В странах Западной Европы этот показатель достигает 260 тыс. т, из которых 70 и 120 тыс. т приходится на долю Германии и Италии.
Современный ассортимент лакокрасочной продукции для отделки мебели достаточно разнообразен и включает широкую гамму композиций, начиная от старейших нитроцеллюлозных лаков и заканчивая полиуретановыми и акриловыми (табл. 1).
Структура производства и потребления мебельных ЛКМ в последние годы испытывает сильное давление со стороны природоохранных ведомств, законодательно ограничивают содержание летучих органических растворителей и других токсичных компонентов в ЛКМ, предназначенных для отделки мебели. В США, где осуществляется наиболее последовательный контроль за газовыми выбросами, для таких ЛКМ установлены предельно допустимые нормы содержания летучих веществ, которые в дальнейшем намерены усилить. В Англии действует законодательство по ограничению эмиссии вредных выбросов на мебельных предприятиях, которое распространяется на более 70% производителей. Согласно этому законодательству, эмиссия органических растворителей не должна превышать 50 мг/м3 воздуха.
Таблица 1
| Название региона |
Нитроцеллюлозные |
Каталитические |
Полиуретановые |
Полиэфирные, полиакрилловые |
| США |
40 - 45 |
20 - 25 |
27 - 29 |
14 - 17 |
| Западная Европа |
20 - 22 |
17 - 18 |
45 - 49 |
8 - 12 |
| Япония |
14 - 16 |
18 - 22 |
40 - 43 |
17 - 21 |
| Страны СНГ |
65 - 70 |
5 - 8 |
13 - 15 |
3 - 5 |
Бескомпромиссная политика природоохранных организаций США, Германии и других стран привела к значительному изменению структуры ассортимента мебельных ЛКМ в сторону вытеснения традиционных органичнорозчинних лаков и эмалей более благоприятными в экологическом плане: водорастворимыми с высоким сухим остатком и особенно УФ-сушки.
Несмотря на то, что по потреблению ЛКМ УФ-сушки занимают скромное место среди экологически полноценной продукции (1-2% общего объема), их значение в ряде отраслей весьма существенное. Они с успехом применяются при окраске пластмасс, бумаги, древесины, полимерных пленок и т. д. Наиболее быстрый и перспективный развивающийся рынок для ЛКМ, - радиационное сушки облицованной древесины.
Большой популярностью пользуются такие ЛКМ и в странах Западной Европы: в Германии и Италии, например, удельный вес композиций УФ-отверждения составила соответственно 14 и 22% от общего объема лакокрасочной продукции, затрачиваемого при отделке деревянных мебели. Электронно-лучевое сушки приобрело значительно меньшее распространение при отделке мебели не только через дорогое оборудование и экологические проблемы, но и по причине отсутствия на рынке достаточного ассортимента соответствующих ЛКМ.
Широкому внедрению фототверднучих ЛКМ радиационной сушки в мебельную промышленность способствовали такие показатели, как отсутствие летучих органических растворителей, скорость и полнота отверждения, высокое качество покрытий.
Таблица 2 Сравнение технико-экономических показателей нитроцеллюлозных и фототверднучих мебельных ЛКМ.
| Характеристика |
Нитроцеллюлозные |
Фототвердеющие |
| Метод нанесения |
Валиковый, налив |
Валиковый, налив |
| Средний сухой остаток, % |
25 - 35 |
80 - 96 |
| Затрата (на сухую плёнку) г/м2 |
80, 160 - 200 |
25 - 60, 150 - 180 |
| Относительная цена ЛКМ |
1 |
4 |
| Относительная стоимость покрытия 1 м2 |
1 |
0,5 |
Процесс нанесения и сушки таких ЛКМ характеризуется высокой производительностью, низкой энергоемкостью и малой по сравнению с другими системами, удельным расходом ЛКМ на единицу площади.
Несмотря на более высокую цену фототверднучих ЛКМ, стоимость отделки с учетом расхода, сухого остатка и других преимуществ не превышает стоимости обработки мебели нитроцеллюлозных композициями.
Ассортимент фотоинициаторы, наполнителей и других добавок для всех типов фототверднучих систем практически одинаков.
Принципиальная рецептура фототверднучого мебельного ЛКМ может быть представлена следующим образом:
В Германии и Италии ежегодно в производстве мебели тратится почти 23 тыс. т фототверднучих ЛКМ. Они широко используются как в виде шпатлевок и грунтивок, так и в виде лаков для прозрачных глянцевых или матовых покрытий на массивной древесине, щитовых мебельных заготовках, личкованих натуральным или синтетическим шпоном.
В нашей стране эксплуатировалась значительное количество линий по отделки мебельных щитов фототверднучимы ЛКМ на основе НПЭ. Для этой цели используют грунтовки ПЭ-0211 и ПЭ-0243 и лак ПЭ-2136, которые с успехом заменили импортные аналоги, применявшиеся ранее. Нанесение покрытий осуществлялось на линиях зарубежного производства (фирм Durr, Lignacon, Hildebrant) и некоторые из них оборудованы ртутными лампами высокого давления типа ДРТ 12000 мощностью 80 Вт / см.
Учитывая то, что в рецептуру указанных материалов входили дефицитные фотоинициаторы Irgacur и Darocur, было весьма перспективным изготовить новые высокоэффективные фотоинициаторы, экспериментальные образцы которых были изготовлены украинскими учеными из отечественного сырья. Однако разрушение промышленного комплекса по производству ЛКМ на территории Украины в начале 90-х годов привело к резкому спаду изготовления фототверднучих систем, а следовательно, к остановке технологических операций на линиях УФ-сушки лаковых покрытий.
Большинство предприятий имеют в своем парке оборудования такие линии, которые переоснащены под нитроцеллюлозные, в лучших случаях полиуретановые лаки, а некоторые предприятия вовсе демонтировали такое высокопроизводительное оборудование. Приятно отметить Черновицкий мебельный комбинат, который сумел в трудных условиях рынка материалов УФ-сушки сохранить оборудование, технологические процессы и в ныне успешно работать с фототверднучимы ЛКМ.
Акриловые ЛКМ радиационной сушки приобрели меньшее распространение за дороговизны. Однако при этом надо отметить, что высокая стоимость акриловых систем в значительной степени компенсируется такими преимуществами, как способность проникать в поры и лучше смачивать поверхность, что обеспечивает формирование тонкослойных покрытий с высокой адгезией, твердостью и абразивостийкистю. Благодаря повышенной реакционной способности акрилаты отвердевают быстрее и с меньшим расходом энергии по сравнению с НПЭ. Все указанные преимущества фототверднучих акрилатов делают их весьма популярными в мебельной промышленности стран Скандинавии, где они используются для покрытий с "открытыми порами.
Необходимости оснащения линии отделки лампами низкой интенсивности и устройствами для дополнительного шлифования создает серьезные трудности, избежать которых позволяет применение модифицированных полиэфирных смол, способных твердеть на воздухе без парафиновых добавок. Фототверднучи ЛКМ такого типа разработаны фирмой Votteller, Ваyеr, Akzo Nobel и др. Несмотря на более высокую стоимость, их можно признать достаточно перспективными, поскольку они быстро сохнут на воздухе с образованием глянцевых высококачественных покрытий.
Отделки изделий с помощью фототверднучих ЛКМ осуществляется на автоматизированных линиях со скоростью конвейера 8-12 м / мин. При разделке мебельных деталей для офисов скорость конвейера достигает 15-25 м / мин. Линии рассчитаны на нанесение многослойных покрытий с помощью валков или наливом как методом "мокрый по мокрому", так и с промежуточной сушкой. Типовая технология получения покрытий с "открытыми порами" на такой линии включает следующие операции:
• шлифовка и очистка поверхности;
• нанесение валками грунтовочной слоя с расходом 7-10 г/м2,
• желатинизации под действием УФ-излучения (1 лампа),
• нанесение валками промежуточного слоя ЛКМ с расходом 10-13 г/м2 и его затвердения УФ-излучением;
• шлифовка поверхности;
• нанесения и сушки слоя фототверднучого ЛКМ с расходом 7-12 г/м2.
Большинство высокоскоростных линий отделки предназначены для обработки мебельных заготовок плоской формы. В тех случаях, когда необходимо сделать отделки изделий сложного профиля (например, элементы стульев), фототверднучи композиции наносят распылением. Для этого пригодны системы с пониженной в \ 'вязкость, что достигается введением в рецептуру дополнительного количества растворителя. Для ускорения затвердевания покрытий опоряджувани изделия приводят во вращательное движение; для отделки малодоступных для УФ-излучения плоскостей используются композиции с добавками специального отвердителя.
Фототвердиння покрытий осуществляется с помощью УФ-излучателей, с ртутно-кварцевыми лампами высокого, среднего и низкого давления с длиной волны 200-400 нм. Наиболее перспективные лампы высокого давления с диапазоном излучения 350-380 нм и интенсивностью 80-120 Вт / см. Они очень эффективны при УФ-затвердевании как грунтивок и шпатлевок, так и верхних слоев покрытия.
Оснащенные такими излучателями современные линии отличаются повышенной производительностью и экономичностью.
В ряде случаев находят применение лампы импульсно-лучевого типа с основным излучением в диапазоне 320-390 нм и дополнительным в диапазоне 185-197 нм, соответствующие резонанса двойных углеводородных н \ 'связей. Затвердевания такими лампами длится не более 6 с.
Выдающихся результатов в области радиационной сушки пигментированных мебельных ЛКМ добились итальянские специалисты, которые предложили для этого новый метод "двойного отверждения Эта технология существует в двух вариантах, получивших названия BICVRA и BJSTRATO соответственно. Согласно одному из вариантов, отделки проводится композицией на основе стандартной пигментированные краски, в которую непосредственно перед применением вводят раствор пероксида в пластификаторы и октоату кобальта в ксилол. ЛКМ наносят валками или наливом, сушат на воздухе (4 мин при 700С) и отвердевают УФ-излучением. Несмотря на то, что этот метод позволяет получить покрытия с хорошими эксплуатационными свойствами, он имеет один существенный недостаток, эт \ 'связан с малой жизнеспособностью краски.
Второй вариант "двойного отверждения" предусматривает проведение следующих операций:
• очистка поверхности мебельных заготовок;
• нанесение с помощью валков активной грунтовки, содержащий пероксидных инициатор, с расходом 15-20 г/м2;
• нанесение наливом эмали, содержащей октоат кобальта в сочетании с фотоинициаторы, с расходом 150 - 200 г/м2;
• конвекционное сушки и предыдущая желатинизации при 20-800С в течение 4 мин;
• УФ-отверждения: сначала ртутной лампой ТL-05 низкого давления, затем ртутными лампами высокого давления.
Эти новые разработки позволяют итальянским мебельщикам за один год окрашивать пигментированных ЛКМ несколько миллионов квадратных метров поверхности мебельных заготовок.
Особое место среди фототверднучих ЛКМ принадлежит водорастворимыми и водоэмульсионных системам. Большим преимуществом водных ЛКМ УФ-сушки возможность формирования на их основе тонкослойных покрытий, в том числе пигментированных и матовых. Такие ЛКМ последнее время нашли применение и в производстве мебели.
Технология отделки мебельных заготовок водными композициями УФ-сушки включает стадию предварительного испарения воды с покрытия при 50-600 Со течение 5 мин, после чего затвердевание осуществляется обычным способом с помощью УФ-излучения. Фирмы ICI, Akzo Nobel, Votteller и другие предлагают для отделки мебельных щитов акрилуретанови водные дисперсии, которые после нанесения валками, наливом или распылением отвердевают УФ-излучением или потоком ускоренных электронов. Готовые покрытия характеризуются жесткостью и абразивостийкистю.
Несмотря на более высокую энергоемкость процесса сушки водных ЛКМ сравнению с обычными фототверднучимы и традиционными органичнорозчиннимы системами, стоимость отделки единицы поверхности с учетом ряда факторов (повышенный сухой остаток, экономия на рециркуляции воздуха и утилизации растворителей) вполне приемлема относительно показателей для других ЛКМ:
