1943

Неровности покрытия, представленного на рис. ..., делятся на два типа: неровности с большим шагом – волнистость (L) и неровности с малым шагом – шероховатость (l). Для устранения этих неровностей используются разные способы. Шероховатость устраняется полированием пастами или политурами. Однако при этом становится более заметной волнистость покрытия, поэтому перед полированием необходимо обязательно устранить неровности с крупным шагом, то есть выровнять поверхности шлифованием и только после этого устранить шероховатость полированием. Получить покрытие с матовым блеском можно специальной обработкой их поверхности и тонкими абразивными материалами или ЛКМ, содержащими матирующие добавки. Если матирование выполняется по предварительно выровненной поверхности, то достигаются высокие декоративные свойства покрытия.

Таким образом, облагораживание ЗДП производится выравниванием и полированием их поверхности. Качество этих операций определяется чувствительность ю человеческого глаза к неровностям покрытия. Способность глаза различать мельчайшие детали строения поверхности связана с остротой зрения, основной характеристикой которой является пространственный порог раздельного видения, то есть минимальный угол

– угол разрешения между двумя соседними точками, при котором они видны раздельно и не сливаются. Угол разрешения зависит от освещенности у разных людей колеблется от 90 до 20 . Острота зрения является нормальной и оценивается равной единице, если при хорошем освещении угол разрешения равен 1ʹ. При расстоянии наилучшего зрения 25 см расстояние между объектами равно 0,073 мм или приблизительно 0,1 мм. Сказанное относится к контрастным объектам (черное на белом и наоборот). Уменьшение контрастности приводит к уменьшению остроты зрения, поэтому большое значение имеют условия освещения. Верхнее и равномерное освещение неблагоприятно для выявления неровностей, так как в этом случае трудно различить выступы и впадины.

6.13.1. Способы выравнивания поверхности покрытий

6.13.1.1 Выравнивание тампоном

Выравнивание покрытий, способных растворяться, достигается разглаживанием поверхности тампоном, смоченным специальным составом растворителей. При этом происходит набухание, размягчение п частичное растворение поверхностного слоя покрытия и выравнивание его под давлением равномерно движущегося тампона за счет перераспределения верхнего слоя покрытия из выступов во впадины. По сравнению с способом шлифования этот метод трудно поддается механизации, так как это трудно осуществимо. Выравнивать тампоном можно только

271

растворимые нитроцеллюлозные покрытия. Для разравнивания нитролаковых покрытий выпускаются специальные жидкости, представляющие собой смеси растворителей различной активности по отношению к нитролаковой пленке. Такими жидкостями являются жидкости НЦ-49,

Степень увлажнения тампона влияет на эффективность разравнивания поверхностного слоя. При недостаточной влажности тампона разравнивающей растворяется очень тонкий поверхностный слой покрытия и сглаживаются только мелкие шероховатости покрытия. Оптимальная степень увлажнения тампона устанавливается опытным путем. Степень увлажнения зависит от количества содержащихся в жидкости активных растворителей и степени сухости покрытия. Чем ровнее нанесен слой покрытия, тем эффективное будет операция разравнивания. Наличие на покрытии крупных неровностей требует сильного увлажнения, лишних затрат времени на разравнивание и более длительной сушки покрытия после разравнивания. Сильно набухшее покрытие при высыхании дает объемную усадку и как результат происходит сильное втягивание пленки в поры и другие неровности древесины. Так как разравнивается растворенный слой, то эта операция требует меньше затрат труда и выполняется быстрее, чем ручное шлифование.

Недостатки метода: трудность механизации операции, известны тамповочные аппараты и станки, увеличение производственного цикла, связанного с необходимостью сушки покрытий после разравнивания.

Эти обстоятельства и относительно невысокие физико-механические свойства покрытий делают этот способ выравнивания покрытий неперспективным.

6.13.1.2. Выравнивание поверхностей ЗДП шлифованием

Этот способ выравнивания применим ко всем твердым покрытиям и достигается сошлифовыванием с покрытия шкурками или пастами всех выступов до получения ровной поверхности. Шлифование производится относительно мелкими шлифовальными зернами, поэтому оно связано с

272

затратой большой механической работы на диспергирование твердого покрытия и может быть экономически оправданным только при механизации процесса шлифования. Выравнивание шлифованием применимо к покрытиям из любых ЛКМ. Особенно большое значение оно имеет при выравнивании полиэфирных ЛКМ, покрытия которыми необратимы и чаще подвергаются облагораживанию. Шлифованием должно достигаться выравнивание поверхности покрытия под плоскость; уменьшение шероховатости или микронеровностей покрытия до величины, при которой может эффективно протекать процесс полирования; удаление слоя парафина в случае применения парафинсодержащих полиэфирных лаков.

Как показывает практика, в зависимости от качества подготовки поверхности деревянных щитов, их размеров и качества покрытия, при выравнивании удаляется слой толщиной от 30-50 до 70-100 мкм. Для эффективности полирования требуется, чтобы высота неровностей (шероховатость) покрытия перед полированием не превышала 2 мкм. Чтобы отшлифовать слой 50-100 мкм и получить шероховатость шлифовальной поверхности не более 2 мкм, покрытия надо обрабатывать шлифовальной шкуркой двух номеров зернистости. Для быстрого удаления неровностей сначала шлифуют поверхность шкуркой с более крупной зернистостью, а затем более мелкой, обеспечивающей получение поверхности с малой шероховатостью. Важное значение имеет направление шлифования. Необходимо, чтобы и первое и второе шлифование было перекрестным, причем второе шлифование является заключительным и должно выполняться вдоль волокон подложки. В этом случае оставшиеся после шлифования отдельные риски, даже если они не полностью устранены, малозаметны, так как сливаются с текстурой древесины. Вторе шлифование может выполняться не только шкуркой, но и шлифовальной пастой, причем могут использоваться пасты с грубым абразивным зерном (60-80 мкм), так как свободное зерно меньше врезается в поверхность по сравнению с зерном, нанесенным на гибкую шкурку.

основное оборудование для выравнивания поверхности ЗДП шлифованием – это ленточные станки с верхним расположением ленты и прижимом ее к детали. Такой станок не только шлифует полиэфирные покрытия, но и поверхность древесины перед нанесением ЗДП. На рис. 6.61 представлена схема широколенточного шлифовального станка с конвейерной подачей.

273

6.13.1.3. Полирование ЗДП

Если величина неровностей на поверхности покрытия меньше половины длины волны видимого света, то есть менее 0,2 мкм, то поверхность отражает свет зеркально. После выравнивания покрытия тампоном или шлифованием, на поверхности остаются неровности размером 1...2 мкм. Они удаляются полированием. Практическое значение имеют два способа полирования: 1) полирование пастами; 2) полирование жидкостями, растворяющими покрытие. Полированию можно подвергать как превращаемые, так и не превращаемые покрытия. Полирование получило широкое распространение для полиэфирных лаков, для которых это единственно возможный метод облагораживания. Полировочные пасты, также, как и шлифовальные, представляют собой смесь абразивных порошков с жидкой или твердой, плавящейся при нагревании от трения, связкой и отличаются от шлифовальных более тонкой дисперсностью абразива. Ниже проводится состав жидкой (циклон 20) и твердой (циклон 25) полировочных паст (масс.%).

Целью полирования покрытия является уничтожение мельчайших неровностей после шлифования для придания поверхности зеркального блеска; поэтому процесс полирования – этот резание поверхности большим количеством микрорезцов.

Полирование отличается от шлифования только количественно. Однако количественная разница влечет за собой и качественное различие процессов. При полировании затрагивается поверхностный слой покрытия, который настолько тонок, что происходящие в нем физико-химические процессы, сопровождающие механическое истирание, оказывают существенное влияние на результаты полирования. Подвергающиеся механической полировке лакокрасочные пленки являются в той или иной мере термопластичными. Полирование пастами связано с разогреванием поверхности покрытия, поэтому наряду с истиранием большую роль играет выглаживание поверхности из-за вдавливания размягченных

275

выступов под давлением полировочных органом. Полировочные пасты отличаются от шлифовальных не только тем, что имеют более высокую степень дисперсности абразивного порошка, но и окатанной формой зерен. Для этого в полировальную пасту добавляют оксид алюминия, оксид хрома, крокус (Fe2O3) и др. Используются и безабразивные пасты, состоящие из жидкой связки. При употреблении таких паст механическое воздействие на поверхность покрытия оказывают материалом полирующего органа – фланелью, шерстью и др. В зависимости от условий работы можно пользоваться жидкими, мазеообразными и твердыми пастами. Полирование выполняют на ленточных шлифовальных станках, для чего бесконечную ленту из шлифовальной шкурки заменяют лентой из специального сукна или ковра. Однако наиболее производительным, удобным и распространенным оборудованием для полирования покрытий являются барабанные станки. Рабочим инструментом в таких станках являются мягкие текстильные барабаны, набираемые из дисков, изготавливаемых их технических тканей: тика, двунитки и др. На рис. 6.62 представлены четырехбарабанный полировальный станок (а) и полировальный диск (б).

Рис. 6.62. Четырехбарабанный полировальный станок П4Б (а):

1 – станина, 2 – суппорт, 3 – прижимной ролик, 4 – кассеты полировальных брикетов, 5 – механизм подачи, 6 – механизм подъема суппорта; полировальный текстильный диск (б)

При вращении барабан приобретает упругость, что позволяет обрабатывать им не только плоские, но и цилиндрические и другие поверхности. Начальный диаметр барабанов составляет 350-400 мм, число оборотов 1000 в минуту. Окружная скорость соответственно равна около 20 м/с. Длина барабана перекрывает ширину обрабатываемого щита.

276

Барабанные станки изготавливают для позиционной и для проходной обработки. В проходных станках поступательно движущаяся деталь последовательно проходит обработку несколькими барабанами. Число барабанов достигает 6-8 шт. Полировочную пасту при обработке на однобарабанных станках наносят на поверхность щитов. В таком случае применяют жидкую пасту. Такая паста удерживается хуже на поверхности барабана, но лучше охлаждает поверхность детали. На многобарабанных станках и автоматических линиях применяют твердые пасты, плавящиеся от трения и нагрева при прижиме к поверхности вращающегося барабана. Применение таких паст позволяет автоматизировать процесс нанесения их на барабаны. Барабаны имеют осциллирующее движение или устанавливаются так, что их ось не перпендикулярна направлению движения детали, а отклоняется от него на угол 8...12 .

Производительность при полировании зависит от ряда факторов: шероховатости поступающих на обработку покрытия; при шероховатости поверхности полиэфирного покрытия не превышающей 2 мкм требуется от 4 до 8 проходов детали под барабаном со скоростью около 3 м/мин.

Большое влияние на производительность и качество полирования оказывает режим тепловой обработки. При неблагоприятных условиях полирования температура на поверхности покрытия может превышать 100 С. Для снижения температуры нагрева покрытия и повышения качества полирования текстильными дискам полировочным барабанам стараются придать такую форму, чтобы они при вращении работали подобно вентиляторам. Для этого между дисками помещают плоские вентиляторные колеса. Применение нескольких полировочных паст разной зернистости – относительно грубой для первого полирования и более тонкой для последующего также способствует повышению качества полирования покрытия. Жидкие пасты, растворяющие покрытия, могут полировать только покрытия, обладающие свойствами обратимости, то есть полимерные покрытия несетчатой молекулярной структуры. Сглаживание неровностей жидкостями происходит в результате одновременного механического воздействия тампона, растворения выступов и отложение растворенного пленкообразователя во впадинах поверхности.

6.13.1.4.Глянцевая ЗДП

Входе полирования поверхности для лучшего скольжения и предупреждения ее порчи применяют жирные масла. Масло делает поверхность матовой, кроме того, она быстро загрязняется из-за оседания пыли и прилипания ее на масляную поверхность покрытия. Для предупреждения загрязнения покрытия после полирования поверхность очищают от жиров и масел. Это последняя заключительная операция. На

277

нитролаковых покрытиях ее необходимо выполнять не сразу, а спустя 1-2 часа после полирования, так как при полировании пастами нитролаковое покрытие несколько набухает в разбавителях, входящих в их состав и требуется некоторое время для полного отверждения пленки. Кроме полного просыхания покрытия, требуется время для выпотевания масла на поверхность пленки, так как часть масла в мелкодисперсном состоянии оказывается внутри пленки.

Во всех случаях для удаления масла полированную поверхность обрабатывают мягким полотняным тампоном, смоченным составом для удаления масла. Для этого применяют различные составы. Сущность обработки заключается в том, что ткань сорбирует масло или мягкий минеральный порошок также сорбирует масло. В качестве сорбентов используют венскую известь, диатомит и специальные сорта глины (бентонит). Для удаления масла с нитролаковых покрытий применяется жидкость СП-11, имеющаяся состав (масс.%):

Выпускается паста для обработки нитролаковых покрытий. Паста представляет собой суспензию мягкого минерального порошка в эмульсии, содержащей воду и керосин или уайт-спирит. Состав наносят вручную плавными движениями, равномерно распределяют его по всей поверхности. После смачивания поверхности постепенно усиливают нажим на тампон и протирают ее до зеркального блеска. Составы, содержание поверхностно-активные вещества (ПАВ), являются более эффективными. Таким составом является жидкость для удаления масла с полировочных покрытий полиэфирных лаков (масс.%):

278

Глянцевание ЗДП производят не только вручную, но и на станках

(рис. 5.1, 6.63, 6.64).

Рис. 6.63. Станок ГЛП для глянцевания покрытий:

1 – станина, 2 – каретка, 3 – суппорт, 4 – ротационные диски: 5 – механизм перемещения дисков по высоте, 6 – механизм подъема суппорта

6.14. Методы испытаний отделочных материалов и покрытий

Поступающие на деревообрабатывающие предприятия ЛКМ должны подвергаться испытаниям на соответствие техническим условиям, что необходимо для правильного выбора режимов их применения. Наиболее важные показатели у жидких лакокрасочных материалов – содержание пленкообразующих веществ, вязкость, укрывистость, цвет, продолжительность высыхания, жизнеспособность.

279

6.14.1. Определение содержания пленкообразующих веществ

Для этого пользуются методом высушивания навески жидкого материала. Во взвешенную на технических весах жестяную чашку диаметром 8-9 см и высотой борта 0,8-1 см наливают 2 г лака, краски, эмали и др. и взвешивают с точностью до 0,01 г. после чего навеску высушивают. Сушат под лампой ИК-излучения. Устанавливают напряжение, подаваемое на лампу, или расстояние от нее до чаши с таким расчетом, чтобы температура на дне чаши при сушке нитроцеллюлозных материалов составляла 125 5 С, а при сушке масляных и масляно-смоляных лаков 140 5 С. Через 5 минут чашку с навеской охлаждают и взвешивают. Взвешивание повторяют через каждые 3-5 минут сушки под лампой до получения разницы в двух последующих взвешиваниях не более 0.01 г. Содержание пленкообразующих веществ Х, %, определяют по формуле

ХG2 G 100,

G1 G

где G – масса чашки, г;

G1 – масса чашки с навеской материала, г;

G2 – масса чашки с навеской материала после сушки, г.

6.14.2. Определение цвета

Цвет и оттенки пигментированных и лакокрасочных материалов определяют сравнением окрашенной ими поверхности с поверхностями эталонных образцов. Цвет непигментированных ЛКМ (олифы, растворов смол, лаков) определяют сравнением с цветом содержимого состава пробирок йодометрической шкалы. Йодометрическая шкала состоит из 34 стеклянных запаянных пробирок, наполненных растворами йода различной концентрации в растворе KJ. Для приготовления растворов сравнения взвешивают 0,25; 0,50; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 40; 60; 80; 100; 130; 160; 200; 220; 250; 280; 300; 400; 500; 700; 800; 900; 1100; 1400; 1600; 1800; 2000; 2400 мг йода и растворяют эти навески в 100 мл 0,5 н раствора KJ. Каждая пробирка йодометрической шкалы имеет номер, соответствующий количеству миллиграммов йода в навеске.

Для определения цвета ЛКМ в пробирку того же размера и из того же стекла, что и пробирки йодометрической шкалы, наливают испытуемый материал. Рассматривая пробирку в рассеянном свете, отыскивают по йодометрической шкале наиболее близкую ей по цвету. Цвет испытуемого материала характеризуют номером соответствующей пробирки по йодометрической шкале. Пригодные для отделки древесины светлых тонов лаки должны обладать цветом не выше 130-го номера пробирки по йодометрической шкале. Стойкость цветов йодометрической системы

280