浅谈高效涂装解决方案

烤漆门、烤漆饰品畅销;使用仿古漆重新着色旧家具增加其附加值……随着这些现象越来越普遍,喷涂工艺日益受到家具生产企业的重视。而如何实现环保、高效、低成本的涂装流程,也成为了值得思考的问题。本文将提出一些常见的难题并列举部分有效涂装解决方案,为有需要的企业提供相关参考信息—Sandy Sun

在家具制造的过程中,喷涂工艺技术得到了越来越广泛的应用,例如烤漆门(即喷漆后进烘房加温干燥工艺的油漆门板)和多种家用烤漆饰品等等,相信大家都不陌生,在制造这类家具的过程中,都需要使用到喷涂工艺。

据了解,烤漆家具最大的优点就是美观,它的色彩鲜艳,视觉冲击力强,有很强的外观吸引力。尽管它的基材是中密度纤维板,经过喷涂工艺后,其表面被打磨、上底漆、烘干、抛光之后,防潮、防水性能就会得到加强,而且涂层的稳定性、耐久性、耐摩擦性、耐腐蚀性良好,硬度高,并无需再进行封边工序。这类家具由于拥有了光洁度高的表面,非常容易清洁且不渗油,不褪色,久而久之,这类家具以其众多优点深受很多高端消费者的青睐。

由此不难看出,喷涂工艺技术在家装领域已经扮演着越来越重要的角色,它不仅应用范围广,也有助于家具制造商往高端市场突破。

然而,想要实现高效的涂装工艺且达到良好的效果并非易事,还要兼顾环保问题以及尽可能降低成本的投入。

我们需要了解清楚涂装行业需要解决哪些问题以及问题出现的原因,并提出相应的措施方案,有助于企业优化产品性能,丰富产品种类,达到开拓市场的目的。

 

涂装企业面临哪些困境?

在涂装过程中,企业会面对许多困难,如喷涂质量不合格出现瑕疵、由于环境温度湿度不稳定造成涂料面粘度太低且干燥能力不够、涂料平坦性不足、喷涂过程中产生污染等等。

如果涂料面的粘度不高,后期家具产品使用没多久便会出现掉漆现象。这就归因于没有使用符合要求的干燥设备将漆膜表面烘干彻底,一旦产品处于温度、湿度不宜的环境下,加上防流挂剂不足(防流挂剂是指可以提高油漆的粘度,在油漆固化或施工过程中可以阻止流挂的一类化合物),涂料面的稳定性就会变得很差。其次,喷涂方法错误,如喷射的幅度过于狭窄,涂装设备的喷头距离基材过近,反复喷涂一个区域,没有控制好喷射频率与位置导致漆膜过厚,也会降低涂料面的成型效果。倘若基材上涂料表面的平坦性不良,那极有可能是喷涂气压太低、涂料的粘度过高、采用干燥工艺时速度过快,或者喷涂设备的涂料输出量过少。

以上两点都与喷涂质量效果有关,改进喷涂工艺与设备,或让喷涂经验丰富的操作员进行作业,可以在一定程度上弥补这些缺陷。而现在很多企业面临更棘手的问题是,他们需要保证涂料的环保性,降低喷涂过程中的污染,还要有效控制成本。喷漆时会产生的污染物主要有挥发性有机化合物VOCs、天那水(又名香蕉水,其主要成分是酯类,具有香蕉般的气味)、甲醛、重金属等等。人一旦与这类有害物质接触,就会被破坏人体的造血机能,刺激人的眼睛、鼻子,它们都具有潜在致癌性,严重伤害消费者的健康。同时,这类物质还会造成城市灰霾和光化学烟雾,不利于生存环境。因此,喷涂的过程中如果没有解决涂料的安全环保问题,造成有害物质残留在基材与家具成品上,会引发一系列负面连锁反应:产品危及消费者健康,人们不再购买该企业的任何产品并互相传播它的缺点与害处,维护多年的企业形象与口碑有可能被毁于一旦。

也许我们可以简单地认为,加工企业只要采购环保的涂料,引进高科技喷涂技术系统不就可以解决问题了吗?理论上是可行的,但对于很多公司,尤其是中小企业而言,动辄花费几十万只为购入一台设备是不现实的。我们需要通过力所能及的、相对简便的方法,来尽可能解决这些难题。

 

改进技术层面

首先,根据上文提到的涂料面质量不过关问题,调整并改进喷涂技术是最直接有效的方法。引进国内外高新技术企业研发的喷涂设备,包括自动喷涂设备、喷涂/喷粉机器人、多轴喷涂往复机、无尘喷涂线等等。有些生产商还会提供全套喷涂系统,如自动输送线、送风系统、烘干隧道炉、冷却系统、废水废气处理系统等,既大幅度节省喷涂过程中涂料的使用量,保证涂料面的质量与稳定性,有了专业的排污体系,还能缓解环保压力。

但实际上有很多企业预算不足,尚不具备往自动化、智能化方向转型的条件,无法引入理想的技术设备,他们比较依赖人工作业。那就需要提高作业人员的经验技术,加强专业知识的培训,罗列出工作中常见的问题。事先应充分地做好准备工作,了解正确的喷涂方法,调整喷涂设备喷头的窄宽度和吐出量的运行速度;在喷涂的过程中,根据实际情况及时修正喷涂距离,喷头与基材的距离过近或过远容易造成漆膜过厚或过薄;除此之外,设备的喷涂次数与频率也要一边观察涂刷效果一边进行细微调节;同时,在进行作业时需佩戴手套,不要直接用手接触涂料,也不要让压缩机的油水混入涂料;待喷涂作业结束后,应定期对流水线和设备实施保养,保持干净整洁,降低外围工厂及室内污染。需要注意的是,在清洁过程中不能使用高挥发油脂类制品,以免引发安全隐患。

不难发现,相比人工作业,采用智能化设备可以更加精准地把控喷涂流程,避免工作失误和产品缺陷,全方面提升喷涂质量,并且解决环保难题。可采用渐进式改进的方法,逐步减少人工成本并将其转换成高新设备的投资金额,从半智能化半自动化做起,辅导工作人员学会操作设备而无需与之前一样用手工进行喷涂作业,逐步优化工艺效率改进涂料面与家具质量,随着产品销量提高带动企业利润的提升,久而久之,再往全自动化工厂的方向推进。我们应相信,转型并非一蹴而就,而是长期不断努力、转变、改进的过程,并且最终转型的成效一定是非常可观的。

 

涂装方式的变革

除了技术、设备、人为因素外,还能影响喷涂质量的,便是涂装方式。现阶段,通过技术引进并与国外技术交流,国内的静电喷涂、热喷涂技术、粉末喷涂技术已经得到了研制和推广,特别是在中国家电行业、日用五金、钢制家具,铝材构件、电器产品、汽车工业等领域更是蓬勃发展。

静电喷涂法与通常的粉末静电喷涂一样,根据卷材的宽度和线速来确定喷枪的数量和排布,利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下荷负电,并吸附于荷正电基底表面放电,在高压静电场喷涂时,带有负电荷的涂料微粒,会沿着电力线方向被涂饰到工件表面上。通过施工现场可以发现,采用静电喷涂法基本上没有涂料射流反弹和漆雾飞散现象,漆雾损失很小,涂料利用率非常高。由于高压静电场的作用,涂料微粒分散度高,在射流中分布也比较均匀,因而能够得到平整、光泽的漆膜,且涂料在基材上的附着力较高。

热喷涂技术的原理是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层。该技术不受基体的限制,可以应用于热喷涂的基体材料种类繁多,包括金属、陶瓷、水泥、耐火材料、石料、石膏等无机材料,以及塑料、橡胶、木材、纸张等有机材料,其涂层沉积速率快,厚度可控,相比其他喷涂方式,这种喷涂工艺限制性小,操作起来比较便捷,也有助于达到节约成本的目的。

粉末喷涂是近几年很多企业津津乐道的喷涂作业方式。它的原理是用喷粉设备或者静电喷塑机,将粉末涂料喷涂到工件的表面,在静电作用下,粉末会均匀地被吸附至基材表面,形成粉状的涂层;粉状涂层经过高温烘烤流平固化,最终形成效果各异的涂层;粉末喷涂的喷涂效果相比传统的喷涂工艺更佳,涂料面的机械强度、附着力、耐腐蚀性、抗老化性等优势明显。实验表明,经过该工艺形成的漆膜,能长期经受强烈紫外辐射和酸雨的侵蚀且不出现涂层粉化、褪色、脱落等现象。

在这里还需要介绍一种极具潜力的涂装工艺,即UV光固化涂装方式。传统的热固化喷涂方式是采用加热方式固化,而UV涂装工艺是在材料表面涂上一层UV涂料,通过紫外线的辐射,使涂料交联、结膜并固化,且固化的成功率比较高,已经在很多行业中被成功应用。这里的UV指的就是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文简称。UV固化工艺充分利用了光化学反应,通过一定强度的紫外光照射,能够在瞬间固化油墨、涂料、胶等相关化学品。随着技术发展,UV光固化涂装生产线对品质和无尘的要求也越来越高,它可以减少能源浪费,产生的废料较少,在涂装过程中不会有溶剂的挥发,这几点证明了该工艺的环保特性。此外,由于采用UV涂装工艺,涂料固化时间被大幅度缩短,这将有效提升加工效率,从而降低企业运营成本。

然而,即使这项工艺优点诸多,但仍未被充分应用于木器涂装领域。因为在木器家具涂装行业,涂料粘度可调节性差,这对施工产生限制,在喷涂过程中,需要借助溶剂稀释,如果使用的溶剂包含了可挥发性有机物(VOCs)等有害物质,结果是一样不利于环保的。因此,在喷涂过程中,涂料的选用也要尤其注意,不然容易“功亏一篑”。据相关资料介绍,新型水性UV树脂的出现,克服了之前UV涂装的很多缺陷,水性UV固化树脂在传统UV固化树脂的基础上引入了水性基团或链段,使树脂具有一定的吸水性和亲水性,具备了无溶剂臭味、无毒、无污染、操作方便、残胶易清理和储运安全方便等优点,是环保节能型UV固化树脂的发展方向。

国内涂装行业经过了多年的努力,已经掌握了大量核心技术,取得明显的进步,但还是存在着不少问题有待于解决,尤其是对于中小企业而言,在成本有限的情况下,仍需花费精力克服挫折并加强自主创新。今后的涂装行业将主要向减少污染、节能减排、提高工艺效率、改善涂层装饰性、保护性、功能性,以及涂装设备的通用化、系列化、自动化与智能化方向发展,这样才能突破瓶颈,在竞争中增强市场地位。

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