Метод нанесення лакофарбового матеріалу вибирають з урахуванням виду деталі, її габаритів, призначення, вимог до готового покриття, економічної доцільності, умов виробництва. Та яким би не був спосіб нанесення, важливо пам’ятати, що лакофарбовий матеріал потрібно розподіляти рівномірним шаром по поверхні, щоб уникнути дефектів.
Якщо фарба має погану покривність, то її не можна покращити, збільшуючи товщину нанесеного шару, оскільки при цьому погіршуються умови сушіння і можуть з’являтися напливи. У цьому випадку замість нанесення одного товстого шару слід накласти два тонких, даючи кожному з них добре просохнути.
Для нанесення фарб, лаків та інших лакофарбових матеріалів розроблено багато різних методів: різні види розпилення, електростатичний відцентровий метод, налив, вакуумне нанесення, ручне, нанесення в барабанах, з використанням валиків, пензлів тощо.
Продуктивність відіграє одну із головних ролей разом із предметом опорядження при виборі методу нанесення лакофарбового матеріалу. Проте вона залежить від багатьох факторів: форми предмета, швидкості лінії, циркуляції повітря і спеціаліста, який виконує опорядження.
Продуктивність при різних способах опорядження і втрати при нанесенні
| Спосіб нанесення | Продуктивність, % | Втрати, % |
| Порошкове покриття | 97–99 | 1–3 |
| Ролик | 97–99 | 1–3 |
| Вальцовий верстат | 97–99 | 1–3 |
| Пензель | 95–97 | 3–5 |
| Наливний верстат | 95–97 | 3–5 |
| Занурення | 95–97 | 3–5 |
| Вакуум | 95–97 | 3–5 |
| Турбодиск | 85-95 | 5–15 |
| Гаряче повітря при традиційному статичному розпиленні, 135 кВ | 85–90 | 10–15 |
| Холодне повітря при безповітряній статиці, 75 кВ | 70–80 | 20–30 |
| Гаряче повітря при традиційному статичному розпиленні, 75 кВ | 70–80 | 20–30 |
| Холодне повітря при традиційному статичному розпиленні, 75 кВ | 60–70 | 30–40 |
| Гаряче безповітряне | 55–70 | 30–45 |
| Холодне безповітряне | 50–60 | 40–50 |
| Гаряче повітря при традиційному розпиленні | 45–55 | 45–55 |
| Холодне повітря при традиційному розпиленні | 30–40 | 60–70 |
Ручний спосіб
Основними інструментами при ручному способі нанесення є пензлі різноманітного розміру і форми, виготовлені із різних матеріалів, валики різної конструкції; шпателі; тампони.
Спосіб нанесення щіткою (пензлем) полягає в зануренні її в матеріал, який потім зі щетинок пензля передається на поверхню виробу. В’язкість лакофарбових матеріалів при цьому повинна відповідати так званій малярній консистенції, тобто фарба повинна легко сходити з пензля при невеликому натисканні на фарбовану поверхню і допускати легке розтушування. Наносити фарбу необхідно кінцем пензля без сильних натисків широкими полосами, які потім розтушовують у горизонтальному і вертикальному напрямках. Завдяки цьому досягають хорошого прилипання фарбувального шару до основи, що становить перевагу щіткового способу фарбування порівняно з іншими методами.
Пензлевий спосіб фарбування застосовують переважно при нанесенні лакофарбових матеріалів, що повільно висихають: олійних, алкідних, бітумних. Зазвичай його використовують при малій площі нанесення покриття. Це дуже старий спосіб, але він малопродуктивний – потрібно 4-6 хв для фарбування 1 м2.
Розпилювання
Цей метод фарбування в декілька разів продуктивніший від ручного і може застосовуватися як для олійних, так і для інших видів фарб і лаків зі значним вмістом летких активних розчинників.
Методом розпилення можна опоряджувати найрізноманітніші деталі, за винятком дуже дрібних.
Якщо необхідно залишити не пофарбованими окремі місця виробів або нанести якийсь рисунок іншим лакофарбовим матеріалом, то користуються спеціальними шаблонами, виконаними з тонкого картону, бляхи та інших матеріалів, або зажировують ділянки, що не підлягають фарбуванню.
Найкращого результату розпилення досягають при використанні камери, яка гарантує безпечні умови роботи, оскільки видаляє залишки лакофарбових матеріалів і розчинників. Камери бувають сухої і вологої фільтрації. В камері вологої фільтрації відпрацьоване повітря виводять у воду із домішками хімічних речовин. У результаті частинки лакофарбових матеріалів або підіймаються на поверхню, або опускаються на дно. Вибір хімічної речовини залежить від типу лаку і використовуваних матеріалів.
У камері сухої фільтрації відпрацьоване повітря проходить через сухий фільтр, який складається із тонких листів або одноразових фільтрів, зроблених, наприклад, із паперу або скловолокна і розташованих у вигляді лабіринту. Камери сухої фільтрації в основному використовують при дрібносерійному виробництві, однак останнім часом їх все більше застосовують на великих промислових підприємствах завдяки економічності у роботі.
Пневматичне розпилення – найпоширеніший спосіб фарбування. Більше 70% лакофарбових матеріалів наносять пневматичним (повітряним) розпиленням без нагрівання при 15-20°С і відносній вологості повітря 65-70% (основний спосіб), а також з нагріванням до 55-80°С. При пневматичному розпиленні аерозоль утворюється шляхом дроблення матеріалу струменем стисненого повітря. В процесі дроблення рідини утворюється рухома маса полідисперсних крапель – аерозольний струмінь, так званий факел. При переміщенні цього струменя до виробу краплі рухаються і перемішуються, що забезпечує розподіл матеріалу по перерізу аерозольного струменя. Утворений аерозоль, який рухається у напрямку повітряного струменя, при стиканні з виробом коагулює, краплі зливаються і на поверхні виробу осідає шар нанесеного матеріалу. Аерозольний струмінь, який виходить із форсунки, − це турбулентний потік, швидкість руху якого знижується у міру наближення до виробу. Частина найдрібнішої фракції крапель, втративши швидкість, не досягає поверхні виробу – їх відносить вихідний потік повітря, утворюючи туман. Втрата матеріалу на туманоутворення зростає зі зниженням швидкості руху аерозольного струменя при наближенні до виробу. Якщо швидкість потоку невелика, рідина не дробиться.
Метод має певні недоліки: утворення туману з лакофарбового матеріалу, значні його витрати при розпиленні, велика втрата розчинників. Для оздоровлення атмосфери повітря у момент нанесення матеріалу потрібно також застосовувати вентиляційні установки, так звані газоочисні розпилювальні камери.
Щоб уникнути розтікання при пневматичному розпиленні, стрімко знижують температуру лакофарбових матеріалів при виході з сопла і відповідно підвищують їх в’язкість. Щоб знизити в’язкість без додаткового використання розчинників, лакофарбовий матеріал або виріб нагрівають.
Пневматичне розпилення з підігріванням лакофарбового матеріалу дає змогу розпорошувати лакофарбовий матеріал з підвищеною в’язкістю без застосування розчинників (додаткового розведення фарб), тому що при нагріванні знижується поверхневий натяг і в`язкість ЛФМ. Часто для певних лакофарбових матеріалів рекомендується оптимальний показник вихідної в`язкості. Те, на скільки знизиться в`язкість, більшою мірою залежить від плівкоутворювального компонента лакофарбової системи.
Покриття, отримане таким способом, вирізняється вищою якістю. Це обумовлено тим, що при підігріванні фарби підвищується її плинність, збільшується глянець і поверхня не «біліє» від конденсату вологи. Пневматичне розпилення з нагріванням лакофарбового матеріалу має деякі переваги над розпиленням без нагрівання: завдяки меншій кількості нанесених шарів зростає продуктивність, завдяки нагріванню витрачається менше розчинників, а також можна наносити матеріали з високим вмістом сухої речовини і підвищеної в’язкості. Також при підігріванні підвищується покривність лакофарбових матеріалів і збільшується товщина захисного шару, завдяки чому зменшується кількість нанесених шарів. Не всі лакофарбові матеріали можна наносити методом пневматичного розпилення з підігріванням – для цього годяться тільки ті, структура яких не змінюється при нагріванні, а утворене покриття має високі захисні властивості.
Безповітряне розпилення
Цим методом лакофарбовий матеріал розпилюють під дією високого гідравлічного тиску, що створений насосом у внутрішній порожнині розпилювального пристрою і витискує лакофарбовий матеріал через отвір сопла. При цьому потенціальна енергія лакофарбового матеріалу при виході в атмосферу перетворюється на кінетичну і лакофарбовий матеріал рухається в напрямку виробу. Такий метод дає змогу зменшити витрати матеріалу на туманоутворення.
Перевагами безповітряного розпилення є висока продуктивність, можна використовувати матеріали із високою в’язкістю, менші витрати лакофарбового матеріалу. Окрім того, однократне розпилення забезпечує більшу товщину покриття порівняно із традиційним методом розпилення.
Але, як і кожен метод, безповітряне розпилення має певні недоліки: він не дуже надається для фарбування виробів складної конфігурації, деякі види лакофарбових покриттів утворюють патьоки; у пістолеті для розпилення неможливо змінити форму лакувального факела – замість налаштування підбирають відповідне сопло, а точно налаштувати можна, лише змінюючи в’язкість матеріалу і застосовуваний тиск.
Електростатичне розпилення
Розглянемо цей метод докладніше. Між двома електродами під напругою, що розташовані на деякій відстані, утворюється електричне поле. Одним із електродів є виріб – додатний заземлений електрод, інший електрод установки – негативний. В створене електричне поле високої напруги вводять розпилений лакофарбовий матеріал, частинки якого, заряджаючись від іонізованого повітря або краю електрода, рухаються за силовими лініями електричного поля й осідають на заземленому виробі, утворюючи на ньому рівномірне покриття.
Що потужніше електричне поле, то більша бажана електростатична дія. Інтенсивність поля залежить від напруги між пістолетом для розпилення і об’єктом та відстані розпилення (що коротша відстань, то сильніше електростатичне поле).
Електропровідність покриття, яке застосовують для електростатичного розпилення на дерев’яні поверхні, повинна бути вищою від електропровідності покриттів для розпилення на металеві поверхні. Оскільки електропровідність деревини невисока, внаслідок низької вологості (8–12%), яку використовують у меблевому виробництві, необхідного заземлення не досягають. Якщо електростатична система не функціонує потрібним чином, можна збільшити рівень вологості деревини, поверхневу провідність деревини, відносну вологість повітря в зоні розпилення, використовуючи декілька надійних точок заземлення, опоряджені зразки меншого розміру, зменшуючи розмір частинок покриття та потік повітря в зоні розпилення.
Електростатичне розпилення можна комбінувати з іншими методами розпилення. Нанесення матеріалу в електричному полі має такі переваги порівняно з пневматичним розпиленням: підвищується якість покриття, суттєво знижуються витрати матеріалу, значно покращуються санітарно-гігієнічні умови праці працівників, при опорядженні об’єкта не потрібно розпилювати засіб із всіх боків. Серед недоліків – необхідне спеціальне обладнання і складно наносити покриття на внутрішні боки кутів.
Інші методи розпилення
Насправді методів розпилення дуже багато і важко їх всіх перелічити в одній статті. Наприклад, HVLP-розпилення використовує низький тиск, який мінімізує розбризкування лакофарбового матеріалу від об’єкта лакування.
Воно також дає змогу використовувати нагрівання при розпиленні і має всі переваги термічного розпилення.
Двокомпонентне розпиленняв основному використовують для швидковисихальних двокомпонентних покриттів. Перевагами цього методу є завжди точне співвідношення змішування, стабільна якість суміші, нанесення без розчинника, закритість системи, зменшення кількості втрат лакофарбового засобу, великі ємності, покращення безпеки праці, можливість змінити колір при мінімальних затратах праці, зменшення часу промивання.
Автоматичне розпилення доцільне у тому випадку, коли є низка подібних об’єктів для опорядження. Форма і матеріал об’єкта, а також вид використовуваного матеріалу визначають вибір способу розпилення. Найважливіша вимога до автоматичного обладнання – надійність експлуатації. Серед переваг автоматичного розпилення: висока продуктивність, стабільна якість, зменшення трудовитрат, економічність лакування, покращення умов праці.
При комбінованому розпиленні успішно використовують переваги як напилення з високим тиском, так і традиційного. Цей метод відрізняється від розпилення з високим тиском співвідношенням тисків насоса 1:15 (1:30 при розпиленні з високим тиском) та робочим тиском (100–140 бар при розпиленні з високим тиском).
Роботизоване розпилення– це хороше рішення в умовах обмеженості ресурсів, а також якщо потрібен досконалий результат.
Способи нанесення порошкових матеріалів
Способи нанесення порошкових матеріалів за принципом осадження на поверхню виробу класифікують таким чином:
1. Осадження порошкового лакофарбового матеріалу на гарячі вироби: вихровий, струминний, відцентровий, роторний, насипний, вібраційний, у магнітному полі, вібровихровий.
2. Осадження розплавленого полімеру: газополум’яний, екструзійний, теплопроменевий, плазмовий.
3. Осадження порошкового полімера під дією електричних сил: в іонізаційному киплячому шарі, електростатичне розпилення, у хмарі заряджених частинок, електрофоретичний, в парах розчинника, діелектричний.
Налив
При використанні методу наливу вироби обробляють при проходженні деталей через широкий і плаский струмінь (завісу) лакофарбового матеріалу, що спадає вниз. Для отримання рівномірного покриття необхідно, щоб деталь, яку фарбують, проходила через завісу з певною швидкістю. Довжина завіси повинна бути більшою від ширини деталі, а товщина завіси – рівномірною по всій її протяжності.
Витрата лакофарбового матеріалу визначається шириною щілини наливної головки наливної машини, швидкістю руху транспортера і тиском опоряджувального матеріалу всередині системи. Кількість ЛФМ, що потрапив на деталь, обернено пропорційна до швидкості транспортера при одній і тій самій ширині щілини і величині тиску в подавальній системі. Тиск у системі регулюють за допомогою коркового крана.
Недоліком роботи наливної машини є велика кількість бульбашок, що з’являються після нанесення першого шару. Для запобігання цьому явищу перед опорядженням слід грунтувати поверхню. А попереднє нагрівання деталей перед опорядженням дає змогу видалити повітря з пор деревини, а також запобігти утворенню бульбашок.
Порівняно з пневматичним розпиленням метод наливу має низку істотних переваг. Він вирізняється високою продуктивністю, при його застосуванні скорочуються втрати лакофарбових матеріалів, зменшуються витрати на створення спеціальних вентиляційних пристроїв (немає туманоутворення), створюється можливість автоматизувати фарбувальні роботи і поліпшити санітарні умови праці.
Найкраще обробляти наливною машиною пласкі поверхні, профільовані панелі та молдинги. Завдяки високій продуктивності таку машину можна експлуатувати як окремо, так і інтегрувати в лакувальну лінію.
Вакуумне нанесення
Вакуумна машина спеціально призначена для водорозчинних і УФ-тверднучих покриттів. Ця машина не годиться для нанесення органорозчинних матеріалів насамперед через швидке випаровування деяких розчинників. До об’єктів, для яких оптимальне створене у вакуумі покриття, належать молдинги, рами та панелі. Однією із переваг цього методу є те, що покриття потрапляє на всі ділянки поверхні опоряджувального об’єкта, оскільки всередині камери формується рівномірний туман із лакофарбового покриття. Виріб проходить крізь нього і покривається матеріалом зі всіх боків. Потім виріб виходить через спеціальний отвір, який видаляє надлишки матеріалу із поверхні, а потік повітря, який рухається в камері уздовж об’єкта, забирає залишки ЛФМ назад у камеру.
Популярність вакуумних машин суттєво зростає, окрім того, спеціально для них навіть розробляють надійніші технологічні матеріали.
Нанесення вальцями
Вальцювальну машину можна розглядати як альтернативу наливній машині при опоряджуванні рівних поверхонь. Це – зручний, швидкий та економічний метод. З іншого боку, один ролик може нанести максимум приблизно 35–40 г/м2. Як правило, подвійний ролик потрібний, щоб забезпечити витрати 30–80 г/м2.
Вальцювальна машина наносить покриття вищої в’язкості порівняно із іншими способами. Це спричиняє вищий сухий залишок і частково проявляється в тоншій лакофарбовій плівці.
Оскільки вміст сухого залишку в УФ-тверднучих матеріалах 100%, вони забезпечують чудову заповнювальну здатність при невеликих витратах в процесі нанесення фінішного опоряджувального покриття, які не перевищують 5–10 г/м2.
Нанесення покриттів в барабані
Нанесення покриттів в барабані використовують переважно для облицювання невеликих предметів. Об’єкт для лакування вміщують у барабан, що обертається, куди заливають чи розпилюють необхідну кількість покриття. Після того, як покриття нанесено, вироби висушують в барабані теплим повітрям для подальшої обробки. Наносити покриття цим методом можна у стандартних бочках чи банках, використовуючи лише однокомпонентні матеріали.
Занурення
Занурення – це простий і швидкий спосіб нанесення. Особливо надається він для грунтування. При зануренні в основному використовують однокомпонентні матеріали, які нині зазвичай водорозчинні. Двокомпонентні кислотозатверджувальні покриття також годяться для занурення за умови, що використовують спеціально призначений для занурення каталізатор.
Принцип нанесення лакофарбових матеріалів зануренням заснований на змочуванні поверхні виробу рідиною і встановленні адгезійного контакту між ними; одночасно відбувається адсорбційна взаємодія рідкого матеріалу з твердою поверхнею виробу.
Є два способи занурення – простий і складний. При простому на І стадії виріб занурюють у рідкий матеріал, на II стадії—витягають із нього. При складному способі виріб після занурення і витягання із рідкого матеріалу додатково витримують у парах розчинника (III стадія процесу).
Залежно від властивостей матеріалу (молекулярна маса, в’язкість, густина) і поверхні виробу тривалість процесу занурення становить від декількох секунд до декількох хвилин. Перевага способу занурення над іншими методами полягає в простоті обладнання і високій його продуктивності. Занурення широко застосовують у промисловості для ґрунтування дрібних і середніх виробів, а також опорядження вікон чи дверей, які можна занурювати в спеціальні ванни частинами або у складеному вигляді.
Джерелоhttps://derevoobrobnyk.com/metody-nanesennya-lakofarbovyh-materialiv/