1943

6.11.4.Фотохимическая сушка полиэфирных лаков

Воснове фотохимической сушки полиэфирных покрытий лежит их отверждение под действием ультрафиолетовых (УФ) лучей с длиной волны 300-400 нм в роли фотосенситилизаторов.

Инициирующие отверждение лака добавки вводятся в него и называются фотоинициаторами или фотосенсибилизаторами. К ним относятся простые эфиры бензоила, смесь бензофенола с третичным амином, меркаптаны.

Эти химические соединения поглощают световое УФ-излучение и начинают генерировать свободные радикалы (неспаренные электроны), которые вступают в реакцию с пленкообразователем, в результате чего красочный слой из жидкого состояния переходит в твердое, образуя пространственно-сетчатую структуру. Каждый фотоинициатор возбуждается к образованию радикалов только при характерных длинах волн УФ-лучей. На какую длину волны особенно реагирует инициатор зависит от его химической структуры. Отечественными сенсибилизаторами являются метиловый эфир (фенилальфаоксибензолкетон):

О

С6Н5 – СН – С – С6Н5

О – СН3

Для безпарафиновых лаков эффективным сенсибилизатором является альфахлорантрахинон:

О

Необходимо, чтобы облучение ЛКП УФ-лучами производилось с такой длиной волны, при которой создается наибольшая сорбция излучения данной системой лака и сенсибилдизатора. У обычных парафинсодержащих полиэфирмалеинатных лаков это наблюдается при облучении УФ-лучами с длиной волны 300-400 нм. На скорость отверждения ЛКП оказывает влияние не только длина волны, но и мощность падающего на

251

него излучения, которое зависит от количества и мощности установленных излучателей. Источниками УФ-излучения являются ртутно-кварцевые лампы высокого давления марок ДРТ-1000, ДРТ-2560 и ДРТ-4000; люминесцентные ртутные лампы низкого давления; люминесцентные эритемные лампы марок ЛЭ-40 и ЛЭР-40.

Люминесцентные лампы применяются для желатинизации полиэфирных лаков. Они характеризуются минимальным нагревом светящегося тела (40-45 С) и практически не оказывают теплового воздействия на лаковый слой; нагрев лака не превышает 38-40 С. Мощность лампы ЛУФ-80-04 – 80 Вт; ламп ЛЭР-40, ЛЭ-40 – 40 Вт; длина светящегося тела составляет

1200 мм.

Ртутно-кварцевые лампы высокого давления применяются для сушки полиэфирных грунтовок, шпатлевок, лаков. Типы облучателей для ламп ДРТ-2500 – ДТ17-1015; для ДРТ-40000 – ФВП(1)-4000Г65-У4. Техничес-

кая характеристика лампы ДРТ-4000: номинальная мощность 4000 Вт; напряжение зажигания – не более 4000 В; длительность неустановившегося режима – не более 10 минут; рабочий ток – 2,3 А; пусковой ток – не более 4 А; лучистый поток спектральной области – 0,365 мкм, Вт.

Облучатель ФВП-01-4000Г65-У4 снабжен зеркальным отражателем. КПД – не менее 70%. Тип пускорегулирующего аппарата – 1АБИ-4000 ДРТ/380-11-010-У4. Специальные лаки импульсно-лучевой сушки не содержат вспомогательных добавок для защиты от воздействия кислорода воздуха, что обусловлено их высокой скоростью полимеризации. Благодаря этому, а также исключению загрязнения покрытия пылью, отпадает необходимость в трудоемких операциях облагораживания полиэфирных покрытий – шлифовании и полировании. Электроннолучевая или радиационно-химическая сушка термореактивных покрытий состоит в облучении их ускоренными электронами. Для сушки полиэфирных покрытий толщиной до 500 мкм используются потоки электронов энергией до 300-500 кВт. Время сушки – 1-5 секунд.

6.11.5. Установка для фотохимической сушки полиэфирных покрытий

Установка состоит из камеры, включающей в себя патрубок и облучатели. Камера проходная. Загрузка ручная или автоматическая. Размеры обрабатываемых деталей: длина 0,4-1,7 м; ширина – до 0,7 м; толщина – до 0,03 м. Производительность – 250 м2/ч.

Время сушки покрытий – 6-10 мин; тип облучателя и лампы - ФВП01- 4000Г65-47, лампа ДРТ-4000-04; высота подъема облучателей – 0,3 м; количество воздуха для подъема облучателей – 0,45 м/с; количество отсасываемого воздуха – 0,97 м3/с; установленная мощность – 84,9 кВт, в том числе на облучатели – 82 кВт; габаритные размеры установки:

252

8,02 2,2 2,725 м; масса конвейера – 5700 кг. На рис. 6.49 представлена камера ультрафиолетовой сушки.

Рис. 6.49. Камера УФ-сушки:

1 – корпус; 2 – патрубки; 3 – облучатели; 4 – конвейер подачи деталей

Фотохимический способ отверждения эффективно применяется для сушки прозрачных полиэфирных ЛКМ: лаков, грунтовок, шпатлевок. Наиболее эффективными фотосенсибилизаторами являются метиловый и изобутиловый эфиры бензоила (тригонал-14).

Лаки УФ-отверждения имеют большую жизнеспособность и наносятся на древесину одноголовочной лаконаливной машиной. Самое лучшее качество ЛКП дают специально разработанные ЛКМ УФ-отверждения: лак ПЭ-2105 (глянцевый); лак ПЭ-2116ПМ (матовый); грунтовка ПЭ-0211; шпатлевка ПЭ-0059.

УФ-сушильные камеры оборудуются облучателями, состоящими из соответствующих ламп, зеркальных отражателей, защитных кварцевых колб и пускорегулирующей аппаратуры. Для ламп ДРТ-4000 предназначен облучатель ФВП01Х4000/Г65-У4-1 и пускорегулирующий агрегат – дроссель балластный индуктивный 1ДБИ4200. На базе этой лампы разработана отечественна УФ-сушильная камера. Камера состоит из корпуса, облучателей и конвейера для подачи деталей. Корпус камеры представляет собой туннель длиной 4 м, собранный из щитов и облицовочных панелей. Для обслуживания устройств, расположенных внутри корпуса, в боковых стенках камеры имеется двери. Сверху корпуса находятся патрубки для присоединения к приточно-вытяжной вентиляции.

В нижней части камеры располагается пластинчатый конвейер для перемещения деталей. Над конвейером установлены облучатели ФВП01.

На рис. 6.50 представлен общий вид конструкции облучателя типа ФВП01.

253

установки на пластинчатый конвейер. Такой 2-метровый модуль является более мобильным при создании сушильных туннелей любой производительности. УФ-сушка применяется для отверждения не только полиэфирных лаков для лакирования облицованных шпоном древесных плит, но и для отверждения акрилатных лаков, отверждающихся за 20-30 с под лампами мощностью 80 Вт/см и выше при нанесении лака в 2 слоя (мокрый по мокрому) с расходом 20-30 г/м2.

Таким образом, конструкция сушильных установок, оснащенных источниками УФ-излучения зависит от применяемого ЛКМ, способа его нанесения, расхода ЛКМ на единицу лакируемой площади и др. технологических факторов. На практике применяют две схемы формирования полиэфирных покрытий фотохимическим способом: отверждение только под воздействием УФ-излучения и отверждение при использовании УФ-излучения в сочетании с действием инициаторов и ускорителей полимеризации, применяемых при традиционных методах сушки покрытий.

Лакирование древесных плит с отверждением УФ-лучами производится по следующим вариантам:

1)при лакировании парафинсодержащим полиэфирными лаками при одноразовом нанесении лака методом налива расход лака составляет 450500 г/м2; выдержка слоя лака для удаления воздушных пузырьков и всплытие парафина в течение 2-3 минут; желатинизация лака под лампами низкого давления в течение 60-90 с; окончательное отверждение под лампами высокого давления за 30-60 с; охлаждение;

2)при лакировании матовым полиэфирным лаком при одноразовом нанесении лака методом налива расход лака составляет 30-40 г/м2; выдержка в течение 2 минут; отверждение под лампами низкого давления

втечение 90 с или за 30-40 с под лампами высокого давления; если лак нанесен вальцами, то выдержки не требуется;

3)при лакировании акрилатным лаком и при нанесении на древесину двух слоев такого лака на двухвальцовом лаконаносящем станке с общим расходом 20-30 г/м2 и отверждение под лампами высокого давления в течение 30 с.

6.12. Имитационная отделка древесины. Технология и оборудование

Текстура или красота рисунка твердых пород древесины неодинакова. Такие твердые породы как красное и розовое дерево, цебрано, палисандр, лимонное дерево, грецкий орех, ясень, дуб и др. имеют красивую текстуру. Такие же породы деревьев как береза, бук, осина, ель и др. имеют бледную, не отличающуюся красотой текстуру. Это обстоятельство является одной из причин облицовывания деталей и изделий из древесины

255

тонким слоем шпона, изготовленного из ценных в декоративном отношении пород. Воспроизведение текстуры и цвета ценной породы древесины на поверхности менее ценной породы древесины называется имитацией. Имитационную отделку в мебельной промышленности производят для ДСП и ДВП.

Существует несколько способов имитации:

1)разделка под ценные породы древесины;

2)аэрография;

3)акваграфия;

4)декалькомания;

5)полиграфическая печать;

6)шелкография;

7)тиснение древесины;

8)глубокое крашение.

6.12.1. Разделка под ценные породы древесины

Структура древесины анизотропна, поэтому текстура различается от места распила, а также от множества других условий: наличия сучков, изгибов ствола и т.п. При распиловке ствола дерева пополам, вдоль его оси, получают радиальный разрез, в котором волокна выглядят параллельными линиями. При распиловке ствола дерева на расстоянии от его оси получают тангенциальный разрез волокон и рисунок в данном

случае представляет собой разнообразные овалы и U-образные линии. С декоративной точки зрения тангенциальный разрез более интересен.

Причудливые узоры текстуры древесины разнообразной формы делят на несколько видов:

1)концентрический, в виде концентрических овалов;

2)ромбический рисунок годичных слоев вокруг сучка образует относительно правильную форму ромба;

3)треугольный рисунок годичных колец

смещен в одну сторону; направления выпуклостей рисунка обычно чередуются; 4)зигзагообразный с одним или несколькими сучками, расположенными

под углом один к другому.

На рис. 6.51 представлены перечисленные узоры текстуры.

256

Перед разделкой поверхность деревянного изделия подготавливают также как под масляную окраску. В зависимости от породы дерева, под которую производится разделка. Выбор инструмента для разделки зависит от навыков мастера. На рис. 6.52 представлены инструменты для разделки поверхности под ценные породы древесины.

Рис. 6.52. Инструменты для разделки поверхности под ценные породы древесины:

1 – кисть-расхлестка; 2 – шеперка плоская; 3 – шеперка пальчиковая; 4 – беличья и хорьковая кисти; 5 – резиновая пластинка; 6 – гребни; 7 – губка

Для разделки поверхности используются следующие составы под

разбавитель (смесь спирта со скипидаром).....................до рабочей вязкости.

2)Густотертые краски разбавляют смесью олифы со скипидаром в соотношении 1:1 с добавлением 3-5% сиккатива.

После высыхания грунтовочного слоя наносят верхний разделочный слой, на котором создают текстурный рисунок. Для разделочного слоя применяют более темные тона, чем для грунта.

3)Состав разделочного слоя под светлый дуб:

Из инструментов для разделки применяют гребешки, сделанные из резиновых пластинок толщиной 3-5 мм, по краям которых вырезаны зубья

257

различной величины. Гребешками рассекают слои свеженанесенной краски. Рассечку начинают с наиболее широких, ярко выраженных слоев сердцевины, проводя краем резины по средней части поверхности; этим приемом создают рисунок древесины около ее сердцевины или сучка. Затем менее крупным гребнем рассекают слои по обе стороны древесины, направляя гребнем к слоям средней части. После этого гребнем с мелкими зубьями обрабатывают поверхность по обе стороны нанесенного рисунка, заполняя поверхность мелкими слоями. Заполнив рисунком текстуру поверхности, приступают к растушевке сердцевинных слоев кистью, для этого слои древесины расширяют к периферии, придавая им зубчатый вид выходящего наружу годичного слоя.

Затем, проводя стальным гребнем вдоль слоев, рассекают их, придавая разделанной поверхности пористый вид натуральной древесины. После высушивания разделанного слоя поверхность покрывают очень тонким лессировочным слоем, цвет которого должен быть чуть темнее основы. Сырой лессировочный слой осторожно протирают в отдельных местах мягкой ветошью, чтобы он стал несколько светлее; затем кистью слегка растушевывают поверхность. Просохший лессировочный слой покрывают лаком.

6.12.2. Аэрография

Это способ нанесения рисунка на поверхность древесины распылением краски сжатым воздухом с помощью специального распылителя – аэрографа, вручную или через трафарет с диаметром сопла 0,4-12 мм. С помощью шаблонов аэрографией можно имитировать инкрустации и текстуры древесины. Яркость и четкость наносимых линий зависит от скорости перемещения аэрографа и расстояния его от отделываемой поверхности. Изменяя это расстояние, скорость перемещения аэрографа, угол наклона и форму струи, получают рисунок, состоящий из сочетания линий различных полутонов и четкости. Текстура имитируемой породы должна быть ярко выражена, с характерным, но не сложным рисунком. Текстура таких пород, как палисандр, индийский орех, миамбо, цебрано имитируется легче других. Для нанесения рисунка можно использовать концентрированные растворы гуминового и кислотного красителей, а также масляно-казеиновую темперу. Рисунок можно наносить через вырезы трафарета, имитируя при этом художественные наборы шпона или выполнять тематические рисунки на детской мебели. После высыхания краски на поверхность наносят слой прозрачного лака. Методом аэрографии рисунок должен наноситься на поверхность древесины, предварительно окрашенной так, чтобы цвет ее совпадал с цветовым фоном имитируемой породы. Операция аэрографии очень трудоемкая,

258

производительность низкая и составляет 1-2 м2/ч. Метод требует высокой квалификации рабочих.

6.12.3. Акваграфия

Это метод нанесения рисунка окунанием детали в виду, на поверхности которой находится не смешивающаяся с водой пленка, обычно масляная. Жидкие масла расплываются на поверхности воды, образуя пленку с причудливыми цветными узорами, цвет которых меняется в зависимости от содержания разноцветных пигментов. Пленка с причудливыми цветными узорами наносится на деталь из древесины простым ее окунанием в воду Если погружение и подъем детали производятся в горизонтальном положении к отделываемой поверхности, то рисунок будет соответствовать расплыву краски на поверхности воды. В случае погружения и подъема в вертикальном положении рисунок получается ленточным. После высыхания слой краски закрепляют прозрачным лаком. Имитация акваграфией напоминает рисунок мрамора. Применяется для отделки карандашей.

6.12.4. Декалькомания

Это способ полиграфического изготовления и применения переводных изображений для маркировки промышленных изделий и для детских переводных картинок. Декалькомания – это перевод на изделие напечатанного на бумаге рисунка. Переводная бумага – калькома представляет собой не проклеенную бумагу, на которую последовательно нанесены пленки крахмала, желатина, краски в виде желаемого рисунка, краски фона, тонкая защитная пленка водорастворимого клея. Для перевода рисунка изделие покрывают слоем масляного лака; после частичного высыхания на изделие накладывают калькому бумагой вверх, разглаживают тампоном и резиновым валиком. Имитация декалькоманией малохудожественная, используется для фирменных клейм на изделия и отделки детской мебели.

6.12.5. Полиграфическая печать

Это нанесение текстуры с печатной формы. Метод поддается механизации и автоматизации, высокопроизводителен и обеспечивает высокое качество печати. Рисунок, полученный таким способом, приближен к естественной текстуре древесины. Различают три основных способа печати: высокую, плоскую, глубокую. На рис. 6.53 представлены способы печати.

259