Лакокрасочная отделка мебели и деревянных изделий. Основные понятия

  Значительная часть мебели облицовывается специальными декоративными пленками на бумажной и синтетической основах, которые не требуют дополнительной отделки лакокрасочными составами. Некоторые деревянные изделия, включая мебель, поступают покупателю в отшлифованном виде без всякой отделки.
Покупатели отделывают их самостоятельно или используют без отделки. Тем не менее, значительная часть производимой мебели и  подавляющая часть  столярно-строительных и потребительских деревянных изделий подвергается защитно-декоративной отделке при помощи лакокрасочных материалов (ЛКМ).

Целью отделки  является улучшение внешнего (товарного) вида изделий из древесины и древесных материалов  и защита их поверхностей от загрязнения и  повреждений под воздействием эксплуатационных факторов и действия внешней среды. В производстве мебели и др. деревянных изделий лакокрасочная отделка является наиболее ответственным, сложным и трудоемким процессом и может составлять до половины от себестоимости изделия.

Различают прозрачную отделку, осуществляемую лаками, и непрозрачную, - осуществляемую красками и эмалями. В некоторых случаях применяют полупрозрачную отделку, осуществляемую пигментированными лаками.

Принципиально процесс отделки изделий состоит из следующих операций : подготовка поверхности к нанесению покрытия, нанесение нескольких слоев лакокрасочных материалов с их отверждением, промежуточные шлифования и при необходимости окончательное шлифование или полирование.

Подготовка поверхности во многом зависит от породы древесины и применяемого лакокрасочного материала и в общем случае включает: отбеливание, крашение, грунтование, порозаполнение, шпатлевание, шлифование, а иногда и тиснение новой текстуры (дуб по осине).

Способы нанесения и отверждения лакокрасочных материалов зависят от формы отделываемых изделий, вида лакокрасочного материала, необходимых характеристик получаемого покрытия и требуемой  производительности процессов.

В некоторых изделиях в зависимости от художественного решения и др. факторов для разных деталей и разных поверхностей могут применяться разные виды лакокрасочной отделки. Комбинированная отделка часто применяется в мебели. Например боковые стенки и полки изделия могут отделываются более дешевым нитролаком, фасадные и рабочие поверхности - прочным полиуретановым лаком, а декоративные элементы фасада и ручки - прочной цветной эмалью. Или, корпусные детали шкафов могут быть облицованы бумажной пленкой с финишэффектом, а двери, карнизы, пилястры - иметь лакокрасочное покрытие и т.д. и т.п. Вообще, по современным представления комбинированные покрытия  являются признаком хорошего (рационального) дизайна.

В производстве художественных изделий (мебели, сувениров, игрушек и т.п.) лакокрасочная отделка часто сопрягается с росписью, шелкографией, тампонной печатью, пирографией и др. методами плоскостного декорирования изделий.

   Виды лакокрасочных материалов.

Все лакокрасочные материалы после высыхания или отверждения образуют на поверхности древесины тонкие более или менее устойчивые пленки из натуральных или синтетических полимеров. Прозрачные пленки обычно называют лаками, а непрозрачные пленки, содержащие белые, черные или цветные пигменты - красками и эмалями.  Говоря иначе лаки используются для формирования прозрачных покрытий, лаки и эмали - укрывистых.

Бесцветная лаковая пленка усиливает цветовой тон древесины и подчеркивает ее структуру. Тонированные лаки изменяет естественный цвет древесины (например "сосна под вишню").

При укрывистой отделке получают непрозрачные покрытия. Цвет и декоративные свойства непрозрачных укрывистых покрытий полностью определяются используемыми пигментированными лакокрасочными материалами (эмалями или красками).

В недавнем прошлом для отделки древесины применяли природные красители, пчелиный воск, яичную темперу, лаки и краски на основе натуральных растительных масел, а также политуры, лаки и краски на основе спирторастворимых природных смол (шеллак и др.). В строительстве для защиты древесины использовались дегти, битумы и даже, дизельное топливо, и машинное масло.

Сейчас лакокрасочная промышленность промышленность предлагает для отделки древесины трудно обозримый ассортимент лакокрасочных материалов, изготавливаемых на основе разнообразных синтетических и природных компонентов, существенно различающихся по функциональным и технологическим свойствам. В зависимости от химического состава, фирмы производителя и др. факторов лакокрасочные материалы весьма значительно различаются по ценам, свойствам, назначению, методам нанесения и др. показателям.

Наименование лакокрасочного материала производится от рода используемого пленкообразующего материала. В деревообработке применяются, в основном, масляные, нитроцеллюлозные, полиэфирные, полиуретановые, меламиновые, мочевинные, нитроуретановые, пентафталевые и акриловые ЛКМ. Однако химическая промышленность не стоит на месте, поэтому могут появляться и др. базовые полимеры, пригодные для производства лакокрасочных материалов приемлемых для отделки деревянных изделий.

По виду лакокрасочные покрытия подразделяются  - на прозрачные  и непрозрачные (укрывистые); по степени блеска - на высокоглянцевые, глянцевые, полуглянцевые (полуматовые) и матовые; по кроющим свойствам - на открытопористые и закрытопористые.

В настоящее время лакокрасочные заводы представляют собой высокотехнологичные компьютеризированные предприятия, способные производить как крупнотоннажные продукты, так и очень малые партии, изготавливаемые по специальному заказу клиента, буквально от нескольких килограммов. Некоторые ЛКМ относительно универсальны в применении, другие изготавливаются и рекомендуются поставщиками специально под конкретные применения. В лакокрасочной промышленности существует отчетливая тенденция привязки конкретных марок лаков к определенным отделываемым продуктам, методам отделки и используемому отделочному оборудованию.

Современные методы отделки предполагают системный подход к выбору и нанесению покрытия для  деревянного изделия, который реализуется при помощи некоторой системы покрытий. То есть поставщик предлагает не просто лак или краску, а некоторый набор взаимосвязанных лакокрасочных материалов, например, - грунт, шпатлевку, основной лак и финиш-лак. В массовом производстве система покрытий позволяют достигнуть высоких качественных показателей получаемого покрытия и минимизировать трудовые и материальные затраты в отделочном производстве.

Экономичные методы нанесения ЛКМ на древесину позволяют обеспечить расход ЛКМ вплоть до 15 - 35 г сухой пленки лака на 1 кв. м. отделанной поверхности (при условии соответствующей подготовки отделываемой поверхности).

Отбеливание древесины осуществляют при помощи специальных отбеливающих составов, разрушающих пигменты, содержащиеся в древесине. Тонирование древесины осуществляют при помощи протрав - морилок (бейцев) на  спиртовой и водной основах. Окончательное выравнивание поверхностей и заполнение древесных пор осуществляют при помощи  грунтовок и шпатлевок, имеющих хорошую адгезию к древесине и легко подвергаемых шлифованию. Основное покрытие осуществляется при помощи лака (краски, эмали), а окончательное, при помощи финиш-лака.

В некоторых случаях быть полезен тонированный или полупрозрачный лак, смягчающий рисунок древесины и скрывающий клеевые швы и др. дефекты подложки.  В последние годы становятся популярными покрытия со спецэффектами (металлик, перламутр, глиттерные, антик и т.п.).

Большинство предприятий изготавливающих деревянную мебель и т.п. изделия используют нитроцеллюлозные, нитроуретановые и полиуретановые ЛКМ. Менее популярны полиэфирные и мочевиноформальдегидные лакокрасочные материалы. Для отделки некоторых изделий традиционно используют натуральные масляные лаки и краски.

Среди деревообработчиков приобретают популярность более вязкие ЛКМ с пониженным содержанием летучих органических растворителей, а так же лакокрасочные материалы на водной основе.

Примечание. Не все лакокрасочные материалы могут применяться для отделки деревянных изделий, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности и на улице. Для этой цели необходимо использовать специальные отделочные материалы. Однако, даже лучшие из них не способны обеспечить надежной и длительной эксплуатации изделий без регулярного ремонта и восстановления покрытия. При эксплуатации в уличных условиях деревянные изделия постоянно изменяют свои размеры, а покрытия со временем трескаются и отслаиваются. Кроме того, древесина представляет собой привлекательный пищевой ресурс для бактерий, грибков и насекомых. Поэтому за рубежом в последние годы садовую и парковую мебель, заборы, стеновые панели, террасные доски и т.п. изделия начинают изготавливать из экологически безопасных древесно-полимерных композиционных материалов, не подверженных атмосферным и биологическим повреждениям.

Основные свойства лакокрасочных материалов и покрытий на их основе

В общем случае основными требования, предъявляемыми потребителями к защитно-декоративным покрытиям для древесины являются:

• привлекательный внешний вид отделанной поверхности,
• высокая адгезия лакокрасочного материала к подложке,
• высокая механическая прочность и износостойкость покрытия,
• газо- и водопроницаемость покрытия, стойкость к условиям эксплуатации (к влаге, воде, химическим воздействиям и атмосферным факторам),
• безопасность в производстве и применении (санитарные и экологические свойства),
• удобные технологические свойства,
• приемлемая цена материала и конечная стоимость получаемого  покрытия.

Существует большое количество показателей, характеризующих свойства лакокрасочных материалов и покрытий для мебели и древесных материалов и подлежащих проверке теми или иными способами.

Прежде всего это эстетические и функциональные показатели получаемых покрытий: внешний вид, цвет, степень блеска, укрывистость (для непрозрачных покрытий), тактильные ощущения, запах, адгезия к подложке, толщина и плотность покрытия, атмосферостойкость (стойкость к действию атмосферных влияний (влаги, температуры, кислорода воздуха, солнечной радиации), стойкость покрытия к воздействию воды и жидкостей, химическая стойкость (сопротивление воздействию агрессивных реагентов , растворителей, масел, моющих средств и т.п.), твердость, износостойкость, теплостойкость и теплопроводность, токсичность, электрическое сопротивление и др.

Большое значение имеют также технологические показатели ЛКМ: содержание летучих и нелетучих веществ, вязкость материала (рабочего состава), время жизнеспособности рабочего состава, время высыхания,  условия транспортирования и хранения, гарантированный срок хранения, токсичность и пожароопасность компонентов и др.

   Способы нанесения лакокрасочных покрытий.

Способ нанесения лакокрасочного покрытия выбирается исходя из вида лакокрасочного материала и тиражности производства (индивидуальное, серийное, массовое).

В индивидуально производстве чаще используют нанесение ЛКМ кистью, тампоном, валиком, шпателем (ракелем), окунанием и распылением. Промежуточное шлифование покрытия осуществляют шкуркой или др. абразивными материалами вручную или при помощи приспособлений и механизированных инструментов (шлифовальных машинок).

В серийном и массовом производстве применяют распыление(в т.ч. электростатическое), вальцовое нанесение, налив, облив и окунание. Мелкие деревянные детали отделывают распылением или в галтовочных барабанах. Круглые палочки, карандаши и т.п. погонажные изделия отделывают методом протяжки (экструзии) через фильеру. Для некоторых деталей может быть приемлемо механизированное тампонное нанесение.

Наиболее эффективно отделочные операции осуществляются в поточных механизированных и автоматических отделочных линиях. В автоматическом режиме можно  отделывать не только щитовые и брусковые детали, но двери, стулья, рамы и др. сложные изделия в собранном виде.

Распыление осуществляется при помощи специальных распылительных пистолетов и распылительных головок. Это способ универсален, он позволяет наносить ЛКМ на детали и изделия различной конфигурации с высоким качеством получаемых покрытий. Недостатками его являются возможность использования низковязких ЛКМ и большие их потери на туманообразование.  Одной из разновидностей распыления отделка в электрическом поле высокого напряжения. К отделываемому изделию, на которое предварительно наносится токопроводящая грунтовка, подводится положительный заряд, а к распылителю – отрицательный. Электростатическая оделка  позволяет снизить потери ЛКМ   и улучшить санитарно-гигиенические условия труда.  В автоматических отделочных линиях распыление осуществляют при помощи роботов или автоматических распылительных головок.
 
Для отделки деталей с плоскими поверхностями (мебельных щитов, дверных полотен и т.д.) широко распространено нанесение ЛКМ наливом. Лакокрасочное покрытие наносится при прохождении детали через широкую плоскую струю стекающего лакокрасочного материала в специальной лаконаливной машине.

Изделия с плоскими поверхностями лучше отделывать вальцовым способом, который позволяет с большой производительностью наносить тонкие покрытия.

Отверждение нанесенного лакокрасочного покрытия может осуществляться путем испарения растворителей (спиртовые, нитроцеллюлозные материалы), в результате реакции окисления (масляные материалы), либо за счет реакции полимеризации и поликонденсации (полиэфирные, полиуретановые, мочевиноформальдегидные материалы).

Большинство лакокрасочных материалов способны высыхать или отверждаться в естественных условиях в течение десятков минут или  нескольких часов.  В серийном и массовом производстве деревянных изделий процессы сушки (отверждения) покрытий интенсифицируют. Сушку покрытий производят в сушильных камерах или тоннелях конвективного или инфракрасного типа. Ускоренное отверждение (полимеризация, поликонденсация) покрытий достигается при помощи инфракрасного, ультрафиолетового или электронного облучения лаковой пленки на специальных установках, входящих в состав автоматических отделочных линий.

   Вопросы выбора лакокрасочного материала

Отделка в производстве мебели и др. деревянных изделий является первостепенным фактором в конкурентной борьбе. Поэтому, предприятие неправильно ориентирующееся в вопросах отделки изделий является верным кандидатом в банкроты. Старые мебельные и деревообрабатывающие предприятия обычно имеют в своем штате специалистов-технологов, хорошо разбирающихся в экономических и технических  нюансах отделки.

Новичкам бывает трудно разобраться во всем многообразии поставщиков и материалов, инструментов и отделочного оборудования. Чтение журналов и специальной литературы полезно, но оно не может заменить практического опыта в этой области. Однако черт, не так страшен, как его малюют. В этой ситуации начинающие предприниматели всегда могут рассчитывать на квалифицированную консультацию и техническую поддержку поставщика ЛКМ.

Серьезные лакокрасочные фирмы имеют в своем штате специальных технологов, обеспечивающих такую поддержку предприятиям-покупателям, включая выезды на место. С ними можно встретиться и в российском представительстве компании или на международной выставке.  С другой стороны на техническую поддержку можно рассчитывать и у поставщика отделочного оборудования, который обычно неплохо разбирается в отделочных материалах и всегда может посоветовать квалифицированного и проверенного их поставщика.

Начинающим деревообработчикам легче организовать сотрудничество с лакокрасочными  фирмами, которые давно и успешно работают на российском рынке (Акзо Нобель, Оли Лаки, Фотеллер, Хербертс и т.п.). Некоторые российские дилеры, оперирующие на рынке ЛКМ, также имеют достаточно подготовленных консультантов, например,- Радуга. То есть, я рекомендую сначала определиться с поставщиком, а в дальнейшем опираться на его рекомендации и квалифицированную техническую поддержку.

Полагаю, что крепкое деревообрабатывающее предприятие должно владеть достаточно широким ассортиментом лакокрасочных материалов и технологий их нанесения, но начинать обучение персонала легче с  наиболее простых покрытий (нитролаки, нитроуретановые лаки и т.д.).

   Литература по лакокрасочным материалам и вопросам отделки древесины.

О ЛКМ и технологии отделки древесины издается много литературы. Публикации по этой теме часто появляются в отечественных деревообрабатывающих журналах (Дерево.Ру, Фабрика мебели и др. Многочисленные брошюры, проспекты, описания имеется на сайтах лакокрасочных компаний. Для углубленного изучения рекомендуется следующий перечень книг по ЛКМ и отделке мебели и др. деревянных изделий.

Автор Абушенко А.В. март 2010