Клеевые материалы для мембранно-вакуумного прессования
Постоянно растущие требования к повышению качества современной мебели и улучшению ее внешнего вида требуют широкого использования в мебельном дизайне различных объемных элементов без стыков, отделанных одним и тем же облицовочным материалом. Среди используемых технологий 3D-облицовывание остается вне конкуренции по сравнению с традиционными способами отделки неплоских и рельефных элементов мебели лакокрасочными материалами.
Суть облицовывания неплоских поверхностей состоит в следующем. Облицовочный материал должен быть с определенным усилием плотно прижат к поверхности детали и выдержан до полного отверждения клея.
Процесс 3D-облицовывания включает нанесение клея на заготовку, его сушку, сборку прессуемого пакета, разогрев пленки и клея, прижатие прогретой пленки к поверхности рельефа заготовки за счет разности давления, выдержку, снятие давления, разрезание пленки (разделение деталей) и обрезку свесов. В этой технологии существует масса тонкостей, определяющих оснащение используемого оборудования, а также применяемых при облицовывании приемов и материалов.
Составляющие 3D-технологии
клей − это лишь одна из составляющих технологического процесса, от которой, конечно, зависит качество конечной продукции (в том числе при трехмерном облицовывании), но получить высококачественную продукцию можно только при строгом выполнении всех основных требований технологии». Оптимальные результаты, получаемые при прессовании, зависят от типа используемого пресса, температурного режима, прижимного давления, толщины пленки. Помимо соблюдения условий и режимов процесса необходимо должным образом обеспечить условия хранения и эксплуатации готового изделия.
Исходные материалы при 3D-облицовывании − древесная плита-основа, облицовочный материал и клей.
В качестве плиты-основы используют MDF. Это востребованный материал в производстве высококачественной мебели, особенно для изготовления рельефных мебельных деталей методом мембранно-вакуумного прессования.
Для облицовывания фасадов сложной формы в мембранных и вакуумных прессах используют: жесткие поливинилхлоридные (ПВХ) пленки, ПВХ-пленка − самая распространенная в настоящее время термопластичная пленка изготавливается из ПВХ. Благодаря современным технологиям прессования ПВХ-пленки весьма удобны в использовании: материал хорошо растягивается; при нанесении праймера на оборотную сторону пленки достигается отличное качество склеивания; по завершении прессования пленка не возвращается в исходное положение. Устанавливаемый температурный режим прессования зависит от теплостойкости самой пленки и различается у разных производителей.
Процесс 3D-облицовывания мебельных фасадов основан на свойстве ПВХ-пленки после нагревания приобретать пластичность, а после охлаждения сохранять форму того предмета, на который она нанесена.
С учетом этого свойства пленки построено прессовое оборудование для облицовывания фасадов. Разные конструкции прессов предполагают и разный принцип совмещения рабочего стола и нагревателя. В одних прессах подвижным является стол, в других − нагреватель. Различают два способа прогрева пленки: контактный, когда она непосредственно соприкасается с нагревателем, и бесконтактный. Цель этой операции − обеспечить равномерный прогрев пленки до определенной температуры, рекомендованной производителем этого материала. Бесконтактный способ обеспечивает быстрый и равномерный прогрев пленки до температуры, рекомендованной производителем. После нагрева пленки начинается этап вакуумирования − удаления воздуха из полости между поверхностью рабочего стола и натянутой над заготовками пленкой. В результате атмосферное давление равномерно прижимает разогретую пленку к поверхности уложенных на столе заготовок, а температура, накопленная пленкой, активирует клеевой слой. По окончании периода выдержки под давлением (2−3 мин) процесс приклеивания пленки заканчивается. После завершения этапа прессования и остывания пленки по контуру детали обрезаются излишки пленки.
Во всем этом процессе главным условием обеспечения качества конечной продукции является, способность прессового оборудования достигать требуемых для клея и облицовочного материала (пленки) параметров (температуры, давления), поддерживать их в течение заданного времени на всей площади изделий. Отклонения от заданной технологии, безусловно, отрицательно сказываются на качестве выпускаемой продукции.
В последнее время среди российских покупателей растет спрос на мебель с высокоглянцевой отделкой. Идеальная глянцевая поверхность древесных материалов, которые используются для производства мебели, дает широкий простор для дизайнерских фантазий, реализация которых может преобразить интерьер любого помещения. Для получения высокоглянцевых мебельных фасадов в мембранно-вакуумных прессах широко используются ПВХ-пленки. В облицовывании высокоглянцевых фасадов ПВХ-пленками наилучший результат достигается при использовании новых полиуретановых клеев с низкой температурой активации.
Клеи для мембранно-вакуумного прессования (3D-технология) используются при облицовывании рельефных поверхностей таких деталей мебели, как объемные фасады, филенки дверных полотен, закругленные столешницы и т. д. Изделия с подобными элементами популярны и востребованы на мебельном рынке.
Различают однокомпонентные и двухкомпонентные клеи для 3D-облицовывания. Достоинства однокомпонентных клеев: неограниченная жизнеспособность, теплостойкость клеевого шва до 85−100 °С
Двухкомпонентные клеи используют с изоцианатным отвердителем, который существенно повышает теплостойкость клеевого соединения (до 90−120 °С), стойкость клеевого слоя к воздействию воды, а также к маслам и растворителям. Применение отвердителя целесообразно при производстве мебели, эксплуатируемой в агрессивных средах. Например, эта технология эффективна при изготовлении мебельных фасадов для кухонь, так как предотвращает возможность отслоения облицовочного материала из-за того, что работающие бытовые приборы, находящиеся на кухне (газовая плита, микроволновая печь и т. п.), повышают температуру воздуха в помещении и, соответственно, облицованной поверхности. Это особенно важно учитывать при эксплуатации мебели с рельефными фасадами в сырых и влажных помещениях при сильном тепловом воздействии (нагреве воздуха, сильном испарении влаги на кухне).
Клей обычно наносят методом распыления с помощью пистолета с соплом диаметром 1,2−2 мм. Диаметр сопла зависит от вязкости применяемого клея.
Нанесение клея происходит следующим образом: на кромки плиты и фрезерованный рисунок на пласти плиты клей наносится в два слоя с расходом 100 г/м2, а на ровную поверхность − в один слой с расходом 50 г/м2. При нанесении на поверхность плиты клей может подсушиваться в течение 20−30 мин, и плита с нанесенным на нее клеевым слоем может находиться в таком состоянии до нескольких суток.
Двухкомпонентные клеи
Работая с двухкомпонентными клеями, необходимо соблюдать следующие правила. При подготовке смеси следует тщательно перемешать клей с отвердителем в течение двух-трех минут. Как правило, упаковки двухкомпонентных клеевых систем производители выпускают в комплекте с дозаторами, что обеспечивает добавление в клей точного количества отвердителя. Клей перемешивают вручную или при помощи механизма. Затем смесь отфильтровывают в нагнетательный бачок через четыре слоя марли или фильтр с ячейками диаметром 300 мкм. Фильтровать смесь необходимо для достижения однородности клеевого состава. В нефильтрованном клее могут оставаться неразмешанные частицы, которые при использовании такой смеси непременно забьют сопла клеенаносящего оборудования.
Для нанесения клея на облицовываемую поверхность используют распылительные пистолеты. Правильный выбор размера сопла пистолета имеет решающее значение для работы с клеями низкой вязкости (до 1000−1200 мПа•с) и почти не имеет особого значения при использовании клея с вязкостью около 2000 мПа•с и выше. Давление воздуха на пистолет должно составлять 2,0−2,5 бар, давление на нагнетательный бачок − 4,5−5,0 бар.
В основном мебельные фасады изготавливают фрезерованными. Рисунок, вырезанный фрезой обрабатывающего центра, необходимо тщательно отшлифовать при помощи шлифовальной губки с зернистостью 100−120. После шлифования деталь очищают от пыли. Помещение, предназначенное для нанесения клея на детали, должно быть оборудовано распылительной кабиной с гидрозавесой или сухим фильтром. Качество облицовываемой поверхности будет выше, если помещение для клеенанесения изолировать от основного цеха, что минимизирует попадание пыли на деталь.
Кромка облицовываемой детали отличается большей впитываемостью, чем пласть, поэтому готовую смесь (основа + отвердитель) сначала наносят на кромку в два слоя, без промежуточной сушки. После этого клей наносится на фрезерованный рисунок детали. И здесь также есть свои особенности: сначала клей наносят на две долевые части рисунка, разворачивают деталь на 90° и наносят клей на две поперечные части. Операцию выполняют дважды.
Затем клей наносится на пласть детали. Детали с нанесенным клеем помещаются на стеллажи для подсыхания. Продолжительность сушки − от получаса до восьми часов. Детали после нанесения клея шлифовать нельзя.
В положенный срок стеллажи с деталями подаются на участок прессования. Детали укладываются на рабочий стол пресса, на подложку, затем с размоточного устройства подается пленочный материал. Запрессовка деталей производится в соответствии с технологическим режимом предприятия. При прессовании необходимо контролировать температуру прогрева облицовочного материала и температуру активации клея. От того, насколько точно подобран режим прессования, зависят качество склеивания и теплостойкость клеевого соединения. При недостаточном прогреве происходит побеление облицовочного материала на кромках фрезерованного рисунка и кромках щита. Неверно подобранный режим прессования не позволяет реактивировать клей в достаточной мере.
После прессования детали обрезают по периметру и укладывают на стеллажи для остывания в течение 2−5 мин. Затем обрезают свесы пленки, детали очищают от остатков клея и укладывают на подстопное место для отгрузки на склад готовой продукции или в мебельный цех.
Готовые детали достигают максимальной термостойкости спустя три дня. Тест на термоустойчивость готовых деталей должен проводиться через семь дней после операции облицовывания
Более низкие температуры ведут к повышению вязкости клея. Клеевая смесь наносится с помощью специального пистолета-распылителя (диаметр сопла − 1−1,5 мм). Давление в системе подачи клея не должно превышать 2 бар. Специалисты советуют использовать ручные распылительные пистолеты с низким давлением и диаметром сопла 1,2−2,2 мм − в зависимости от вязкости применяемого клея. Давление в распылителе должно составлять 3−5 бар. Целесообразно применять специальные распылительные или сушильные камеры.
. Можно выделить следующие достоинства 2К-систем: по сравнению с 1К-системами они более стабильны во времени − меньше подвержены увеличению вязкости и снижению клеящей способности. Изменение свойств 2К-системы при длительном хранении на складе потребителя мало-вероятно, тогда как свойства 1К-системы, в состав которой введен отвердитель, к концу срока годности могут измениться. Несмотря на новые разработки с целью удешевления клеевых продуктов, при производстве 1К-систем используется более дорогое сырье, чем при изготовлении 2К-клеев. Кроме того, сама технология изготовления 1К-системы более затратна для производителей. Двухкомпонентный клей, как правило, дешевле, чем равноценная ему по характеристикам 1К-система. Для крупных потребителей, которым ежемесячно требуются тонны клея, разница в стоимости таких материалов имеет большое значение.