Нанесення лакофарбових матеріалів на поверхню деревини

4.3 Нанесення лакофарбових матеріалів розпиленням

Опорядження деревини -- це створення на її поверхні захисного декоративного покриття для поліпшення зовнішнього вигляду і захисту від дії навколишнього середовища (повітря, вологи, світла, тепла, забруднень і механічних пошкоджень). Захисний шар має бути достатньо твердим, але еластичним, рівним і гладеньким (блискучим або матовим).

Усі лакофарбові матеріали, що утворюють захисний шар, повинні міцно зчіплюватись з поверхнею деревини.

Види опоряджень. Існують такі види опорядження виробів: прозоре, непрозоре, імітаційне та спеціальне.

При прозорому опорядженні на деревину наносять захисну декоративну прозору плівку; при цьому текстура деревини зберігається і часто стає ще виразнішою. Прозоре опорядження здійснюють прозорими лаками, синтетичними плівками, палітурами, інколи восковими мастиками та маслами на деревині цінних і твердих листяних порід.

При непрозорому опорядженні захисна плівка непрозора і повністю закриває текстуру та колір деревини. Непрозоре опорядження здійснюють пігментовими фарбами (олійними, емалевими тощо) по деревині малоцінних і хвойних порід.

Імітаційне опорядження характеризується поліпшенням декоративних властивостей звичайних порід деревини або створенням на деревині чи інших листових матеріалах узорів у вигляді цінних порід деревини. Імітацію виконують нанесенням барвників, наклеюванням текстурного паперу, тканини, плівок, декоративних пластиків на деталі з маломіцних порід.

До спеціального опорядження (декоративне оздоблення) належать металізація, позолота, бронзування, декор (набірний, орнаментальний, тематичний і рельєфний), а також накладки і вставки. Спеціальні види опорядження застосовують у невеликих кустарних виробництвах з художнім ухилом. Однак в окремих наборах меблів використовують елементи різьблення, інкрустації тощо.

Структура лакофарбових покриттів. Лакофарбові покриття утворюють за допомогою послідовного нанесення лакофарбових матеріалів.

Однак за одне покриття неможливо створити відповідний декоративно-захисний шар, оскільки деревина (особливо хвойні породи) нерівномірно вбирає опоряджувальні матеріали. Тому для утворення якісних опоряджувальних покриттів лакофарбові матеріали наносять на поверхню в декілька шарів з проміжним висушуванням.

Рис.1.1. Структура лакофарбових покриттів: а -- непрозорого, б -- прозорого, 1 -- деревина; 2 -- тар ґрунтовки, 3 -- місцеве шпаклювання; 4 -- шар суцільної шпаклівки; 5 -- шар фарби; 6 -- забарвлений шар деревини; 7 -- порозаповнювач; 8 -- шар лаку.

Щоб знизити витрати опоряджувальних матеріалів при багатошарових покриттях, часто для перших (нижніх) шарів застосовують дешевий матеріал (ґрунтовки, шпаклівки та порозаповнювачі). Якщо при прозорому опорядженні потрібно змінити колір деревини, то її перед ґрунтуванням забарвлюють відповідним барвником. Структуру лакофарбових покриттів показано на рис. 1.1.

Класифікація опоряджувальних покриттів. Залежно від виду основного плівкоутворювального матеріалу лакофарбові покриття поділяють на сім груп: поліефірні (ПЕ), поліуретанові (УР), меламінові (МЛ), поліакрилові (АК), сечовинні (СЧ), нітроцелюлозні (НЦ), пентафталеві (ПФ). Залежно від показників зовнішнього вигляду групи мають дві підгрупи: А -- покриття з відкритими порами; Б -- покриття з закритими порами, в тому числі непрозорі. Залежно від якісних показників зовнішнього вигляду всередині підгруп покриття поділяють на три категорії: 1, 2, 3. Залежно від оптичних властивостей лакофарбові покриття бувають прозорі П і непрозорі Н, а за ступенем блиску (матовості) -- високо-глянцеві (ВГ -- не нижче 10-го рядка за рефлектоскопом Р-4), глянцеві (Г-9 -- 3-й рядок за рефлектоскопом Р-4), напівглянцеві (напівматові, ПГ, ПМ -- від 2-го рядка і нижче) і матові (М).

Покриття, утворені синтетичними облицьовувальними матеріалами залежно від виду полімеру поділяють на дві групи: облицьовувальні матеріали на основі паперу, просоченого термореактивними полімерами (ТР), і на основі термопластичних полімерів (ТП). Залежно від застосовуваного просочувального матеріалу покриття першої групи поділяють на дві групи: А -- меламіноформальдегідна і Б -- карбамідоформальдегідна; залежно від фактури поверхні бувають гладенькі та рифлені (з порами), а за ступенем блиску (матовості) -- високоглянцеві (ВГ), напівглянцеві (ПГ) та матові (М).

Позначення захисно-декоративних покриттів складається з п'яти частин. Перша частина вказує групу покриття. Для лакофарбових покриттів вказують назву покривного матеріалу за стандартами, наприклад, лак НЦ-218. Для синтетичних облицювальних матеріалів великі літери означають вид полімеру, наприклад: ТР -- термореактивний, ТП -- термопластичний.

Друга частина вказує підгрупу і категорію покриття і позначається: підгрупа -- великими літерами; категорія -- арабськими цифрами, наприклад, А1, Б2.

Третя частина для лакофарбових покриттів визначає їхній вид і залежно від прозорості позначається літерами: П -- прозоре, Н -- непрозоре; для синтетичних облицювальних матеріалів третьої частини індекс не вказують. Четверта частина визначає вид покриття за ступенем блиску (матовості) і позначається великими літерами: ВГ -- високоглянцеве, Г -- глянцеве, ПГ -- напівглянцеве, ПМ -- напівматове, М -- матове.

П'ята частина визначає захисні властивості покриття і позначається арабськими цифрами.

2. Підготовка поверхні до опорядження

2.1 Столярна підготовка поверхні

Для всіх видів зовнішнього опорядження поверхня деревини має бути добре підготовленою. Спочатку здійснюють столярну, а потім опоряджувальну підготовку поверхні деревини. Основна мета столярної підготовки під прозоре опорядження -- вирівняти поверхню, знявши хвилястість, яка виникла внаслідок фрезерування на деревообробних верстатах. Столярна підготовка складається з таких операцій: висвердлювання та залатування сучків та інших дефектів вставками на клею; остаточне вирівнювання поверхні та її зачищення. До столярної підготовки ставлять високі вимоги, оскільки навіть незначна хвилястість від фрезерування на деревообробних верстатах (довжина хвилі 2 мм і висота гребеня 0,01 мм) після опорядження фарбами стає досить помітною, що псує зовнішній вигляд опорядженої поверхні. Вставки та інші залатування застосовують тільки при непрозорому опорядженні поверхні деревини. Поверхню деревини твердих листяних порід, особливо в завилькуватих місцях, циклюють. Поверхню деревини м'яких і хвойних порід ні за яких умов не циклюють, оскільки від циклювання їхня поверхня стає шорсткою. Остаточно вирівнюють поверхні при столярній обробці шліфувальними шкурками різних розмірів (під нітрофарби й емалі № 8--12, під олійні фарби -- № 12 -- 32). На поверхні під прозоре опорядження, особливо світле, не повинно залишатись брудних плям, шорсткості, хвилястості, подряпин від шкурки, вм'ятин, виривів та інших дефектів.

2.2 Підготовка поверхні під прозоре опорядження

Для високоякісної підготовки поверхні деревини до прозорого опорядження, крім виконання столярних робіт, якщо виріб з хвойних порід, слід дбайливо знесмолити смолисті місця на поверхні деревини. Для цього слід відбілити плямисту поверхню (особливо у разі пробиття під час облицювання), якщо цю поверхню опоряджують у світлий колір; видалити ворс. Відбілюванням зберігають і вирівнюють натуральний колір деревини.

Для відбілювання деревини застосовують такі розчини: перекис водню (12-- 15%-й водний розчинів який додають нашатирний спирт; хлорне вапно, розчинене у воді до густоти пасти; щавлену кислоту (5--10%-й водний розчин), яку найчастіше застосовують для видалення чорних плям від металу і просочування клею. Відбілювальні розчини на поверхні деревини наносять трав'яними щітками, бавовняно-паперовими пензлями або лопатками, потім їх змивають водою з милом або содою. Ворс (кінці перерізаних волокон, які при змочуванні набухають, а при висиханні скорочуються, піднімаючи вгору свої кінці-вусики) видаляють для того, щоб зробити поверхню гладенькою, а це сприяє рівномірному нанесенню й економи опоряджувальних матеріалів. Ворс видаляють шліфуванням поверхні дрібнозернистими шкурками (№ 6--12), попередньо зволоживши поверхню 3 --5%-м клейовим розчином і висушивши її. Це робить ворсинки більш шорсткими і вони краще зішліфовуються. Для кращого видалення ворсу операцію можна повторювати двічі-тричі. Зволожувати поверхню слід гумкою або тампоном рівномірно, без пропусків з таким розрахунком, щоб волога якомога менше проникала в деревину. Більш поширений метод видалення ворсу в процесі ґрунтування. Для цього на поверхню деревини наносять опоряджувальний рідкий матеріал, який "зволожує" поверхню і піднімає ворс. Після першого покриття і висушування поверхню шліфують дрібнозернистими шкурками (№ 6 -- 8).

2.3 ґрунтування під прозоре опорядження

Порозаповнения, або ґрунтування, сприяє ущільненню поверхні деревини, а також кращому зчіплюванню опоряджувальної плівки з деревиною. Крім того, порозаповнення запобігає просіданню плівки в пори, внаслідок чого зменшуються витрати опоряджувальних матеріалів.

До складу порозаповнювачів для деревини великопористих порід входять такі матеріали-наповнювачі, як пемзова пудра, крейдяне борошно, тальк, віск, каніфоль, синтетичні смоли. Ці порозаповнювачі можуть бути у вигляді досить густих паст і рідких розчинів.

Для порозаповнення поверхні деревини дрібнопористих порід часто досить обмежитись застосуванням плівкоутворювальних матеріалів: оліфи, лаків, політур. Ці матеріали можна застосовувати в чистому вигляді або додавати до них пемзові пудри. Заповнення пор самими плівкоутворювальними матеріалами без наповнювачів називають столярним ґрунтуванням. Порозаповнювальні та ґрунтувальні матеріали часто забарвлюють під колір цінних порід деревини і цим самим поєднують операції забарвлення, порозаповнення і ґрунтування. У меблевій промисловості найширше застосовують такі порозаповнювачі, як НК, БНК і ПМ-1, які виготовляють лакофарбові підприємства.

Усі складники, що використовують для заповнення пор та заглиблень, при нанесенні на поверхню втирають або втискують у пори деревини, а лишки зчищають, щоб не вуалювати текстуру. Втирають і видаляють лишки ґрунтовок і порозаповнювачів вручну металевими, гумовими або дерев'яними шпателями: ґрунтовки наносять тканинними тампонами. Усі ці операції вимагають багато фізичних зусиль і часу, тому на підприємствах їх механізують.

Механічним способом порозаповнювальні та ґрунтувальні матеріали наносять розпиленням на вальцьових, щіткових і полірувальних верстатах. Найпрогресивнішим способом нанесення порозаповнювачів і ґрунтовок є нанесення їх на вальцьових верстатах прохідного типу.

Схему роботи вальцьового верстата для втирання порозаповнювача показано на рис. 2.1. Обертовий робочий валець 6 розміщений під столом станини і нижньою частиною занурений у ванну, заповнену порозаповнювачем. Товщину шару, що наносять, регулюють валиком, який прилягає до робочого вальця і може віддалятися і наближатися до нього, утворюючи щілину потрібної ширини. Порозаповнювач або шпаклівку наносять верхньою частиною робочого вальця на нижню площину 1, що рухається безперервно.

Рис.2.1. Схема роботи вальцьового верстата для втирання поро заповнювача 1 -- деталь, 2 -- подавальні валики, 3 -- підтримуванні металеві валики, 4 -- пневмопритискачі, 5 -- ракелі, 6 -- валець для нанесення лакофарбового матеріалу

Втискують складник у пори і видаляють лишки його двома гнучкими пружинистими металевими ракелями 5, розміщеними відразу за робочим вальцем під різними кутами до оброблюваної поверхні. У верстат деталі подають покриті гумою подавальні валики. Швидкість подачі на цьому верстаті 9,0 -- 30,5 м/хв. Верстат приводить у дію електродвигун потужністю 4 кВт. Внаслідок обробки на цьому верстаті поверхня настільки вирівнюється, що на неї без шліфування можна наносити наступний шар опоряджувальних матеріалів.

Більш досконалим є верстат ПЗШ-1 (рис. 2.2). Він має один ракель, пристрій для нанесення порозаповнювача і механізм для вібровтирання. Цей механізм має поперечну колодку з еластичною основою, обтягнутою антифрикційною стрічкою. Плита здійснює кругове переміщення і рівномірно втирає нанесений па поверхню порозаповнювач, який потім додатково втирається і розрівнюється встановленим позаду плити (під кутом до неї) ракелем. Щити подаються конвеєром. Верхні (базувальні) ролики покриті твердою гумою, а нижні (притискні) --м'якою гумою з кільцевою поверхнею.

Рис. 2.2. Віброшліфувальний верстат ПЗШ-1:

-- станина;

-- ручка настроювання,

-- базові ролики,

-- віброутюжок,

-- приводна котушка з

відпрацьованою шкуркою;

-- підіймальна рама,

-- роликовий конвеєр

3. Види і характеристика лаків

Лак являє собою розчин плівкоутворюючих речовин в органічних розчинниках або у воді, які після висихання утворюють тверду прозору однорідну плівку. Залежно від характеру плівкоутворення вони поділяються на лаки, які утворюють плівки тільки внаслідок звітрювання розчинників (наприклад, спиртові, нітроцелюлозні), і лаки, котрі утворюють плівки внаслідок хімічних реакцій полімеризації та поліконденсації, після чого переходять у нерозчинний стан (наприклад, олійні, поліефірні, сечовиноформальдегідні).

Лакові плівки захищають вироби від зовнішніх впливів, надають їм гарного зовнішнього вигляду, водонепроникності тощо. На поверхні елементів має утворюватися рівномірний за товщиною, кольором і блиском лаковий шар, який має хорошу адгезію з деревиною або з нижніми шарами ґрунтовок і порозаповнювачів.

Називати лаки прийнято відповідно до розчинників (наприклад, спиртові), або плівкоутворюючих речовин (наприклад, олійні, нітроцелюлозні, поліефірні, поліуретанові, перхлорвінілові тощо).

Спиртові лаки - це розчини смол у летких речовинах. Основний розчинник для цієї групи лаків - етиловий спирт. Плівки спиртових лаків утворюються внаслідок випаровування розчинника і можуть бути знову розчинені в ньому. Спиртові лаки бувають забарвленими.

Лак шелаковий утворює блискучі тверді плівки, які добре шліфуються й поліруються, але недостатньо водостійкі. Червоний шелаковий лак містить барвник. Мутний лак виготовляють з невідбіленого шелаку, в якому міститься шелаковий віск. Застосовують його для лакування деревини великосудинних порід, оскільки нерозчинний віск добре заповнює судини. Шелаковий лак іноді готують на місці виробництва столярних виробів. Потрібну кількість шелаку подрібнюють, засипають у скляний посуд і заливають відповідною кількістю етилового спирту. Шелак розчиняється протягом трьох-чотирьох діб. Коли увесь шелак розчиниться, лак фільтрують через марлю.

Каніфольний лак - це розчин каніфолі в спирті. Плівка каніфольного лаку недостатньо теплостійка, досить крихка. Каніфольний лак застосовують переважно для покриття іграшок і дрібних кустарних виробів.

Нерідко змішують каніфольний і шелаковий лаки. Чим більше шелаку, тим кращий лак.

Абієтиновий лак - розчин абієтинової смоли в спирті. Цей лак утворює досить водо- і світлостійку плівку темного кольору.

Берестяний лак утворює блискучу плівку, що добре полірується.

Спиртові лаки наносять щіткою або тампоном, при цьому утворюється дуже тонка і прозора плівка з хорошим блиском, але недостатньо водо- й морозостійка. Необхідність багаторазового нанесення спиртових лаків і невисока міцність плівки - основна причина їх обмеженого застосування. їх використовують переважно для обробки кустарних і любительських виробів з деревини.

Нітроцелюлозні лаки - це лаки, виготовлені на основі нітроцелюлози (колоксиліну) і суміші різних розчинників з додаванням природних або синтетичних смол, пластифікаторів і розріджувачів. У кольорових нітролаках, крім того, є ще й барвники.

У нітролаках склад плівкоутворюючих речовини від маси лаку такий: колоксилін (нітроцелюлоза) - 4... 20 %, смола - 5... 8 %, пластифікатори - 1... 12 %, загалом - 10...40 % залежно від властивостей і призначення нітролаку. Призначення смоли в нітролаках - збільшити товщину лакової плівки, посилити її блиск і атмосферостійкість, збільшити адгезію з деревиною, грунтами й порозаповнювачами. У нітролаках частіше використовують ефір каніфолі й гліфталеві полімери. Гліфталь бере участь в утворенні плівки й одночасно є пластифікатором. Крім того, він збільшує світло- й атмосферостійкість нітролакової плівки. Пластифікаторами для нітролаків є олія, дібутилфталат, трикрезилфосфат.

Для розчинення плівкоутворюючих речовин у нітролаках застосовують розчинники і розріджувачі. Розчинниками є ацетон, метиловий спирт, ацетати; розріджувачами - бензол, толуол, етиловий і бутиловий спирти.

Покриття, утворені нітролаками, швидко висихають внаслідок випаровування розчинників, утворюють досить тверді, стійкі й еластичні плівки, здатні поліруватися. Випаровування розчинників відбувається при температурі 18...20 °С і значно прискорюється під час камерного сушіння при температурі 35...50 °С.

Нітролаки поділяють так: прозорі - холодного й гарячого нанесення; матові; кислотного тужавлення - прозорі та матові. Прозорі нітролаки холодного нанесення НЦ-218, НЦ-221, НЦ-222, НЦ-224, НЦ-228, НЦ-243. Лак НЦ-218 можна наносити на поверхню деревини тампоном. Усі лаки без винятку наносять розпиленням, а лаки НЦ-218, НЦ-222, НЦ-224, крім зазначених способів, - наливанням. До робочої в'язкості ці лаки доводять розчинником № 646, за винятком лаку НЦ-233, для якого застосовують розчинник РМЛ-315. До нітролаків гарячого нанесення належить лак НЦ-223. Температура нагрівання лаку - 70 °С.

Прозорі нітролаки утворюють на поверхні деревини блискучі покриття, що зберігають природний блиск і текстуру деревини.

Нітролаки холодного нанесення мають нижчий процент плівкоутворювання (17...25 %), ніж гарячого нанесення (33...35 %). Тому для одержання лакової плівки однієї й тієї ж товщини потрібно наносити більшу кількість шарів нітролаку холодного нанесення, ніж гарячого. Нітролаки холодного нанесення розріджують до робочої в'язкості розчинниками й розріджувачами.

Різновид нітроцелюлозних лаків -матові, завдяки ним на поверхні є матові шовковисті покриття, які частково вуалюють колір і текстуру деревини. Матові покриття утворюються восковими речовинами або дрібнозернистими наповнювачами, що містяться в лаці. Матові властивості лакам надає стеарт цинку, введений до складу в кількості 5... 10 % від плівкоутворюючих речовин, який розчиняється в ароматичних вуглеводнях внаслідок підігрівання й випадає з розчину після охолодження. Матові лаки наносять на поверхню, вкриту прозорим нітролаком, або безпосередньо на деревину без попереднього її лакування.

Матовий нітролак НЦ-49 - сіро-жовтого кольору, тьмяний, наноситься розпиленням і наливанням; до робочої в'язкості його доводять розчинниками № 646 і № 648, час висихання- 10... 15 хв.

Нітролак терпено-колоксиліновий матовий ТКМ-25/26 і НЦ-243 світло-жовтого кольору, час висихання першого 10... 15 хв, другого-не більше 60 хв. Наносять їх розпилюванням і наливанням, до робочої в'язкості доводять розчинниками № 646 і № 648.

До складу нітролаків кислотного тужавлення додатково вводять карбомідні смоли. Вони підвищують морозо-, водо- і хімічну стійкість нітролакових покриттів, а також сприяють підвищенню міцності покриттів при різкому коливанні температури. Промисловість випускає два лаки цього типу: прозорий НЦ-241 і матовий НЦ-241М. Висихання першого -- 1,5, другого -- 1 год. Розріджують їх розчинниками № 464 та РМЛ.

Лаки з синтетичних смол (полімерів). Раніше для обробки столярних виробів застосовували лаки з природних смол. У 1930-х роках було розроблено нітролаки, які швидко набули широкого застосування, особливо для обробки меблів. У масовому виробництві меблів нітролаки невдовзі повністю замінили лаки з природних смол. В останні роки з'явилися лаки з полімерів (синтетичних смол). Застосування лаків з полімерів має велике економічне й виробничо-технічне значення.

Якщо природні смоли дефіцитні, то сировинна база для виробництва полімерів необмежена. Лаки з природних смол звичайно невеликої концентрації і для виробництва їх потрібно багато дорогих розчинників (спиртів). Лаки з полімерів мають звичайно високу концентрацію.

Щоб утворити необхідну плівку на поверхні виробу, лаки з природних смол через низьку їх концентрацію доводиться наносити в 3,5 і більше шарів, висушуючи і шліфуючи кожний шар. Це подовжує обробку й підвищує її трудомісткість. Лаками ж з полімерів, як більш концентрованими, покривають виріб два рази, а деякими лаками - один раз.

Плівки багатьох лаків з полімерів відзначаються великою міцністю, надійним зчепленням з деревиною або шаром грунту, хорошим блиском.

Коли деревину покривають лаками з полімерів, то плівка утворюється або внаслідок випаровування розчинників і розріджувачів, якщо лак приготовлено розчиненням полімеризаційного термопластичного полімеру, або внаслідок продовження хімічної реакції в нанесеному шарі лаку. Розчинниками в лаках з полімерів є бутиловий спирт, толуол, ацетон, дихлоретан, стирол та ін.

Застосовують такі лаки з полімерів.

Перхлорвініловий лак готують на основі перхлорвінілових смол. Він має невелику (до 20 %) концентрацію, утворює атмосферо- і хімічно стійкі покриття. Цим лаком можна покривати вироби, призначені для використання в закритих приміщеннях і на відкритому повітрі. Тривалість висихання при кімнатній температурі 2...З год.

Гліфталевий лак складається з гліфталевого полімеру й розчинників: етилового спирту, ацетону і бензолу (толуолу). Твердне плівка під час випаровування розчинника і її окиснення. Плівка тверда, водостійка, блискуча. Гліфталевий лак застосовують для обробки виробів, які експлуатуються в приміщеннях і на відкритому повітрі. Єдиний недолік гліфталевого лаку - тривале висихання.

Пентафталевий лак за своїм складом і властивостями близький до гліфталевого, але вигідно відрізняється від нього тим, що утворює твердіші, блискучіші й стійкіші до води плівки, а також швидше сохне.

Поліефірнілаки поділяють на дві групи: з вмістом парафіну й без-парафінові. Перевага матеріалів з вмістом парафіну перед безпарафіновими в тому, що вони містять до 95 % плівкоутворюючих речовин, висихають при температурі 20...23 °С.

Лаки з вмістом парафіну мають і недоліки. їх можна наносити тільки на горизонтальні поверхні. При нанесенні на вертикальні поверхні вони стікають, утворюючи товсті шари, що не висихають. Парафін при температурі 18...23 °С спливає на поверхню лакового шару і утворює тонку плівку, яка ізолює його від впливу кисню і перешкоджає випаровуванню стиролу.

Поліефірний лак ПЕ-246 з вмістом парафіну наносять поливанням, він добре шліфується і полірується. Але за міцністю й декоративними якостями безпарафінові лаки поступаються перед лаками, що містять парафін.

Безпарафінові лаки -це розчини двох ненасичених поліефірних смол з добавлянням колоксиліну й алкідної смоли. Колоксилін у цьому випадку виконує роль плівкоутворюючої домішки, а алкідна смола підвищує адгезію (зчеплення) лаку з деревиною. Ці лаки тверднуть внаслідок реакції сополімеризації ненасичених поліефірних смол і частково через випаровування розчинників, уведених до складу лаку для розведення колоксиліну й алкідної смоли.

Відсутність парафіну спрощує технологію нанесення лаків, тому що відпадає потреба зішліфовувати парафіновий шар і дотримуватися суворого температурного режиму під час нанесення лаків.

Промисловість випускає кілька марок безпарафінових поліефірних лаків.

Поліефірмалеінатний лак ПЕ-220 - гарячого сушіння. Наносять його двома шарами з інтервалом 20.. .30 хв. Витримують перед шліфуванням 24 год. Лак наносять розпиленням за допомогою лаконаливних машин. Після нанесення лак сушать при підвищеній температурі в сушарках.

Поліефірмалеінатний лак ПЕ-247 чорний - повітряного сушіння, наносять двома шарами з інтервалом у 20...30 хв. Тривалість висихання 12 год при температурі 20...25 °С. Витримують перед шліфуванням 2 год. Наносять його лаконаливними машинами. Поліефірні лаки ПЕ-232, ПЕ-250, ПЕ-250М (матовий), ПЕ-250М (напівматовий) призначаються для прикрашання виробів з деревини, що експлуатуються всередині приміщення, з наступним поліруванням (лаки ПЕ-232 і ПЕ-250) і без полірування (лаки ПЕ-250М). Наносять лаки двома шарами з інтервалом в ЗО хв при температурі 20 °С. Поліуретанові лаки утворюють тверду еластичну плівку, яка має в кілька разів більший опір стиранню, ніж нітролакова. Вони атмосферостійкі і мають діелектричні властивості. Ці лаки наносять на поверхню поливанням і пневматичним розпиленням.

Епоксидні лаки - це розчин епоксидного полімеру з невеликою кількістю феноло-формальдегідного полімеру й отверджувача. Лаки містять мало розчинника, плівка твердне переважно внаслідок хімічного процесу в шарі нанесеного лаку. Лакові плівки дуже тверді, атмосферо- і водостійкі, їм властива добра адгезія з деревиною.

Серед лаків з синтетичних смол нового покоління, що надходять на ринок України з різних країн, є:

алкідний лак на уретановій основі, що виробляє фінська фірма "Тікуріла". Лак буває глянсовий і напівглянсовий. Застосовується для лакування дерев'яних поверхонь (човни, вікна, двері, паркет тощо) всередині приміщень і на відкритому повітрі;

лак "Поли-Р " на основі поліуретану, виробник "ВТК Поли-Р" (Російська Федерація). Застосовується для захисно-декоративної обробки дерев'яних поверхонь стін, підлог, а також для лакування меблів. Створює однорідну прозору плівку з відмінним блиском. Покриття стійке проти дії мастил, різних речовин побутової хімії тощо;

лак МЧ-26 паркетний (Загорський лакофарбовий завод, Російська Федерація) застосовується для покриття паркетних підлог та інших дерев'яних поверхонь всередині приміщень. Цей лак являє собою розчин карбамідоформальдегідної смоли в сольвенті й бутиловому спирті з домішкою кислотного отверджувача. Лак змішується з отверджувачем безпосередньо перед застосуванням. Наноситься на поверхню щіткою у два-три шари. Строк висихання при температурі 20 °С не більше 3 год.

Олійні лаки - це розчини природних смол або полімерів у висихаючих оліях з домішкою розріджувачів. Полімери в олійних лаках збільшують твердість і блиск утворюваних лакових плівок, поліпшують їх зчеплення з оброблюваною поверхнею. Плівки олійних лаків відзначаються блиском, міцністю, водо- й атмосферостійкістю, причому ці властивості значною мірою залежать від співвідношення олії й полімеру. Для виготовлення олійних лаків використовують згущену олію й природні або синтетичні смоли. Щоб надати лаковій плівці матовості, до олійного лаку додають 2.. .3 % воску, парафіну або церезину.

Якщо лаки містять у 2...5 разів більше олії, ніж смоли, то вони називаються жирними. Прісні лаки містять від 0,5 до 1,25 частини олії на 1 частину полімеру.

Жирні лаки більш еластичні й утворюють плівки високої водо- і атмосферостійкості, тому їх використовують для покриття виробів, що експлуатуються на відкритому повітрі.

Прісні лаки, порівняно з жирними, висихають швидше, дають плівки менш атмосферостійкі й еластичні, але з хорошим блиском і дуже тверді. Прісними лаками покривають вироби, що використовуються в приміщеннях.

Олійні лаки промисловість випускає готовими до роботи. Розріджувати їх можна в незначних межах скипидаром або бензином-розчинником.

4. Нанесення лакофарбових матеріалів на поверхню деревини

Лакофарбові матеріали на підготовлену поверхню наносять вручну пензлями, а механізовано -- розпиленням, наливанням, зануренням і на вальцьових верстатах.

4.1 Ручні інструменти для нанесення фарб

На поверхню деревини фарбу наносять різноманітними пензлями (рис. 4.1.).

Ручники круглі або плоскі застосовують для нанесення фарби і розрівнювання її по опоряджувальній поверхні. Ці пензлі роблять зі щетини. Довжина робочого кінця щетини не повинна перевищувати подвійного діаметра кільця або обв'язки. Лишки щетини обв'язують шпагатом. З робочого кінця щетину обрізають рівно або трохи опукло.

Флейц -- це плоский пензель з борсукового волосу.

Призначений для розрівнювання шару фарби на поверхні та загладжування слідів від ручника. Довжина волосу цієї щітки-пензля становить 50 мм, ширина -- 25-- 100 мм. Вузькі місця фарбують маленькими флейцями, або так званими шепірками.

Розхльостка -- це плоский пензель зі щетини завдовжки 100 мм і понад, яким вирівнюють шар фарби.

Фільонковими тонкими пензлями зі щетини фарбами проводять тонкі лінії на поверхні. Пальчикові шепірки складаються з кількох маленьких пензлів. їх застосовують для фарбування ш верхні під дуб.

Трафаретні пензлі виготовляють зі щетини. Вони тонкі, з ріі ним обрізом робочого боку. Основне призначення їх -- набивання малюнків і цифр по трафарету. Залежно від товщини пензля довжина щетини становить 15 -- 35 мм.

Рис. 4.1. Пензлі для нанесення фарб: а -- круглий ручник; б -- флейц, в -- розхльостка, г -- фільонковий, д -- трафаретний е -- шепірка, є -- торцівка

Торцівки призначені для нанесення шару фарби під шагрень (шкіру). Виготовляють їх з твердої хребтової щетини, закріпленої в отворах дерев'яної колодки з ручкою, з рівним обрізом з робочого боку. Розміри робочої поверхні 100x300x100x200 мм.

4.2 Фарбування поверхні пензлем

Для опорядження виробів деревини малоцінних і хвойних порід застосовують фарби й емалі, які повністю закривають колір і текстуру деревини, надають їй відповідного кольору.

Пензлями фарбують вироби, що експлуатуються на відкритому повітрі, а також кухонні, дитячі меблі та деякі меблі для громадських приміщень.

Для фарбування застосовують олійні, емалеві та поліефірні фарби. Тривалість висихання олійної фарби (при 20°С) не менше 24 год. Тому для прискорення висихання до складу їх додають сикативи: для світлих фарб № 63, до темних -- № 64. Крім того щоб зменшити застосування харчових олій і скоротити тривалість висихання фарб, олійні фарби найчастіше замінюють емалями.

Емалеві фарби широко застосовують для непрозорого опорядження виробів з деревини, оскільки покриття їх більш гладке.

Розрізняють емалі олійні, поліефірні, емульсійні, нітроцелюлозні та спеціальні. Найширше застосовують нітроемалі НЦ-25, НЦ-415 та емаль НЦ-11, яка швидко висихає. До робочої в'язкості їх доводять розчинниками № 646 і № 647. Крім того, широко застосовують поліефірну емаль ПЕ-225, плівку якої можна полірувати до дзеркального блиску.

Ручний спосіб застосовують рідко, бо він малопродуктивний. Вручну можна наносити спиртові лаки, деякі нітроцелюлозні лаки, політури та полірувальні і розрівнювальні рідини. їх також наносять пензлями або тампонами.

Ручний тампон -- це шматок вати або вовни, загорнутий у марлю, міткаль або бязь. Ручним тампоном лак наносять рядами, які називають ласами, за 3 -- 4 прийоми з проміжним висушуванням після кожного нанесення. В перерві та після закінчення роботи тампон промивають спеціальними розчинами. Щоб тампон не висихав, його зберігають у закритих коробках.

4.3 Нанесення лакофарбових матеріалів розпиленням

Розпиленням можна наносити всі види лакофарбових матеріалів на будь-які поверхні: горизонтальні, вертикальні, профільні. Продуктивність праці при розпиленні підвищується в 5 -- 6 разів порівняно з ручним способом.

Розпилюють рідини різними методами: стисненим повітрям, перегрітою парою, механічним способом, електростатичним, електромеханічним.

Найпоширеніший спосіб нанесення лаку за допомогою стисненого повітря (пневматичне розпилення), яке подається на пістолет-розпилювач під тиском 0,02 -- 0,10 МПа. Зустрічаючи на своєму шляху сильний повітряний потік, лак розпилюється форсункою пістолета і лягає на опоряджувальну поверхню у вигляді найдрібніших крапель, які, розпилюючись, утворюють суцільне покриття.

Основною частиною розпилювача є форсунка, яка має два сопла: матеріальне, з якого витікає розпилена рідина, і повітряне, з якого виходить стиснене повітря. Найпоширеніші форсунки, в яких матеріальне сопло охоплюється кільцевим соплом для стисненого повітря.

Рідина, що потрапляє на матеріальне сопло, виходить з нього повільно, а стиснене повітря з повітряного сопла виходить з великою швидкістю (що досягає швидкості звуку) і за рахунок динамічного удару та сил тертя розпилює струмину рідини, що потрапляє в нього.

Розпилення виконують розпилювачами різних конструкцій. Найпоширеніші розпилювачі КР-10, КР-30, О-19 з соплом круглого поперечного перерізу і діаметром 1,2 і 2,5 мм (рис. 4.2, а,6).

Рис. 4.2. Схеми форсунок зовнішнього і внутрішнього змішування: а -- кільцева форсунка зовнішнього змішування; б -- те саме, з додатковими отворами для розпилювання струмини; в, г -- щілинні форсунки внутрішнього змішування; 1 -- сопло, 2 -- камера змішування; 3 -- щілина

Останнім часом на ряді підприємств застосовують розпилювачі з щілинною головкою 0-45, ЗИЛ, С-152, ширина щілин яких регулюється в межах 1,5 -- 3,5 мм (рис. 5.2, в,і). Для цих розпилювачів потрібний тиск повітря 0,6 -- 0,5 МПа. Особливе місце займають розпилювачі для нанесення двокомнонентних лаків. Конструкція цих розпилювачів передбачає змішування двох рідких компонентів безпосередньо у факелі розпилення. Такі розпилювачі можуть бути з однією або двома форсунками.

Лак до розпилювача можна подавати з балона (скляночки місткістю 0,5 л), розміщеного у верхній частині пістолета, вище від максимального підняття під час роботи, самопливом або під тиском з лаконагнітального бачка. Останній спосіб -- найпрогресивніший (рис. 4.3.). Лак можна наносити пістолетами-розпилювачами як у холодному, так і в підігрітому до температури 70 -- 75°С стані. Підігріті лаки мають більш сухий залишок, краще лягають на поверхню і не утворюють патьоків на вертикальних площинах. Підігрівають лак у спеціальних установках, де теплоносієм можуть бути електричний струм, пара або гаряча вода. Методом розпилення вироби покривають лаком у спеціальних кабінах. Кожна кабіна має стіл, що обертається, на якому розміщують опоряджувальний виріб. У кабінах-сушарках тунельного типу с конвеєр з підвісними етажерками для розміщення деталей і виробів. Щоб запобігти пожежі, в кабінах розміщують пристрій припливно-витяжної вентиляції, а з протилежного від опоряджувальника боку встановлюють водяні заслони.

На сучасних підприємствах для опоряджувальних ліній застосовують розпилювачі автоматичної дії КРВ-2, КА-1. Принцип роботи їх аналогічний ручним розпилювачам, тільки опоряджувальний матеріал і стиснене повітря подаються при натискуванні деталі,

що рухається, на командний пункт (вимикач, повітряний клапан тощо).

Безповітряне розпилення застосовують значно рідше, хоча воно дає змогу наносити лакофарбові матеріали підвищеної в'язкості. За рахунок високого тиску розвивається велика швидкість струмини лаку із сопла розпилювача, яка перевищує критичну швидкість при даній в'язкості, що зумовлює розпилення рідини.

При безповітряному розпиленні можна застосовувати як холодні, так і гарячі лаки. Для холодних лаків слід створювати тиск до 24 МПа, а для гарячих (при температурі 70-- 100°С) -- 4,5 -- 7,0 МПа. Для холодного нанесення застосовують установку УБР, а для гарячого -- УБР-ЇМ.

Рис. 4.3. Пневматичний пістолет-розпилювач 0--19: 1 -- матеріальна камера; 2 -- верхній штуцер для лаку; 3 -- важіль; 4 -- клапан; 5 -- пружина; 6 -- запираюча головка; 7 -- гайка для регулювання повітряного клапана; 8 -- повітряна камера; 9, 14 -- канали для повітря; 10 -- трубка; 11 -- штуцер для повітря; 12 -- собачка; 13 -- втулка; 15 -- кільцеве сопло для повітря, 16 -- кільцева камера; П -- бокові повітряні канали для сплющування струмини; 18 -- знімна головка; 19 -- матеріальне сопло.

5. Технологія покриття поверхонь лаками

Лаки використовують для захисного або декоративного покриття дерев'яних поверхонь з цінних порід деревини (горіха, дуба, червоного дерева тощо), а також поверхонь, які раніше були пофарбовані або опоряджені альфрейними оздобами, виконаними неводними сумішами. Для прозорого опорядження деревини застосовують олійно-смоляні, спиртові лаки і нітролаки. Опорядження лаками не змінює кольору і рисунка деревини, а лише надає їй більшої виразності і декоративності. Лаки утворюють на поверхні міцні прозорі плівки, властивості яких залежать від виду і якості лаку. Більшість лаків утворює рівні блискучі або глянцеві плівки.

Покриття поверхні олійно-смоляними лаками. Оскільки лак утворює прозору плівку, дерев'яні поверхні треба підготовляти до фарбування так, щоб не порушити текстури (рисунка) самої деревини. Лакують тільки щільно підігнані, добре обстругані, цикльовані і шліфовані поверхні. Якщо в місцях стиків окремих елементів конструкцій є щілини, то їх треба підмазати шпатлівкою. Колір шпатлівки має бути такий, як і колір деревини. Шпатлівку наносять сталевим шпателем.

Коли підмазані місця висохнуть, поверхню шліфують шкуркою № 10--16, водночас очищаючи її від ворсу. Щоб заповнити пори в деревині і зменшити витрати лаку, застосовують порозаповнювачі, які бувають порошкоподібні, пастоподібні і рідкі. З цією метою можна використовувати також розведену розчинником оліфу. Оліфу або інший рідкий порозаповнювач наносять щіткою або фарборозпилювачем. Коли після покриття поверхня висохне, її шліфують, а потім наносять шар лаку.

Олійний лак наносять на поверхню тонкою волосяною щіткою, не допускаючи повторного нанесення його на вже оброблену поверхню, і добре розтушовують. Коли перший шар лаку висохне, поверхню обов'язково шліфують дрібнозернистою, шкуркою № 8--10 або пемзовим порошком такої самої зернистості. Відшліфовану поверхню покривають другим шаром лаку.

Покриття поверхні спиртовими лаками. Спиртовими лаками покривають лише дерев'яні поверхні, здебільшого меблі. Поверхню спочатку циклюють і шліфують. Якщо потрібно змінити колір деревини, її просочують кольоровими протравами або аніліновими барвниками, розведеними на воді. Як протрави застосовують кольорові солі міді, заліза, хрому (мідний купорос, двохромово-кислий калій тощо). Фарбують деревину горіховою морилкою або синтетичними барвниками потрібного кольору. Для світлих порід деревини застосовують барвники у концентрації 0,2--2 %, а солі металів -- 3--4 %.

Для приготування фарбувального розчину барвник розчиняють у гарячій воді з температурою 60...80 °С і дають йому відстоятися до повного охолодження. Відстояний розчин обережно, щоб не порушити осаду, зливають і використовують у роботі. Горіхова морилка повільно розчиняється у воді, тому ЇЇ слід поставити на відстій на 36--48 год або перецідити крізь шар вати. Розчин барвника наносять губкою, тампоном з тканини або щіткою.

Після висихання поверхню покривають порозаповнювачем, для чого здебільшого використовують воскову мастику.

Склад воскової мастики

(у частинах за об'ємом)

Віск бджолиний 1,5

Скипидар 1

Спосіб приготування. Подрібнений віск розтоплюють у металевій посудині. У розтоплений віск, перемішуючи, повільно додають скипидар. Застосовують мастику після її охолодження до 20...25 °С.

До складу цієї мастики можна додати до 10--15 % суміші з стеарину, каніфолі і господарського мила у рівних співвідношеннях. На поверхню мастику наносять щітками або тампоном впоперек волокон, а потім тонкий шар її розтирають колоподібними рухами ватного тампона, сукна або ганчірки. Після нанесення мастики поверхню покривають двічі шаром спиртового лаку. Якщо замість мастики використовували інший порозаповнювач, то перед лакуванням поверхню треба обов'язково шліфувати.

Використана література

1. Бруква В.В., Пятничук Т.В. Матеріалознавство для столярів: Підруч. Для проф.-техн.навч. закладів. - К.: Техніка, 2006. - 296 с.

2. Добровольский Г.М. Малярні і шпалерні роботи: Підручник.-К.: Вища шк.,1992.-383с.: іл.

3. Шумега С.С. Технологія художніх виробів з деревини: Підручник. - Львів: Світ, 2001 - 360 с.: іл.