Технологічні схеми обробки

Технологічні схеми обробки лакофарбової

Сучасна технологія лакофарбової обробки повинна забезпечувати високі декоративні і захисні властивості покриттів на виробах з матеріалів, що володіють різними властивостями, і призначених для експлуатації в різних умовах. Виробництво диктує також вимоги максимальної економічності і відтворюваності результату в серії. Прагнення виконати ці вимоги призвело до того, що сучасне лакофарбове покриття являє собою багатошарову структуру, кожен шар якої найкращим чином виконує частину його функцій.

Перерахуємо коротко основні шари лакофарбового покриття:

Морилка застосовується, в основному, як напівпрозорий барвник при прозорому оздобленні. Надає деревині заданий відтінок, робить колір виробів, виготовлених з деревини різних партій, більш однорідним, а також захищає деревину від вицвітання. Широко використовується також властивість морилок з розчинними барвниками глибоко проникати в деревину, робити при цьому текстуру поверхні більш об'ємною на погляд, а також робити менш помітними дрібні подряпини.

Просочення застосовуються замість морилок для виробів, експлуатованих в атмосферних умовах. Вони мають підвищену світлостійкість і захищають деревину від дії грибків і інших біологічних шкідників деревини, що розвиваються в умовах підвищеної вологості. Просочення бувають прозорі, тоновані і пігментні, повністю приховують текстуру.

Адгезив - забезпечує адгезію ЛКМ до специфічних підстав, наприклад, меламіновою плівці, пінополіуретану; забезпечує прокрас пір на поверхні деяких порід деревини, реконструйованого шпону.

Бар'єрний грунт, ізолятор може відгороджувати складне підставу (наприклад, МДФ) від ЛКМ, може захищати покриття від впливу речовин, що мігрують на поверхню деревини зсередини (смоли), а також захищати деревину від проникнення вологи ззовні. Матеріали для цього шару повинні володіти високій змочувальній здатності, що як правило, пов'язано з невисоким сухим залишком.

Основний грунт задає основну товщину покриття, вирівнює поверхню, забезпечує адгезію ЛКМ до підкладці. Основні грунти бувають прозорі і пігментні (звичайні кольори пігментних ґрунтів - це білий, чорний і коричневий). Високе значення сухого залишку особливо важливо для цього шару. Одним з основних вимог до ґрунтів є також гарна шлифуемость. В залежності від властивостей матеріалу грунти можуть в різній мірі піднімати ворс. У деяких випадках важлива еластичність основних грунтів, висока прозорість.

Лак - прозоре фінішне покриття. Надає обробці задану ступінь блиску, захищає від зовнішніх механічних і хімічних впливів, парів. Лаки бувають матові, зазвичай в декількох варіантах виконання за ступенем блиску (від 5% до 90%) і глянсові (більше 95% блиску). Глянсові лаки - специфічний клас матеріалів, вони виробляються на основі смол, що створюють особливо мелкоструктурную поверхню, вимагають тривалої сушки. До лакам пред'являється вимога хорошою растекаемости (розливу). Глянсові лаки повинні володіти і хорошою поліруємості. Зазвичай від лаків потрібно також висока прозорість. Деякі лаки володіють і властивостями ґрунту, такі лаки називаються самогрунтующимися.

Емаль - це кольоровий лак з пігментними наповнювачами, що забезпечує «укрывистое», т. е, яке приховує текстуру і колір основи, покриття. Емалі, як і лаки бувають матові і глянсові. Сучасні емалі представляють собою зазвичай бази для колеровки за тинтометрической системі, вони можуть бути білими, нейтральними, напівпрозорими. Бажаний колір отримують додаючи до бази колерующие пасти.

«Декоративні ефекти» - це широкий круг ЛФМ, які надають покриттю додаткові декоративні властивості (патина, краколет, «металік», «хамелеон», від-тач і т. д.). Зазвичай на декоративні ефекти фінішним шаром наноситься лак, що забезпечує стійкість до зовнішніх впливів.

Існує кілька загальновизнаних систем нанесення шарів ЛКМ для виробів, що використовуються в різних умовах. На рис. 6.1 наведена схема послідовного нанесення функціональних шарів ЛКМ, узагальнена для різних умов застосування. Пунктиром тут позначені обов'язкові, факультативні етапи. Наприклад, морилка не потрібна, очевидно, при покривною обробці, коли колір покриття задається одним з фінішних покриттів. Бар'єрні грунти можуть застосовуватися, наприклад, для обробки МДФ або смолистої деревини (сосни). Після грунтів може наноситися емаль (укрывистое покриття), лак (напівпрозоре покриття) або спецефекти.

Рис. 1, Узагальнена технологічна схема нанесення функціональних шарів

Конкретна схема оздоблювального покриття повинна також враховувати взаємодію функціональних шарів, як при нанесенні, так і в процесі служби. Зазвичай еластичність нижнього шару менше вищерозміщених шарів (щоб фінішний шар не растрескивался при продавлюванні), але для нежорстких підстав перший грунт іноді вибирають еластичним.

Реалізації цієї схеми можуть сильно розрізнятися по складності — від одношарового покриття самогрунтуюшимся лаком до витонченого накладення різних спецефектів. З приводу можливості реалізації одношарового покриття самогрунтующимся лаком неминуче виникає питання: як в такому випадку бути з ворсом? Практичний відповідь на це питання полягає в тому, що існують ЛКМ, піднімають ворс дуже незначно. При нанесенні такого лаку на деревину, не надто схильну до підняття ворсу, після ретельного шліфування матеріалом з зернистістю Р220...240 можна отримати обробку хорошої якості.

Слід, однак, зазначити, що від кількості шарів залежить не тільки декоративний ефект, але і захисні властивості покриття. Будь-яка лакофарбова плівка має проникністю до рідинах і парах, як з-за часу, так і з-за недосконалості своєї сітчастої молекулярної структури. Тому кожен додатковий шар покриття, що перекриває дефекти попереднього, знижує проникність покриття.

Далі ми розглянемо приклади найуживаніших варіантів використання цієї загальної схеми. В залежності від типу оброблюваних деталей повинні використовуватися ЛКМ зі специфічними властивостями: тиксотропні - наприклад, для стільців тверді для стільниць, хімічно стійкі - для кухонних фасадів.

1. Дерев'яна (або фанерованная шпоном) меблі внутрішнього застосування.

В даному випадку використовується, як правило, прозоре покриття і наступна послідовність етапів нанесення ЛФМ; 1. морилка; 2. один або кілька шарів прозорого ґрунту; 3. лак із заданою ступенем блиску як фінішне покриття. Перед лаком може наноситися патина. Для отримання откритопорістую обробки достатньо одного шару грунту. Для закриття пор, досягнення ефекту «глибини» прозорої обробки товщина сухої лакової плівки повинна бути більше 100 мкм, що при використанні ПУ матеріалів вимагає нанесення не менше двох слоен грунту.

Розглянемо кілька конкретних технологічних прикладів, наведених в табл. 1, відпрацьованих і застосовуваних на російських фабриках.

Таблиця 1. Технологічні схеми фарбування меблів (масив, шпон)

У прикладах, А й описані найбільш короткі технологічні ланцюжки, що містять всі 3 етапи, необхідні для отримання якісної і стійко відтворюється напівпрозорого покриття.

У послідовності А - стільці, виходить рівне покриття з відкритими порами, і легким «мокрим ефектом». При обробці стільців необхідна тиксотропність. низька в'язкість, висока стійкість до подряпин сухої лакової плівки. Усіма цими властивостями володіють грунт FL М025 і лак FO M025. Тиксотропність цих матеріалів така, що можна наносити до 250 г/кв. м без патьоків при в'язкості близько 14 сек. ВЗ-4. Стійкість до дряпання має близьку до максимальної для ПУ матеріалів величину H-2H. Для тонування стільців найкращим способом є занурення або обливши. При його реалізації краща водна морилка ТУМ001 зі сполучною RY М021.

Приклад Б - кухонні фасади, відрізняється від розглянутого прикладу А матеріалами з великим сухим залишком, додатковим шаром грунту і лаком з максимальною хімічною стійкістю. Більш товстий шар грунту дозволяє підвищити декоративні та захисні якості покриття, краще вирівняти поверхню, підвищити її гладкість, особливо в місцях фрезеровок, кутах. Зазначена в таблиці проміжна шліфування між двома послідовними нанесеннями грунту може в цілях прискорення та економії не проводитися, проте в цьому випадку якість може дещо знижуватися (на ворсистій деревині можуть утворюватися специфічні горбки грунту навколо великих ворсинок). В разі пропущення етапу проміжного шліфування час сушіння слід обмежити строком 40 хв., оскільки тільки при нанесенні «мокрий по мокрому» зберігається адгезивність нижнього шару без шліфування. Для додання виробу більш виграшного виду можна перед фінішним лаком нанести поглиблення шар патини трохи темнішого кольору, ніж морилка.

У прикладі - двері, описана откритопорістую оздоблення крупнососудистой деревини (дуб). Для того, щоб повністю укрити і захистити розвинену пухку поверхню в порах, ЛКМ повинен володіти дуже високою плинністю і в той же час щільною сітчастою структурою плівки після висихання. Найбільшою популярністю у споживачів для цієї мети користується спеціально розроблений цікавий матеріал: самогрунтующийся лак FL М306. Цей матеріал володіє рядом переваг: прекрасно затікає в глибокі вузькі пори, забезпечуючи при цьому високу ступінь захисту від рідин і парів, високою механічною стійкістю, малим часом сушіння до шліфування (1.5 години), хорошою життєздатністю (6 годин). Раз складена робоча суміш лаку може бути використана і для двох послідовних покриттів, а при необхідності - і для трьох. У результаті виходить оздоблення з найбільш природно виглядає поверхнею деревини і високим ступенем захисту. Перед фінішним шаром лаку можна для підкреслення фрезеровок або виділення пір нанести патину GM М042 з сушкою 5... 10 хв. і зняттям надлишків за допомогою скотч-брайта.

Приклад Р - стільниці відрізняється від розглянутого прикладу тим, що тут необхідно було закрити пори, тобто отримати поверхню з рівномірною гладкістю на высокопористой деревині. Для цього, в якості першого шару, використана морилка з порозаполнителем, матеріалом з початково високим сухим залишком (66%) і малою кількістю доданого розчинника. Для повного заповнення пір його рекомендується після нанесення втирати шпателем покриваєму поверхню. Для отримання насиченого відтінку тонування морилкою проводиться також і після шліфування порозаполнителя. Далі для отримання покриття з високим ступенем гладкості наноситься 2 шари грунту з великим сухим залишком як у прикладі Б. Фінішним шаром наноситься спеціальний лак для стільниць з максимальною стійкістю до подряпин.

В Д прикладі показано, як на м'якій невиразною деревині сосни створити високоякісну обробку. Спочатку наноситься тонким шаром спеціальний грунт, захищає верхні шари від смолистих виділень деревини. Цей грунт «запечатує» смоляні кишені, але має низький сухий залишок, так що суха плівка грунту має дуже малу товщину, так що шліфувати його не слід. Тому наступний шар необхідно наносити «мокрий-по-мокрому», що обмежує термін сушіння часом 1...3 години. Далі наноситься основний економічний грунт, після сушіння та шліфування якого наноситься морилка. Нанесення морилки на ґрунт, а не па деревину, як зазвичай, є вимушеним заходом. Присутні зазвичай на сосні засмолки, а також рихлість весняних (світлих) шарів деревини призвели б до плямистості і вираженого «негативного тонуванню» при нанесенні морилки безпосередньо на деревину. Пропонована ж послідовність дозволяє отримати «ефект пластику». Далі наноситься додатковий шар грунту і економічний лак «мокрий-по-мокрому».

Природно, описані технології можуть модифікуватися залежно від застосовуваних деревних порід, типу шпону, цінового рівня виробу. Шпон, як матеріал більш пухкий, чим масивна деревина може зажадати нанесення більш товстих шарів ЛКМ або навіть більшої кількості шарів, особливо це відноситься до реконструйованого шпоні. Деякі сорти реконструйованого шпону в глибині пір не змочуються звичайними грунтами, при цьому після обробки виходять так звані «сірі пори». В таких випадках першим шаром наноситься адгезивний грунт, наприклад FLМ 194. У деяких випадках може дати хороший ефект нанесення ПЕ прозорого грунту замість ПУ ґрунту, наприклад, для досягнення ідеальної гладкості стільниць або у разі закритопорістой обробки дуба (замість порозаполнителя). Світлі тони оздоблень найкращим чином виглядають (особливо з плином часу) при використанні акрилових ЛКМ замість ПУ.

2. МДФ з точки зору забарвлення володіє наступними особливостями: високою всмоктуючою здатністю і ворсисті, особливо на фрезерованих ділянках, вкрапленнями розчинних смол на поверхні (темні крупинки) і відсутністю красивої текстури поверхні. Відповідно до цього, першим шаром на МДФ необхідно накладати спеціальний бар'єрний грунт, а в якості фінішного покриття застосовувати емалі. На основний грунт або на емаль може бути нанесений декоративний спецефект.

Розглянемо два відпрацьованих технологічних прикладу, наведені в табл. 6.2

Першим шаром на МДФ наноситься для запечатування крупинок розчинних смол і крихких ділянок ізолюючий грунт FI М199, що характеризується високим сухим залишком і малим часом сушіння до шліфування. У варіанті А - це опція для підвищення якості, а у варіанті Б - необхідний етап. Для деяких сортів МДФ може знадобитися більш тривала сушка FI М199 через розчинності смол МДФ.

У варіанті А з матовою обробкою в якості основного грунтуючого шару застосований поліуретановий грунт FLМ040, що характеризується дуже високим сухим залишком (75%), тиксотропностью і малим часом сушіння. Залежно від кольору емалі можна вибрати колір грунту: білий, коричневий, чорний. У деяких випадках використовується ґрунт FL M042, тонований під колір емалі. Якщо використовується МДФ пухкий, має схильність до розбухання і подальшої усадки, то для складних фрезерованих фасадів іноді оптимально застосування грунтів з підвищеною еластичністю, FL М042 або FL М044. В якості фінішного шару застосована емаль Р025М060/х база для колеровки), яка випускається в трьох модифікаціях (прозора, напівпрозора і біла) і з декількома ступенями блиску (в даному випадку - ступінь блиску 25%).

У варіанті необхідно отримати глянсове покриття високої якості. Тому в якості основного грунту використаний поліефірний грунт РL.М001/С02 (білий). У деяких випадках використовується тонована в колір емалі нейтральна версія PLМ001/NTR. Оскільки глянсове покриття вимагає високої якості підстави, шліфування другого шару ґрунту проводиться тут в 4 етапи, останній етап матеріалом з зернистістю Р500-600. Для найкращої якості необхідно шліфувати і перший грунт, самі ж високоякісні покриття можуть зажадати трьох або навіть чотирьох шарів ґрунту зі шліфуванням кожного шару. При нанесенні шарів ґрунту «мокрий по мокрому» більш помітною стає хвилястість з-за усадочних процесів. В якості фінішного покриття застосована глянцева емаль FВМ066/хх (база для колеровки), що володіє високою міцністю і вологостійкістю. Для отримання дзеркального блиску необхідно додаткове облагороджування поверхні: шліфування фінішного покриття матеріалом з Р1200...Р1500 і далі 3 стадийная полірування.

Деякі технологи воліють під полірування іншу систему: наноситься матова емаль і накривається «мокрий-по-мокрому» прозорим глянсовим лаком. Сенс цього ускладнення - відхід від ризику перешліфовки емалі та супутньої нерівномірності кольору. Використання при цьому акрилового фінішного лаку спрощує досягнення високої якості. Якщо при шліфуванні складної деталі не вдається уникнути прошлифовок фінішного лаку (наприклад, на фрезерованих кутах), іноді застосовують ПЕ глянцевий лак, товщина плівки якого набагато вище.

Якщо потрібно оздоблювальне покриття типу «металік» заданого кольору, то воно наноситься замість емалі, а зверху накривається глянсовим лаком. Якщо ж потрібно спецефект прозорий («Зоряне небо» або ж «Хамелеон»), то ПЕ грунт спочатку наноситься матова емаль потрібного кольору (або ж підфарбовується сам грунт, до 8% колерующих паст), потім спецефект, а зверху глянцевий лак.

Глянцеві фінішні матеріали характеризуються самою високою схильністю до кратерообразованию серед всіх інших ЛФМ. Це пов'язано з тим, що поверхневий натяг рідких глянсових плівок велике (для ідеального розливу), а шліфування під глянцеві фінішні обробки проводиться дрібнозернистими шкурками (Р500...Р600) що знижує адгезію. Для надійного запобігання появи кратерів слід усунути всі можливі причини зниження адгезії, з яких найпоширеніші - сліди силіконів або масел на поверхні, шліфування забитими шкурками, тривалий проміжок часу від шліфування груша до нанесення фінішного шару. Крім того, слід по можливості мінімізувати конвективні потоки в сохнущем шарі, для чого розріджувачі повинні мати мінімальну швидкість випаровування. Іноді в боротьбі з кратерами допомагає додавання самих повільних розріджувачів, так званих «сповільнювачів».

3. Дерев'яні меблі та столярка зовнішнього застосування. До виробів, експлуатованих поза приміщення (вікна, двері, садові меблі) пред'являється ряд специфічних вимог, основними з яких, як правило, є стійкість до погодних впливів. Найбільшою мірою серед сучасних ДКМ цій вимозі відповідають водоразбавімие матеріали з акриловими смолами. Розглянемо дві рекомендовані технології застосування цих матеріалів, наведені в табл.6.3.

У прикладі А описується обробка виробів з смолистих порід дерева без яскраво вираженої красивою текстурою. В якості першого шару пропонується однокомпонентна антисептична захисна біла просочення РОЗУМ М044/С02, що володіє хорошою покривістістю і не приводить до зміни кольору наступних шарів водорозбавляються ЛКМ.

Для надійного захисту деревини в западинах, щілинах і т. п. складних ділянках рекомендується наносити просочення зануренням, мала в'язкість її сприяє такому способу нанесення. Просочення володіє середньою величиною сухого залишку і легко шліфується. Далі наноситься білий грунт YL М282/С02, що володіє високим сухим залишком, чудово піддається шліфуванню і термопластичний. Гермопластичность дозволяє лакофарбового шару змінювати свої розміри при розігріві на сонці разом з дерев'яною основою. Цей двокомпонентний грунт, тому він володіє підвищеною стійкістю до смолистим виділенням в області сучків. В якості фінішного шару використана емаль УО 15M317/NTR (нейтральна база) зі ступенем блиску 15%, що володіє тиксотропностью, термопластичних і стійкістю до УФ випромінювання. Для отримання вибраного кольору емаль колерується настею ЕУ М460/ххх. Укрывистое фінішне покриття з високим декоративним ефектом виходить при використанні замість емалі ряду матеріалів з ефектом «металік».

Таблиця 3. Технологічні схеми фарбування віконних рам

У прикладі Б описується обробка виробів з крупнососудистых листяних порід деревини, володіють красивою текстурою. Тут застосовується прозора система забарвлення. Першим шаром наноситься прозора тонована просочення РОЗУМ М040/Т22 (горіх). Далі наноситься грунт YL М150. Цей грунт надійно змочує глибокі пори, володіє бар'єрними властивостями і захищає деревину від проникнення води з поза в пори. Просочення і грунт можуть легко наноситися обливом або зануренням. Фінішним шаром наноситься напівпрозора версія використаного в попередньому прикладі матеріалу: лак УО 30М317/Т28 (тут 30 означає блиск 30%, а Т28 - відтінок, «тік» в даному випадку).

Якщо прозора обробка проводиться на деревині хвойної, наприклад, модрині, то просочення змінюється на УММ042, а грунт — на 2-компонентний YL М282/NTR.

Для обробки садових меблів тощо виробів, що допускають розбухання деталей, можлива обробка 3 послідовними шарами декоративно-захисного просочення з віск - ефектом, наприклад, РОЗУМ М049/ТХХ.

Шліфування покриттів у цих схемах передбачена тільки одноразова перед фінішним покриттям.

Оздоблення виробів зовнішнього застосування має багато особливостей. Наявний технічний досвід у цій області можна коротко передати у вигляді переліку рекомендацій:

• Тоновані світлі покриття менш стійки до атмосферних впливів, ніж темні.

• З іншого боку, чим темніше колір, тим більше нагрівається покриття. Наприклад, на сонячній стороні при температурі повітря 23°З деревина під покриттями навіть не дуже темних деревних тонів може нагріватися до 60°С і вище. Під чисто білими оздобленням температура в цих умовах не перевищує 40°С. Тому хвойні породи деревини, рясно містять смолу, яка починає розкладатися вже при 45°С, краще всього обробляти білими укрывистыми покриттями (емалями).

• Щороку під впливом зовнішніх факторів (вода, вітер, сніг, сонце) плівка покриття тоншає на 20 .40 мкм. Тому товщина сухого шару покриття повинна бути досить великою (не менше 130 мкм.). Дуже товсті покриття (більше 250 мкм) мають знижену еластичність, тобто, здатність розтягуватися разом з деревиною при набуханні, а також знижену здатність пропускати надлишки вологи з деревини в атмосферу. Забезпечення потрібної товщини покриття за рахунок декількох тонких шарів дає більш стійке покриття, ніж одноразове нанесення товстого шару.

• Грунтувати краще зануренням.

Для того, щоб деревина змогла увібрати в себе необхідну кількість просочення, ґрунту, необхідно попереднє розкриття пори деревини. Дослідження показали, що шліфована поверхня сирої деревини має найкращі передумови для професійного грунтування. Тому рекомендується перед шліфуванням трохи збризкувати поверхню водою.

• Торцеві зрізи брусків вбирають вологу в багато разів інтенсивніше, ніж бічні поверхні, а лакові шари на торцях зазвичай мають дефекти. Тому рекомендується додатково обробляти торці після грунтування спеціальною мастикою.