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橡木开放式涂装机械化流水线的设计与应用,介绍了橡木开放式涂装对涂料的要求,中国机械网,okmao.com
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橡木开放式涂装机械化流水线的设计与应用,介绍了橡木开放式涂装对涂料的要求
2020年03月15日    阅读量:658    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

0 前言

近段时间来,几乎是全国各地都出现“一工难求”的现象,尤其是经济发达的地区,“招工难”一时成为企业最为头痛的第一大事。作为大多依靠人工来完成的家具加工企业来说,“招工难”问题也逐渐开始显现,不仅表现在日益升高的人力成本,还表现在订单数量增加后熟练工的缺少而导致的延迟发货;


具有一定规模的家具加工企业都开始向机械化发展,其中最具有代表性的就是橱柜、百叶窗、衣柜以及室内门加工企业,因为橱柜、百叶窗、衣柜和室内门相对造型比较简单,非常适合采用UV涂料进行涂装,即使采用PU涂料或NC涂料涂装,现在也有成熟的加工、打磨以及涂装设备。


水性木器涂料可以说是目前为止最为绿色环境友好的涂料中国机械网okmao.com。如果把水性木器涂料和机械化涂装有机结合起来,以绿色环境友好的水性木器涂料(包括着色体系)替代VOC含量高的PU、NC传统型涂料,以高效的机械化涂装方式替代效率低的手工操作,建立一套环保、高效、节能且具有高性能的水性木器机械化涂装体系,就可以很好地解决人力成本上升和日益恶化的环境问题。


2015年家具流行趋势之一是强调原木肌理,也就是所谓的开放式涂装,水性木器涂料恰恰最适合表现开放式涂装效果。橡木实木以及橡木贴皮素材具有漂亮的纹理,采用水性木器涂料进行开放式涂装,把橡木清晰的纹理可以更好地显现给消费者。


笔者针对橡木开放式涂装对流水线进行了规划设计,该流水线以机械化设备为主,人工为辅,具有极高的生产效率,已经在某大型家具加工企业成功应用。


1 适用家具类型

其实就水性木器涂料的特点来讲,不是所有类型的家具都适合采用其进行涂装,就更不用说采用机械化流水线涂装了。结合现阶段水性木器涂料的性能与家具加工制造设备,适合用水性木器涂料做机械化涂装的主要是以可拆装的板式(平面型)家具为主,有部分小型的异型件也可以采用机械化流水线涂装,例如椅子、衣架等,但是效率没有板式家具采用机械化效率高。


就素材来说,以深导管类木材为主,例如榆木、橡木、水曲柳等。此类木材具有清晰的纹理,较深的木孔,常用作开放式涂装首选素材。而水性木器涂料由于本身填充性一般,不太适合做封闭式涂装效果,但正好适合上述素材做开放式涂装。根据上面所述,笔者选择了市场上广受消费者青睐的开放式橡木家具作为涂装对象。


2 水性木器涂料种类及选择

常见的水性木器涂料有以下几种:单组分、双组分和水性UV。


2.1 单组分体系

单组分体系从成膜物质上分有很多种,例如水性丙烯酸体系、水性聚氨酯体系、水性醇酸体系以及水性丙烯酸聚氨酯体系。最适合使用开放效果涂装的水性树脂体系为水性聚氨酯分散体,该类树脂具有优异的耐磨性,并且抗粘连性能极佳,几乎不需要后添加成膜助剂,干燥速度快,而且树脂粒径小,具有优异的基材润湿效果。而且表观一般是透明的,施工后涂膜透明度也很好,能更好地显现原木纹理


。但是单组分体系涂膜的性能一般,其耐化学品性、硬度以及抗划伤性达不到某些家具的要求,一般常用来做打磨底漆,也可以做一些对耐化学品、硬度和抗划伤要求不高的家具面漆,例如衣柜、餐椅、儿童床等。


2.2 双组分体系

双组分体系属于交联型涂料,通过交联,涂膜致密性得到了极大的改善,最终的涂膜理化性能甚至已经达到了溶剂型PU涂料的效果,具有极佳的耐化学品性、硬度、丰满度以及抗划伤性。


但是由于水性木器涂料体系的限制,尤其是固化交联剂的限制,双组分水性木器涂料干燥较慢,容易起“痱子”,而且使用起来也没有单组分体系方便,所以,双组分体系适合做一些对耐化学品性、硬度、丰满度以及抗划伤性要求高的桌面、浴室用具等的面漆的涂装。双组分体系成本也较单组分高。


2.3 水性UV体系

水性UV木器涂料体系是近几年国内新开发的环境友好型涂料,结合了传统型UV涂料干燥快、物化性能好和水性木器涂料绿色环保两者的优点,具有干燥快、抗压好、耐化学品性优和优秀的抗划伤性能等特点。


由于水性UV树脂的特殊渗透性,水性UV木器涂料适合做开放效果涂装,不适宜做封闭式涂装,尤其水性UV树脂不适宜做填充底漆产品。相对于单组分体系,水性UV木器涂料体系可以大大缩短打包时间,但是相对成本较高。


为了最大程度提高生产效率,笔者选择了两种涂装方案:


第一种方案为“单组分封闭底漆+水性底着色剂+水性单组分打磨底漆+水性单组分面漆”,此种方案适用对耐划伤、耐化学品和硬度没有特殊要求的物件的涂装;

第二种方案为“单组分封闭底漆+水性底着色剂+水性单组分打磨底漆+水性UV面漆”,此种方案适用对耐划伤、耐化学品和硬度有特殊要求的物件的涂装,例如餐桌、茶几、办公桌面等。


3 涂装工艺流程

开放式涂装工艺相对简单,所以特别适合进行机械化流水线涂装。简单工艺流程如下:素材抛光(刷导管)-打磨-封闭底漆-强制干燥-颜色-毛刷机匀色-强制干燥-打磨-打磨底漆-强制干燥-打磨-面漆-强制干燥(如果采用水性UV,则强制干燥后加光固化)。为了更好地适应机械化涂装,上述工艺流程把最难用机器操作的面修色取消掉了,直接在底色上做足颜色,既满足了机械化涂装的要求,又简化了工艺流程,降低了总体涂装成本。


4 设备排布及参数设定

要想最大限度提高生产效率,设备的选择与排布是至关重要的,下面就对橡木开放式涂装的设备排布做详细介绍。

4.1 水性透明色开放涂装工艺流程及参数表(见表1)

橡木开放式涂装机械化流水线的设计与应用,介绍了橡木开放式涂装对涂料的要求 中国机械网,okmao.com

水性透明色开放涂装工艺流程及参数表

如果采用水性UV面漆,则11工序后的涂装流程如表2。

采用水性UV面漆后的涂装流程

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可以看出,单组分面漆与水性UV面漆的最大区别就是水性UV面漆在强制干燥后面要加UV光固化机,包装时间大大缩短,甚至可以满足下机即可包装。

4.2 涂装生产线

4.2.1 封闭底漆涂装生产线(见图1)

封闭底漆涂装生产线

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4.2.2 底着色涂装生产线(见图2)

底着色涂装生产线

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4.2.3 打磨底漆涂装生产线(见图3)

打磨底漆涂装生产线

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4.2.4 水性单组分面漆涂装生产线(见图4)

水性单组分面漆涂装生产线

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4.2.5 水性UV面漆涂装生产线(见图5)

水性UV面漆涂装生产线

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5 产品配方设计

5.1 封闭底漆

封闭底漆的作用主要是起到锚定毛刺的作用,主要是树脂体系的选择。笔者通过实践得出的结论是,尽量选择粒径细、硬度高、涂膜致密性高的水性树脂,并且与水性色精和色浆具有优异的相容性,例如特殊改性丙烯酸分散体、醇酸改性水性聚氨酯分散体等;


其次就是基材润湿剂添加量要加大,改进封闭底漆的入孔性能;还有就是成膜助剂选择快干、润湿性好的,总地来说就是让封闭底漆更好地渗透到素材中去。


5.2 底着色剂

底着色剂在上述涂装体系中起到举足轻重的作用,要求可以采用辊涂的方式进行施工,而且具有优异的着色力、展色力以及附着力。配方设计上主要从3个方面来改善、一是树脂的选择,可以选择粒径细的树脂,而且要具有良好的成膜性、柔韧性和附着力;

二是加入适量的填料,主要作用是增加底色的层次感和着色力;三是加入适当的助溶剂来延长底着色剂的开放时间,改善施工性能,不能施工后马上就干导致黏辊而不易操作。


5.3 颜色体系

颜色体系在整个涂装体系中与底着色剂相辅相成,为了显现木材的纹理,可以选择颜料系,但是选择的颜料系必须具有优秀的透明性和鲜艳度,不然,做出来的家具没有层次感,透明度不好,不能把木材原有的纹理显现给消费者,降低了原木的价值。


5.4 打磨底漆

打磨底漆树脂尽量选择水性聚氨酯分散体类型的,该类树脂具有优异的渗透性和透明性,可以很好地解决入孔性问题。需要注意的一点,既不能影响涂膜的通透性又需要兼顾涂装的生产效率,打磨底漆里尽量不要添加打磨助剂,就需要所选择的树脂具有优异的打磨性、优秀的硬度和干燥性。


5.5 透明面漆

透明面漆是整个家具优劣直接的体现,好的透明面漆具有优异的透明度、硬度、耐化学品性和抗划伤性。单组分体系可以选择水性丙烯酸聚氨酯分散体,该类型水性树脂具有优异的硬度、透明度和耐化学品性,而且需要选择粒径小的产品,这样才能达到更佳的入孔性能;


其次,配方添加适量的蜡助剂来提高面漆的抗划伤性,但是前提条件是不能影响透明度。水性UV体系具有非常好的硬度、耐磨性和耐化学品性,所以,一些对涂膜要求高的家具可以采用水性UV面漆,水性UV面漆的树脂体系也尽量选择水性聚氨酯分散体或者水性聚氨酯丙烯酸分散体,这样才能做到优异的入孔性。


6 结语

其实不只是橡木开放式涂装可以选择上述机械化流水线涂装,像榆木、水曲柳、胡桃木等导管较深的素材做开放效果,都可以考虑采用本文设计的涂装流水线。采用水性木器涂料与机械化涂装流水线相结合进行家具涂装,大大提高了生产效率和产品质量稳定性,很好地解决了人力成本上升和日益恶化的环境问题。


水性木器涂料在橡木或其他深导管素材家具的机械化涂装的成功应用,对水性木器涂料应用领域的扩大和推广具有重要的意义,改善了居住环境,改善了施工人员的工作条件,是环境友好型涂料的首选产品。


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