

g– ускорение силы тяжести, м/с2;

Н– напор, создаваемый в наливочной головке, м.

Для наливочных головок с донной щелью коэффициент расхода определяется по эмпирическому уравнению:

1=(0,026Re – 0,01) ,

где Re – критерий Рейнольдса, который определяется по уравнению: Re 5 105 2gHb ,

где – кинематическая вязкость ЛКМ, м2/с.

Расход ЛКМ q и коэффициент расхода 1 уменьшаются с увеличением вязкости ЛКМ. Это облегчает нанесение тонких слоев. Толщину наносимого слоя можно регулировать, изменяя ширину щели. Уменьшение толщины завесы возможно лишь до определенного предела, так как очень тонкая завеса ЛКМ разрывается под влиянием даже незначительных колебаний воздуха. Для окраски громоздких и тяжелых изделий более удобны лаконаливные машины, имеющие головки со сливой плотиной. Расход ЛКМ на единицу длины такой плотины рассчитывается по уравнению

q 2 Н0 2gH ,

226

где 2 – коэффициент расхода ЛКМ при сливе через плотину, кг/м3; Н0 – напор ЛКМ при сливе, создаваемый при превышении уровня жид-

кости над плотиной, через которую происходит слив, м; g – ускорение силы тяжести, м/с2.

Метод налива применяется для нанесения ЛКМ на мебель и другие различные деревянные изделия, вследствие чего используемый ассортимент ЛКМ невелик. Это нитроцеллюлозные лаки, эмали и шпатлевки. Из нитроцеллюлозных лаков используются лаки марок НЦ-218, НЦ-241, НЦ244 и эмаль НЦ-258.

Вязкость нитроцеллюлозных ЛКМ при нанесении составляет 80-100 с по вискозиметру ВЗ-246; содержание сухого остатка – 35%; скорость движения изделий из дерева равна 60-90 м/мин. Средний расход ЛКМ составляет 120-200 г/м2 при толщине покрытия 25-40 мкм. ЛКМ на основе насыщенных полиэфиров выпускают непигментированными (лаки) и пигментированными эфирными в виде эмалей и шпатлевки. Полиэфирные лаки выпускаются двухкомпонентными, а иногда и трех- и четырехкомпонентными системами. При окраске полиэфирными ЛКМ за одно нанесение получают покрытия толщиной до 300 мкм. Покрытия имеют высокие показатели физико-механических свойств.

6.8. Нанесение ЛКМ вальцовым способом

Метод заключается в том, что ЛКМ предварительно наносится на обрезиненный вал, который затем прокатывают по окрашиваемой поверхности детали и переносят на нее ЛКМ. Наносящий вал работает в контакте с хромированным валом, являющимся дозирующим валом. Этот вал установлен на оси, которая позволяет приблизить или отдалить его от наносящего. Количество наносимого ЛКМ можно регулировать прижимным усилием, то есть шириной зазора между дозирующим и наносящим валами. В метода предусмотрен один или более ракель. Ракель (скребок) наносящего вала используется для очистки резиновой поверхности и позволяет осуществлять непрерывную регенерацию покрывающей пленки, чтобы избежать ее накопления на поверхности там, где это не требуется. Ракель дозирующего вала необходим для предотвращения утечки краски из контура при вращении в обратном направлении. Нанесение ЛКМ производится вальцовым (роликовым) станком, представляющим собой систему для нанесения краски при помощи постоянно работающих валов. ЛКМ подается насосом между двух вальцов. Станок выполняет покрытия гладким или гравированным валом в зависимости от количества краски. На шаг гравировки также влияет объем наносимой краски. Станок может быть оснащен одним или двумя дополнительными валами, не считая установленного. Вариант с

227

вращением дозирующего вала в обоих направлениях дает возможность более широко варьировать количество наносимой краски – от малого до большого – в зависимости от частоты гравировки. На рис. 6.36 представлена схема лаконаносящего станка.

Рис. 6.36. Схема вальцового лаконаносящего станка:

1 – лаконаносящий валец; 2 – ракель; 3 – дозирующий валец; 4 – прижимной ролик; 5 – ленточный конвейер; 6 – приводной валец; 7 – слой лакокрасочного материала на поверхности отделываемой детали

Достоинства вальцового способа нанесения ЛКМ:

1)возможность точного контроля расхода ЛКМ;

2)равномерное прокрашивание поверхности;

3)большая производительность;

4)экономичность – минимизированы потери краски (только при промывке);

5)относительная стабильность качества защитно-декоративного покрытия.

Недостатки метода:

1)возможна отделка только ровных плоских поверхностей;

2)большие потери времени при смене цвета;

3)самая низкая по сравнению с другими методами, толщина пленки, наносимая за один проход (в среднем от5 до 60 г/м2).

228

6.9. Нанесение ЛКМ методом экструзии (протягивания)

Метод относится к контактному принципу нанесения, когда ЛКМ непосредственно соприкасается с подложкой в отличие, например, от метода распыления. Нанесение ЛКМ методом экструзии применим только на производстве. Метод экструзии используют для нанесения ЛКМ на детали постоянного сечения, например, на балясины детских кроватей. Деталь проходит через закрытую камеру, наполненную ЛКМ, сквозь фильеры (шайбы), которые обжимают деталь, полностью повторяя ее форму, и не дают лаку вытекать из камеры. Детали должны подаваться торец в торец, без остановки. В ХХ веке для окрашивания изделий из древесины методом экструзии применяли нитроцеллюлозные лаки НЦ218, НЦ-223, предварительно выпарив из них разбавитель, доводя вязкость этих лаков до 300-3500 по вискозиметру ВЗ-4. Количество наносимого лака регулируют жесткостью фильеры и степенью обжатия деталей. Метод экструзии отличается высокой производительностью, хорошо поддается механизации и автоматизации; экономичность метода не превышает 4-7%. Недостатками метода являются: возможность окрашивать только детали шестигранного и круглого сечения; метод экономически целесообразен в условиях поточного производства.

На рис. 6.37 представлена схема установки для нанесения ЛКМ методом экструзии.

Рис. 6.37. Схема установки для нанесения ЛКМ методом экструзии: 1 – подающие вальцы; 2 – деталь; 3 – ванна; 4 – фильера; 5 – ленточный конвейер сушильной камеры

Внастоящее время метод экструзии развивается в двух направлениях:

1.Экструзионное нанесение ЛКМ, отверждаемых УФ-лучами.

2.Глубокая пропитка погонажных изделий из массива древесины методом вакуумной экструзии.

229

Создание высокоточных станков с программным управлением позволило применять метод экструзии не только для окраски погонажа с круглым и шестигранным сечением, но и более сложной формы, фасонной четырехгранной.

6.9.1. Нанесение УФ-отверждаемых ЛКМ методом экструзии

Данный метод нанесения ЛКМ отличается от классической экструзии тем, что на выходе из камеры с ЛКМ вместо конвекционной сушки установлены УФ-лампы, обеспечивающие частичную или полную полимеризацию нанесенного на изделие ЛКМ, содержащего фотоинициатор: простые эфиры бензола, смесь бензофенола с третичным амином, меркаптаны.

Фотоинициаторы поглощают УФ-излучение и генерируют свободные радикалы (неспаренные электроны), которые вступают в реакцию с пленкообразователем ЛКМ. В результате такого взаимодействия красочный слой из жидкого состояния переходит в твердое, образуя пространственно-сетчатую структуру.

Достоинства метода:

-высочайшая производительность;

-необыкновенная экономичность;

-хорошо поддается механизации и автоматизации. Недостатки метода:

-высокие требования к постоянству форм фильер и сечений деталей;

-экономически целесообразно применять в условиях поточного производства.

6.10. Нанесение пленочных материалов на изделия из древесины

Существует два способа нанесения пленок на изделия из древесины: 1. Ламинирование. Это процесс облицовывания поверхностей

древесностружечных плит (ДСП) и древесноволокнистых плит (ДВП) или деталей из них пленками на основе бумаг, пропитанных меламиновыми и другими смолами с неполной поликонденсацией. В процессе облицовывания под воздействием давления до 30 кг/см2 и температуры до

250 С полностью высушенная, но не полностью полимеризованная смола выдавливается из пленки. Ее слой, прилегающий к подложке (плите) приклеивает к ней пленку, а смола, выдавленная в сторону греющей плиты пресса, создает на поверхности пленки структуру укрепленной на этой плите прокладки – глянцевую, матовую, зерненую, сетчатую и др. После

230