Текст книги "Мебель. Обновление"

Недостаток метода нанесения отделочных материалов окунанием – невозможность получить равномерное по толщине покрытие, так как с верхней части детали стекает большее количество отделочного материала, чем с нижней.

Основные дефекты, образующиеся при нанесении отделочных материалов окунанием, – потеки на нижней части детали и пузыри. Потеки образуются в результате высыхания покрытия до того, как стекут излишки отделочного материала. Уменьшить потеки можно, выдерживая детали при извлечении из ванны в строго определенном положении. Причина образования пузырей в покрытии – попадание воздуха в отделочный материал при погружении детали в ванну и выход воздуха из пор древесины. В целях устранения образования пузырей нужно, чтобы скорость погружения детали в ванну не превышала 0,2 м/мин. Перед окунанием целесообразно производить порозаполнение или нагревать детали.

Нанесение отделочных материалов вальцами. Вальцами отделочные материалы наносят на плоские поверхности деталей.

Лаконаносящие вальцы покрываются резиной, стойкой к действию растворителей, содержащихся в отделочном материале. Регулирование промежутка между дозирующими и наносящими вальцами и давления наносящего вальца на поверхность детали дает возможность наносить отделочный материал тонким слоем. За одно нанесение расходуется 40-60 г отделочного материала на квадратный метр отделываемой поверхности.

СУШКА ПОКРЫТИЙ

В процессе сушки жидкие отделочные покрытия отвердевают за счет сушильного агента (воздух, инфракрасные лучи и др.).

Различают сушку без принудительного воздействия сушильного агента при температуре воздуха 18-23°С и с принудительным воздействием сушильного агента. Существуют три основных вида сушки с принудительным воздействием сушильного агента: конвективная нагретым воздухом, терморадиационная инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами и аккумулированным теплом.

Отверждение покрытий в зависимости от применяемых отделочных материалов происходит за счет испарения из отделочного материала летучих растворителей либо совместного протекания процессов испарения летучих растворителей и химического превращения пленкообразователя отделочного материала в твердое вещество. В обоих случаях на продолжительность процесса оказывает влияние температура сушки. С повышением температуры не только увеличивается скорость испарения летучих растворителей, но и ускоряется протекание химических реакций. Нагрев отделочных покрытий, содержащих летучие растворители, – наиболее эффективное средство ускорения сушки.

Конвективная сушка. Сушильным агентом служит циркулирующий нагретый воздух, омывающий отделочное покрытие. Процесс высыхания покрытия начинается с наружных слоев и постепенно распространяется в глубь покрытия. В связи с этим в начальный период сушки на наружной поверхности покрытия образуется твердая пленка высыхающего отделочного материала, затормаживающая выход паров растворителя из нижележащего слоя покрытия. Указанное обстоятельство увеличивает продолжительность сушки и ухудшает качество покрытия, так как испаряющиеся растворители при выходе прорывают пленку, образуя в ней проколы, кратеры, пузыри. Во избежание этого предусматривается ступенчатая сушка: сначала покрытие сушат при пониженной температуре воздуха (период интенсивного испарения растворителей, когда улетучивается большая их часть), затем при повышенной (период сушки) и вновь при пониженной (период охлаждения). В зависимости от вида применяемого отделочного материала периоды сушки могут состоять из нескольких ступеней, в которых происходит постепенное (ступенчатое) повышение температуры. Охлаждение происходит либо при подаче охлажденного воздуха, либо выдерживанием в условиях цеха.

Конвективную сушку покрытий производят в тупиковых и проходных сушильных камерах. Тупиковые камеры представляют собой кабину, в которую через дверной проем закатывают тележки с готовыми изделиями или этажерки с деталями, покрытыми лакокрасочным материалом. После высыхания покрытий камеру выключают, тележки или этажерки выкатывают и разгружают, затем процесс повторяется. Сушильные тупиковые камеры применяют только на предприятиях с индивидуальным производством, а также в учебных мастерских.

Проходные камеры представляют собой туннель, внутри которого непрерывно или циклически по заданной программе передвигаются на подвесках, тележках, этажерках или конвейерах готовые изделия или детали, покрытые лакокрасочным материалом. Загрузка туннеля происходит в один проем, а выгрузка – в другой без выключения камеры. Проходные камеры применяют на всех предприятиях с серийно-массовым производством.

При сушке покрытий в камере циркулирует нагретый воздух, который, омывая покрытие, передает ему теплоту и удаляет пары растворителей. Продолжительность и температура сушки в зависимости от вида отделочного материала и толщины покрытия определяются режимами сушки. Конвективный способ сушки наиболее экономичен, поэтому он наиболее широко распространен.

Рассмотрим принцип работы трехсекционной сушильной тупиковой камеры для конвективной сушки покрытий. В каждую секцию камеры загружается тележка с готовым изделием или этажерка с деталями. Загрузка и выгрузка происходит через проем, закрываемый дверями. Корпус камеры изготовлен из стальных листов, промежуток между которыми заполнен теплоизоляционным материалом. Под камерой в полу расположены каналы для подачи подогретого воздуха в камеру. Вентилятор прогоняет воздух через калорифер. Нагретый воздух по нагнетательному воздуховоду нагнетается в секции камеры через щелевидные трубопроводы, установленные с одной стороны секций. Циркуляция воздуха внутри секции происходит в поперечном направлении, отсос воздуха – через отсасывающий канал. Поступающий в секции камеры воздух нагревает изделия и через всасывающий воздуховод снова засасывается вентилятором к калориферу. Частичный выброс отработанного воздуха в атмосферу происходит через выхлопной воздуховод.

Проходные камеры конвективной сушки покрытий с расположением готовых изделий и деталей на подвесках, тележках или этажерках изготовляют замкнутыми (кольцевыми), обеспечивающими непрерывный процесс сушки.

Внутри камеры по монорельсу с помощью пластинчатой цепи, приводимой в движение от электропривода, передвигаются тринадцать этажерок, на каждую из которых может быть загружено до 40 деталей шириной до 600 мм. Для удобства загрузки и выгрузки этажерки могут вращаться вокруг вертикальной оси. Камера имеет четыре зоны сушки: зону пониженной температуры воздуха, две зоны повышенной температуры и еще одну зону пониженной температуры (зона охлаждения). Воздух нагревается в калориферах и подается в камеру вентиляторами. Циркуляция воздуха внутри камеры поперечная. Загрузка и выгрузка деталей осуществляется в одном месте. Загазованный воздух отсасывается. Сушильные камеры с расположением деталей на этажерках имеют преимущество по сравнению с другими видами камер: они занимают меньше места при одинаковой производительности. Загрузка и выгрузка этажерок выполняются вручную.

Рассмотрим схему проходной камеры непрерывного действия конвективной камеры с расположением деталей на движущемся конвейере. Деталь с нанесенным на нее лакокрасочным материалом поступает по ленточному конвейеру в камеру ступенчатой сушки. Пройдя камеру, деталь опускается на нижний конвейер и по конвейерам движется в обратном направлении и охлаждается. Циркуляция воздуха внутри камеры происходит в поперечном направлении.

Терморадиационная сушка. При терморадиационной сушке сушильным агентом служат инфракрасные лучи, облучающие отделочное покрытие. В качестве источника инфракрасного излучения применяют светлые излучатели – электролампы накаливания, отличающиеся от обычных ламп накаливания алюминированной или серебряной колбой, и темные излучатели (трубчатые, панельные и др.), нагреваемые с помощью электрических спиралей, природного газа и др.

При инфракрасном нагреве сушка покрытий для различных отделочных материалов основана на их способности пропускать или поглощать инфракрасные лучи определенной длины. В обоих случаях образование твердой пленки высыхающего отделочного материала начинается снизу, на границе отделываемой поверхности и покрытия, поэтому образующиеся пары растворителей беспрепятственно удаляются из покрытия. При инфракрасном нагреве в сушильных камерах значительно нагревается воздух, что также способствует высыханию отделочных покрытий.

В последнее время нашли применение экономичные терморадиационные сушильные камеры с панельными сплошными излучателями, нагреваемыми горячим газом, полученным при сгорании природного газа или мазута. Схема терморадиационной сушильной камеры фирмы выглядит так.

В камере сжигается природный газ или мазут и нагревается воздух, поступающий от вентиляционно-калориферной установки. Нагретый воздух по каналу подается к панельному излучателю и нагревает его. Излучаемые излучателем инфракрасные лучи нагревают отделочное покрытие деталей, подаваемых в камеру конвейером. Охлажденный воздух возвращается в камеру, а заслонка служит для предотвращения попадания в камеру излишков свежего воздуха.

Сушильная камера пригодна для отверждения шпатлевок, порозаполнителей, грунтовок, нитроцеллюлозных, полиэфирных и полиуретановых лаков и эмалей. Температура в сушильной камере регулируется в широких пределах. Интенсивность инфракрасного нагрева можно изменять в зависимости от отделочного материала и отделываемой поверхности. Скорость подачи деталей регулируется в зависимости от применяемых отделочных материалов.

Продолжительность сушки инфракрасными лучами зависит от вида отделочного материала, свойств отделываемой поверхности и толщины покрытия, с увеличением которой продолжительность сушки возрастает.

Продолжительность сушки отделочных материалов, пропускающих инфракрасные лучи, зависит от эффективного нагрева отделываемой поверхности. В этом случае покрытие сохнет в основном за счет передачи ему теплоты от отделываемой поверхности, хорошо поглощающей инфракрасные лучи. Если инфракрасные лучи плохо поглощаются отделываемой поверхностью, но хорошо отделочными материалами, то теплота инфракрасных излучателей концентрируется в основном в покрытии. Продолжительность сушки в этом случае зависит от эффективного нагрева покрытия.

Сушка ультрафиолетовым облучением. Для сушки шпатлевок, грунтовок и лаков применяют сушильные камеры, в которых сушильным агентом являются ультрафиолетовые лучи с заданной длиной волн.

В обычном виде отделочные материалы не чувствительны к ультрафиолетовым лучам. Поэтому в них вместо инициаторов отверждения вводят специальные вещества, способные под действием ультрафиолетовых лучей вызывать реакцию полимеризации и, следовательно, отверждение отделочных материалов. Такие вещества, увеличивающие чувствительность материалов к свету, называют фотосенсибилизаторами (фотоинициаторами), а способ отверждения отделочных материалов, модифицированных фотоинициаторами, – фотохимическим.

Источником ультрафиолетового излучения являются ртутные кварцевые лампы низкого и высокого давления. Лампы низкого давления (люминесцентные) представляют собой стеклянные трубки различной длины, в торцы которых впаяны ножки, несущие на себе электроды. В трубку вводится небольшое количество ртути, создающее при нормальной температуре некоторое давление насыщающих ее паров, и инертный газ (аргон), облегчающий зажигание лампы. Лампы низкого давления работают при температуре окружающей среды 5-50 °С. Для сушки покрытий применяют лампы мощностью 40-80 Вт.

Лампы высокого давления излучают энергию вследствие возбуждения атомов ртути, содержащейся в трубке в виде паров. В таких лампах в процессе работы создается значительное давление, поэтому для изготовления трубок применяют механически прочное и тугоплавкое кварцевое стекло. Рабочая температура ламп высокого давления достигает 700 °С, в связи с чем они излучают не только ультрафиолетовые, но и инфракрасные лучи, которые могут оказывать нежелательное воздействие на отверждаемое покрытие (пузырение и др.). Поэтому лампы высокого давления в процессе работы охлаждают, помещая их в охлаждающую камеру за стеклянным экраном, в которую подается воздух. Для сушки покрытий применяют лампы мощностью 1000-4000 Вт.

Детали с нанесенным на них отделочным материалом конвейером подаются в камеру, где облучаются от ламп низкого или высокого давления. Для создания интенсивного потока ультрафиолетовых лучей над лампами установлены рефлекторы из полированного алюминиевого листа. Лампы высокого давления установлены в охлаждающей камере с экраном из стекла. Внутрь камеры для охлаждения ламп подается воздух приточным вентилятором. Отсос воздуха и паров растворителя производится вытяжным вентилятором.

Отверждение покрытия в зависимости от его толщины и выбранного режима сушки происходит в камерах низкого или высокого давления или поочередно в камерах низкого и высокого давления. Например, парафиносодержащие полиэфирные лаки, нанесенные методом облива, отверждают в камерах низкого давления (желатинизация покрытий и образование защитного слоя парафина на поверхности – 60-90 с), затем в камерах высокого давления в течение 30-60 с подвергают окончательной сушке.

Облучение покрытий в камерах высокого давления происходит при постоянно зажженных или работающих короткими (около 0,001 с) импульсами лампах. При импульсном облучении не происходит заметного нагрева покрытия, поэтому конструкция ламп и камер сушки не требует сложной системы охлаждения.

Фотохимическое отверждение лакокрасочных покрытий с использованием импульсного облучения осуществляется обычно в два этапа. На первом покрытие облучают в течение 2 мин при температуре 50°С лампами низкого давления. За этот период лакокрасочный материал нагревается, в результате чего улучшается его розлив и происходит выравнивание пленки на поверхности детали. Затем под лампами высокого давления покрытие отверждается за 15-20 с. Отвержденное таким способом покрытие не требует последующего облагораживания. Недостаток такого способа сушки покрытий – ограниченная номенклатура лаков и непродолжительный срок службы ртутных ламп.

Сушка аккумулированной теплотой. Сущность метода сушки отделочных покрытий этим способом заключается в предварительном нагреве отделываемой детали нанесением на нее отделочного материала. Древесину нагревают до 40-80°С в зависимости от видов применяемых отделочных материалов.

При сушке теплота идет снизу вверх, т. е. от отделываемой поверхности к наружному слою покрытия. Пары растворителей удаляются беспрепятственно, так как поверхностный слой покрытия имеет меньшую вязкость в период испарения растворителей. В связи с этим улучшаются условия сушки, розлив отделочного материала и качество покрытия. Так как теплота, аккумулированная в детали, обычно недостаточна для высыхания отделочного покрытия, указанный метод сушки применяют в комбинации с конвективным или терморадиационным.

ОБЛАГОРАЖИВАНИЕ ПОКРЫТИЙ

После нанесения материалов и их сушки поверхность покрытия имеет неровности – волнистость и шероховатость. При нанесении отделочных материалов кистью возникает характерная бороздчатая структура поверхности покрытия. После сушки на поверхности покрытия могут быть различные дефекты: проколы, пузыри, кратеры, потеки, шагрень. Для устранения дефектов покрытия шлифуют, разравнивают тампоном и полируют.

Шлифованием достигается уменьшение на поверхности неровностей и выравнивание ее. Размеры неровностей должны быть не более 3 мкм. Чтобы получить поверхность с такой шероховатостью, покрытия обрабатывают шлифовальными шкурками двух номеров: сначала N 4 или 5, затем N 3.

Первое и второе шлифование должно быть перекрестным, причем при втором шлифовании направление движения шкурки должно совпадать с направлением волокон древесины.

Полиэфирные покрытия шлифуют при скорости резания 22-25, нитролаковые – 10-15 м/с. При шлифовании нитролаковых покрытий применяют охлаждающую жидкость (мокрое шлифование), так как в противном случае разогретая термопластичная лаковая пленка будет засаливать шкурку. В качестве охлаждающей жидкости используют уайт-спирит или смесь уайт-спирита с керосином в равных частях. При шлифовании охлаждающую жидкость наносят на шлифуемую поверхность.

Шлифование производят ручными шлифовальными машинами или на шлифовальных ленточных станках. После шлифования поверхность протирают хлопчатобумажной ветошью.

Разравнивание тампоном применяют для растворимых покрытий (спиртовые лаки, нитроцеллюлозные лаки и эмали). По технике исполнения процесс разравнивания напоминает столярное полирование.

При разравнивании шеллачных спиртовых покрытий тампон смачивают шеллачной политурой. Разравнивание производят с добавлением нескольких капель растительного масла.

При разравнивании нитроцеллюлозных покрытий тампон смачивают специальными разравнивающими жидкостями, обладающими растворяющими способностями по отношению к покрытию. Растворяющая способность таких жидкостей должна быть достаточной для того, чтобы только слегка растворять верхний слой покрытия. Если растворяющая пособность жидкости значительна, то может произойти "сжигание" или размыв покрытия. Покрытия разравнивают жидкостью без добавления масла, так как масло входит в жидкость как составная часть.

При разравнивании большое значение имеет влажность тампона. Излишне влажный тампон будет сильно размягчать покрытие и вызывать усадку верхних слоев. Если в начале разравнивания тампон будет увлажнен недостаточно, будет растворяться слишком тонкий слой покрытия и поверхность покрытия не будет выравниваться за счет перераспределения лака.

Разравнивать покрытие следует сначала в направлении поперек волокон древесины, нажимая на тампон до уничтожения волнистости, шероховатости и потеков, а также заполнения пор древесины, проколов, кратеров и других углублений за счет перераспределения верхних слоев покрытия. Затем надо уничтожать следы, оставшиеся от поперечного движения тампона. При этом тампон должен двигаться в направлении вдоль волокон древесины до ликвидации следов, оставшихся от тампона. По мере высыхания тампона нажим на него должен уменьшаться, направление движения тампона должно быть под различными углами к волокнам древесины.

Чтобы ускорить процесс разравнивания нитроцеллюлозных покрытий, поверхность следует подвергнуть один раз мокрому шлифованию шкуркой.

Полирование полиэфирных и нитроцеллюлозных покрытий выполняют для более тщательного выравнивания поверхности покрытия после шлифования или разравнивания, чтобы придать покрытию зеркальный блеск. После полирования высота неровностей должна быть не более 0,2 мкм, так как только в этом случае поверхность отражает свет зеркально.

Полиэфирные покрытия полируют на станках специальными полировочными пастами. Полировочная паста представляет собой смесь тонких (20-60 мкм) зерен абразива с жидким или твердым (плавящимся при нагревании от трения) связующим.

Полирование выполняют на ленточных шлифовальных станках, заменив шлифовальную шкурку лентой из специального сукна или ковра, и на барабанных полировальных станках с применением специальных дисков. Диск представляет собой набор трех гофрированных тканевых шайб, каждая из которых насажена на фибровое кольцо. Весь набор скреплен металлическими скрепками с помощью наружного фибрового (или картонного) кольца. Диаметр дисков отечественных полировальных станков 400 мм.

Собранные диски надевают на специальные турбинки, а затем насаживают на вал барабана. Наличие турбинок обеспечивает обдув полируемой поверхности воздухом, охлаждение ее, что предотвращает размягчение покрытия при полировании. Скорость вращения барабана по наружному диаметру 20 об/мин. Барабаны имеют осциллирующее (осевое) движение и устанавливаются под углом 8-12°С к оси движения обрабатываемой детали.

При полировании на станках и ручными шлифовальными машинами жидкие пасты наносят на поверхность обрабатываемой детали, твердые пасты – на поверхность полировочного инструмента.

Нитроцеллюлозные покрытия полируют вручную тампоном, смоченным в специальной жидкости – нитрополитуре НЦ-314. Однако лучшие результаты дает смесь нитрополитуры с 7%-ной шеллачной политурой в отношении 2:1. По технике исполнения полирование нитроцеллюлозных покрытий по существу не отличается от их разравнивания.

После полирования и выдержки в течение 1-2 ч с полированных покрытий удаляют вручную тампоном или на полировальных станках остаточные масла, придающие покрытию жирный блеск. Для удаления масла в производстве применяют жидкие составы: полировочную воду N 18, полирующий состав N 3, составы СП и "Полиш".