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    2017-07-06 08:41:39 來源:互聯網|0

    【威士伯講壇】美國專家談水性涂裝

      近年來隨著國家和民眾對清潔健康環境的要求越來越高,綠色環保涂裝越來越被擺上了各地監管部門和家具制造廠的日程上來。 有些重要城市的家具標桿工廠早已經走上了水性涂裝道路。還有更多的工廠收到了轉換的要求但不知如何開展,也有的已經開始油性轉水性涂裝,但在實踐中碰到了問題和困難。 如何在重大轉變過程中得到團隊上下重視,在實際操作過程中把握細節,確保轉換成功?作為涂料供應商,如何協助家具企業從溶劑型涂料順利轉換成水性涂料,我們有很多的技術和經驗準備和大家進行探討,為此,我們也特意邀請了業內知名的美國水性涂裝專家,Mr. Steve Kirk (寇司衛先生),和大家分享他的觀察和見解。 寇司衛先生曾先后任職于多家國際涂料企業,并且在大型家具制造廠擔任要職,非常熟悉家具色彩設計和制造,涂裝工

      以下內容為Steve Kirk 先生的觀察。

      中國多年來一直熱衷于對工業的擴張,立志使自己成為“世界工廠”,在追求效率和財富的同時,往往忽視了環境的問題。多年追隨這種心態的后果是對環境造成了可怕的傷害,給工人帶來了可能的健康問題,有的地方甚至對周邊地區的人民造成傷害。

      歐洲是最早認可和大量應用水性涂料的市場,歐洲家具業已經應用水性涂裝作為木質家具產品標準的先驅。在此我們要感謝最初推動水性涂裝的宜家家居。作為歐洲規模最大,知名度最高的品牌,他們為歐洲和其他國家樹立了行業典范,讓我們意識到來自于環境的壓力。

      正因為如此,中國政府早前認可了水性涂料的歐洲標準。許多在中國正在執行和實施的標準顯然是借鑒了宜家在其工廠廣泛使用的涂裝標準和步驟。對于那些制造和宜家同類型或近似家具的企業,使用這些標準是極好的。宜家的涂裝流程是使用非常低光澤的面漆(通常是5-15亮),簡單的2-4步就能完成的涂裝。其中大多數是純色(白色)或半透明木質色調,不像絕大多數美式涂裝強調清晰的紋路和豐富的色彩。

      隨著這些新標準在中國的一些地區實行(例如:北京、天津、上海、深圳),許多美式或其他色彩略為豐富的家具制造商對于這些新標準深感不安。他們所面臨的問題是:為達到色彩豐富的效果,通常他們的涂裝步驟更加繁瑣(基本需要6-14步驟才能完成),而對于凸顯“清晰-深色-明亮-豐富”的飾面,通常需要更高光澤的面漆來實現(20至80亮以上),有時對于硬度的要求也是目前水性涂裝難以企及的。很多家具制造商無法用水性涂料來復制出用溶劑型涂料所能達到的外觀和感覺,他們覺得很難從現有溶劑型涂裝(NC - PU體系)轉變到水性涂裝。

      由于環保和健康的原因,家具行業正經歷著前所未有的變化,這變化迫使家具制造商需要重新評估他們在市場中的地位以及是否在時間和金錢上進行投資,是否從溶劑型涂裝轉變為水性涂裝。對于這種轉變,我們需要有一個全面的考量,什么樣的涂料和設備以及技術支持,才能更好幫助家具制造商在此轉變中成功過渡。

      先來問兩個大家普遍希望了解的問題:

      問題一:水性木器涂料優于溶劑型涂料嗎?

      問題二:水性木器涂料比溶劑型涂料使用更方便嗎?

      以上兩個問題的答案都是否定的!溶劑型木器涂料比水性木器涂料具有更好的性能,且更方便使用。那么我們為什么要花那么多時間討論這個問題呢?要不是人們對環境問題重新重視起來,很少有廠家會考慮將溶劑型涂料換成水性木器涂料。

      一些重點城市是這種更換趨勢的發源地。這種趨勢會波及到哪些省份,范圍會有多大,還需要時間來證明。

      火災和工作相關的危害一直是人們傾向于使用更環保安全的涂料的主要考慮因素,比如選用水性涂料。

      依靠發生一些災難后才能改變地方政府和行業領導者的觀念是不可取的。但如果制造商是負責任的工廠,他們愿意關心員工的福利,也是促成這一變革運動的推力。

      不要誤會我的意思,水性涂料的確是未來的趨勢……但如果制造商能夠負責任地管理工廠,那么在未來人們仍然能繼續使用溶劑型涂料,其結果也會大不相同。

      我曾在無數的工廠里看到,工廠里的員工在糟糕的環境下工作,溶劑煙霧遍布整個車間,使用舊的有時會失靈的設備(如噴漆臺),這些都是導致危險事故的首要因素。

      你猜怎么著?當事故發生時(遲早會發生),當地政府和消防官員會威脅工廠,要求他們要么關閉工廠,要么立即改為生產水性涂料!這是一個讓人惋惜的結局…如果管理層在車間維護工作上更負責,能很好地處理溶劑型涂料,進行設備保養,提高員工的工作條件和環境意識,對廢棄排放能進行更好的處理,他們將仍有可能仍然繼續生產溶劑型涂料。我們都是“習慣性動物”,如果工廠能習慣性地收拾工作環境,保持良好的工作習慣,工人在安全整潔的工作環境中,其工作效率將會得到提高。

      但事情已經發生,我們已經處在需要將溶劑型涂料更換為水性涂料的趨勢變革中。決定已經做出,沒有回頭的路!那么現在,我們面對這不方便使用、外觀和體驗都不如溶劑型涂料的水性涂料時,該怎么做呢?

      這些問題將是我們在這次討論中重點交流的問題,如何成功地轉換為水性木器涂料?這場變革真正需要做的改變是什么?我們需要什么設備來完成轉變?如何得到像溶劑型涂料一樣的外觀和體驗?面對這場變革,涂料行業是否準備好了?設備提供商是否真正了解他們要賣的產品?這些問題都將會得到答案,不過也有可能是錯誤的答案,但人們仍會把資源和經驗投入到水性涂料項目上。

      是的,我們終將在使用水性木器涂料這一趨勢中取得成功!!

      做出改變:我們首先需要做什么?“意識”

      現在讓我們討論一下從溶劑型木器涂料過渡到水性涂料需要做什么樣的改變?

      我們需要做很多工作。需要暫停溶劑型涂料,以騰出新的空間,應對變化。我們需要從整體上關注水性涂料,如生產它的工作環境,涂裝的過程,因為整個過程會同使用溶劑型涂料有所不同。

      “決定”從溶劑型涂料轉變為水性涂料的深層原因是,人們需要產品更加現代化、高級和更環保,并不是迫于政府的壓力而做出改變。如果大部分的變更決定是出于制造商的意圖,那么改變可能會更成功。但如果只是因為地方政府的壓力,那么實際的成功率可能會下降。成功率下降是因為制造業將只著眼于滿足當地政府要求……意味著VOC排放水平和防范火災隱患的水平都會得到提高,但是在涂裝過程中,可能沒注意選用更合適的設備、施工環境、以及對涂料產品正確地使用和管理。這就是所謂的“心態”。影響成功的因素很多,如果我們沒有適當的關注,就很難達到預期的效果。

      改用水性涂料很重要,你要么100%成功,要么100%不成功。你需要拋棄過去的思考方式來操作,需要做一些必要的改變,而不是認為通過新的地方政府法規就可以了。不要誤會我的意思,專注于VOC和防范火災危險的確非常重要,但僅僅做這些遠遠不夠!你可能已經通過了新的環保法規規定,但這并不代表你能滿足你和你的客戶的期望,你要考慮最終成品的外觀和體驗。

      我們需要完整地“融入”從溶劑型改為水性涂料的改變。從車間主管到公司的上層管理者都需要接受這個變化。如果只是上層管理者接受了這個理念,沒有得到部門經理和基層的真正的支持和理解,恐怕效果也不會很好。重要的部門包括:

      1.物料儲存部門

      2.調油室

      3.白身組裝和膠合部門

      4.白身拋光部門

      5.涂裝部門

      6.修理部門

      7.包裝部門

      我們需要確保上述部門負責人了解水性涂料的變化,以及為什么需要在他們的特定領域內引入這一新的方法和程序,以確保我們的最終結果可以達到客戶的期望。

      我們現在準備討論更詳細的準備工作,以便轉變到水性涂料,因為這將影響到下一個環節的工作。

      做出改變:物料儲存/調漆室

      水性涂料對低溫非常敏感,必須存放在能夠進行溫度控制的環境中。換句話說,倉庫的溫度最好不低于15攝氏度。許多涂料供應商會在他們的儲運條件中要求不低于0攝氏度或5攝氏度,這些已經是是非常極端的條件,但不意味著儲運保持在這溫度范圍內就沒有問題。但是,這是水性涂料的最低的要求,因為一旦產品凍結,產品內的樹脂和配方已經遭到破壞,產品質量會受到了嚴重影響,不能返回到可以使用的形態。因此,我們需要存儲溫度控制在15攝氏度。

      在冬季,涂料供應商也應確保儲運或使用中的涂料保持在合適的溫度范圍內。由于運輸時間較長,貨運公司傾向于將涂料產品和其它產品混合運輸,以節省資金和提高效率,所以需要確保運輸途中能達到最低溫度。如在華北地區的冬天里長距離運輸,天氣狀況是非常難以預測的,因此要懂得保護產品。

      同樣,溫度控制在攪拌和倉儲過程中也非常重要。應盡可能地在噴涂前的短時間內混合水性涂料。水性涂料同溶劑型涂料的混合要求不同,水性涂料需要使用不銹鋼混合設備/塑料和玻璃容器/加熱設備/不同尺寸的網孔過濾器/小型烤箱/清潔溶劑。

      你需要在不銹鋼容器或塑料容器內混合水性涂料,使用其它材質缸筒會導致缸筒生銹或污染水性涂料。需要著重提醒的是,如果是在1至4天后才會使用涂料,不要提前混合。因為一旦把水添加到水性涂料中,那么在之后的1周內,水性涂料有可能在容器內凝固。并且沒有人能夠保證所使用的水的實際化學成分,因為正常過濾或未過濾的水都有可能被送進工廠或調漆房。所以請不要使用被污染或骯臟的水!物料混合后,容器頂部封蓋要保持密封,以防止任何污染或有機粉塵或化學物質進入。換句話說,水性涂料很容易被污染而變得不可用。因此,操作環境很重要,我們必須仔細檢查調漆房的運作環境,因為這是整個操作流程的最初環節。

      在調漆房內,要有加熱設備來保證調漆房溫度不低于15攝氏度。

      使用不同大小的網格過濾器對保證水性底漆和面漆的質量來說也是非常重要的。小的顆粒會很容易從攪拌設備和容器內混到你的新材料中,在開始使用水性涂料前,必須準備好所有口徑網格的油漆過濾器。像在溶劑型涂料中一樣,小干顆粒不會溶解,確保你發送到生產線上的涂料完全干凈沒有顆粒的唯一辦法就是讓涂料過一遍篩網。知道這是一項額外的工作,但它確實需要成為整個程序的一部分工作,所以不妨適應它,并把它納入早期的規劃中。

      如果您需要在產品送往操作線之前檢測產品,強烈建議工廠購買一個小烤箱以烘干涂層或噴涂面板。這樣你就可以模擬操作條件和烘箱溫度,以確定產品是否符合混合要求(干燥時間)。如果沒有烘箱,你將無法確定混合產品的干燥時間,很可能產品并不適應在操作環境中使用。

      所有混合設備和容器使用后應立即清洗,以避免顆粒凝固在設備或容器上。最好是馬上用溫水清洗。但是,如果由于某種原因,仍然有顆粒凝固在容器表面,可以進行以下操作:先用丁酮或丙酮清洗。這種方法能非常快速地清洗所有顆粒。然后用酒精清洗設備上的丁酮或丙酮。最后用普通水沖洗。因此,具體情況可能是,丁酮或酒精將清潔顆粒,酒精將清除丁酮或丙酮,水會清除酒精。一步步進行這些操作。您也可以使用上述操作清洗噴涂設備。

      作出改變:白身組裝和上膠

      接下來討論如何對白身進行預處理,以便后期的涂裝操作。在水性涂料使用過程中,每個步驟都至關重要。接下來我們討論的是:我們是否可以100%使用純水性涂裝系統,或者,必須使用油水混合涂裝系統。 純水系統即從填土、底漆、仿古漆一直到面漆都是水性的,而油水混合涂裝系統則是在油性的填充劑、著色劑(包括不起毛著色劑、杜洛著色劑、底色著色劑)以及頭度底漆(可以是硝基或乙烯基或改性PU)之后,使用水性涂裝系統,例如從水性仿古漆開始一直到水性面漆。

      如果工廠人員在白身組裝或上膠時操作不當,很可能將無法使用的純水性裝。如果膠水在裝配時污染了涂裝面,或者沒有被徹底清理干凈,又或者砂光不徹底,都將對之后的涂裝產生嚴重的影響。水性染色劑沒有辦法對膠水印跡以下的木材進行著色,所以最終會會讓著色之后的木材顯得斑駁不堪,這也意味著你不得不花費大量時間來修復這些膠痕。如果使用混合水性涂料,同樣會有一些膠水印跡,這些印跡雖然不能用溶劑型著色劑完全覆蓋,但程度會比純水涂裝輕得多,也就可以節省大量修復時間。問題是,在國內有些地區迫于地方政府更高要求的環保標準,不封客戶將不能使用油水混合涂裝系統,而必須使用純水性涂裝,否則勒令停產。

      我們該怎么辦?如何提高產品的組裝質量和溢膠現象?如何避免產生惱人的膠痕?我個人的觀點是,這個問題不單在水性涂裝時有,在溶劑型涂裝時也是問題,只是,在溶劑型涂裝系統中顯得沒有那么嚴重。我們可以加強組裝和上膠的品質要求;我們可以加強白身砂光的質量要求,我們甚至可以提高在砂光區的照明情況(讓工人能夠更清晰地看清膠痕)。但是,一定還有那么一些幾率產生膠痕,在最后涂裝工序中產生嚴重影響。是否我們的涂裝操作員有足夠的責任心,在上著色劑的工序時能夠發現問題?他們可能會,但也可能不會,無論如何,都已經于事無補了。更糟糕的是,如果繼續下面的涂裝工序,最終會在質量檢驗時因為產品存在膠痕才被發現。那么,返修的噩夢就會開始了。

      現在,有一個小技巧能對去除膠痕幫助很大。無論使用水性涂料還是溶劑型涂料都會很有效果。我發現中國的很多廠家都沒有使用這種辦法,并不是因為不湊效,而是因為這個方法還沒有很好地介紹給制造商,讓制造商了解這個方法。 秘訣是:使用熒光木材膠!!什么?熒光木材膠?是的,在便攜式不可見光(主要是紫外光)燈下,使用這種熒光木材膠將清晰地顯示出沒砂光到的,或者沒清理干凈的膠痕。

      我在文末將它產品描述展示在這里,這種膠由美國富蘭克林膠水公司生產,但我認為其它公司也會生產類似的膠水,這種熒光染料不會影響涂裝效果,但如上所述,在紫外光燈下可以很容易地把膠痕顯示出來,從而在涂裝錢將它們全部打磨掉!

      做出改變:白身拋光/木材表面漲筋的預防

      現在我們來討論裝配和涂裝的問題,裝配和涂裝問題也是家具在最后交貨時遭到拒絕的重要因素之一。現在讓我們討論我們使用的涂料,并解決“漆痕”問題。我們如何對木材進行打磨,讓其為后續的水性涂裝程序做好準備呢?

      首先,因為我們使用的是水性涂料,這種涂料要比溶劑型涂料更易于讓木材表面變得粗糙。之前在使用溶劑型涂料時我們用240號砂紙打磨木材表面,這種方法同樣適用于使用水性涂料系統。先用240號砂紙打磨,之后再使用320號砂紙可以更好地提高打磨效果。如果是打磨實木或膠合板,我們可以在使用240號砂紙后再在家具表面噴一層水霧,這樣操作是有意讓木材表面導管翹起,等待大約30分鐘,再用320號砂紙打磨。這樣木材表面就足夠平滑,能夠滿足涂漆的要求。

      用水性涂料涂裝木材時,要選用什么類型的砂紙呢?對于白身打磨最好用氧化鋁砂紙而不要用碳化硅砂紙。氧化鋁砂紙將能使木材使光滑,能更好地削減白色木材表面的粗糙顆粒。而在涂漆之前使用碳化硅砂紙將有更好的效果。

      木材的水分也是木材產生粗糙感覺的一個因素。所以要確保組裝家具時的環境濕度控制在適當的標準(不超過12%)范圍內,并確保貫穿整個施工過程。我認為,對木材噴灑水霧以突出粗糙導管不會影響木材的含水率。

      一些涂料公司在他們的水性涂料配方中加入了一些酒精或丙酮。這對提高作業效果有幫助 ,但需要看當地環保部門是否是否溶劑型涂料的存在。因為有些人非常保守和嚴格,會認為涂料添加少量的酒精或丙酮就是溶劑涂料,因此禁止使用該涂料。工廠必須做好向政府部門匯報的準備,告知政府這是很小的比例,不會產生大量揮發性有機物問題等。

      做出改變:涂裝線/流程/重要提示

      前面討論了涂料的存儲條件,調漆房注意事項,以及白身的砂光,現在是時候去噴房了,需要做什么工作以便能讓水性涂裝生產線順利跑起來?

      為了表述這種相關性,假設我們使用的是100%的純水性涂裝。因此,涂裝計劃將至少為10個步驟, 13到15個步驟也是有可能的,并有大量手工操作。涂裝步驟和過程與溶劑型的類似。但需要注意,因為色彩不同,可能工序也有所不同。

      這里不討論設備,配方,維修和包裝,這些過程操作可以參考使用溶劑型涂料的情況。設備(噴霧/干燥/烘箱),修補和包裝將在單獨的文章再做討論。

      典型的仿古純水性涂裝流程

      1.白身 布印/干刷/噴點

      這些將使用水性布印著色劑/水性底色著色劑/水性仿古漆

      2.著色

      a.等化劑/ 修色劑

      b.不起毛著色劑

      c.底色著色劑/杜洛著色劑

      著色劑都是水性著色劑,因此必須在每一道工序間都進行烘干操作,哪怕是頭度底漆也不例外。千萬不要再濕膜上就進行下一步噴涂。當然我們可加酒精或丙酮在著色劑主劑里,這樣可以使干燥速度加快,并防止起毛起或漲筋。

      3.頭度底漆

      一些涂料公司有一個專門的低固含頭度底漆配方,這樣很好!否則工廠要自己沖稀,這可能會導致過度稀釋,從而破壞水性產品的性能。如果涂料供應商沒有一個專門的頭渡底漆配方,可以用酒精來稀釋。這種做法會很快地降低涂料粘度,而不會因為大量的水去破壞涂料的性能。

      4.砂光

      使用320目金剛砂紙。

      清除砂塵(吹/擦)*這點極其重要

      5.仿古漆

      如果配方正確,水性仿古漆比油性仿古漆更好。您必須與您的涂料供應商密切合作,了解各方面性能,并讓他們知道你要求的仿古漆涂裝時間/滲透度和干燥時間。如果仿古漆干燥速度過快,可以添加多達5%乙二醇以減緩干燥時間。如果干得太慢可以加上10%的酒精加快干燥時間。因此,水性仿古漆的施工實際上比油性仿古漆更容易控制。

      6.底漆

      只要均勻的一層,而不要噴得太厚,因為水性底漆比油性底漆固體含量高很多。噴太多會導致針孔、刷痕、流淌現象。

      7.砂光

      使用320目金剛砂紙

      清除砂塵(吹/擦)*重要程度再次說明

      8.干刷/擦拭

      干刷應該使用“專用配方”,配方中樹脂成分略多。我們想要的配方要求稍微比仿古漆厚,更具粘性。確保干刷與底漆結合,而不會產生發白或起霧現象。盡量不使用水性仿古漆來做干刷,如果刷兩次的話,仿古漆的樹脂會損害家具表面的顏色和清晰度!

      9.底漆

      同第6步一致

      10.砂光

      使用400目金剛砂紙

      清除砂塵(吹/擦))*還是強調它的重要性

      11.仿古效果

      a.干刷/打磨

      b.牛尾

      c.噴點

      按照步驟8進行干刷/擦拭。色精或色漿也可以來做牛尾和噴點效果。

      12.面漆

      均勻噴濕即可,不可厚涂。還有,要使用光澤度比要求光澤高一些的面漆,這樣實際效果會更好。例如,如果要求的光澤是20度,那么在第一道和第二道上漆的光澤要求為70度。水性漆不具有和溶劑型漆相同的清晰度,因此不要多次噴涂低亮度的面漆。

      13.拋光

      用400目或600目金剛砂紙

      清除砂塵(吹/擦)*這點還是要反復強調

      14.顏色調整

      a.陰影

      b.布印

      在水性涂裝中,千萬不可以把色精調到稀釋的面漆里做陰影!這樣做會導致前道工序的面漆或底漆凹凸不平甚至是起皺紋,粗糙。把水性樹脂和少量水性面漆混合,作為布印著色劑主劑,是一個不錯的方法。也可以使用專門的水性布印著色劑主劑,涂料供應商那里會有的。

      15.面漆

      在抓完陰影和打完布印后,要薄薄地噴一層水性漆面漆的。

      16.砂光

      使用600目或800目金剛砂紙

      清除打磨粉塵(吹/擦)。可以在表面蓋一塊潮濕的(微微一點點濕)布,這樣可以清除表面灰塵。

      盡量不要在最后一道面漆之前做太多的修色,這樣可以讓漆膜表面更干凈和光滑。

      17.罩光面漆

      最后一道水性面漆只要薄薄的一層。要在無塵室/通道中,以保護漆面在干燥過程中不受污染。在最初的15-20分鐘的干燥時間防止落塵會很重要。

      總結一下要點:

      1.不要做兩次仿古漆

      2.使用專門的干刷產品。

      3.使用金剛砂紙,所用的目數上面都提到了。

      4.清除涂層間的打磨灰塵。水性涂料的砂塵不易溶解,這一點同溶劑型涂料類似。如果沒有清理干凈,最終的表面會粗糙,并且會讓漆膜發蒙,不清晰。

      5.底漆和面漆不需要厚涂,表面濕潤即可。

      做出改變:修補

      水性木器涂料的修補是一直讓制造商頭疼的問題之一。我們來討論一下在產品下線、運輸,和到客戶倉庫和終端用戶時的修補問題。

      我曾親自與幾家大型國際涂料公司和幾家臺灣和中國公司討論過這一問題。我問他們為什么不能研發一個“專用配方”的水性漆只用于修補水性涂料?這也是行業的需要。研發一種能夠快速干燥,環保、純凈的產品,可用于工廠,在倉庫,甚至客戶的住處。

      在我與那些正考慮使用的水性涂料的家具制造商討論 水性涂料時,通常他們會關心如下幾個問題點:

      1.成本

      水性產品的成本正在緩慢下降,但肯定不會很快低于溶劑型涂料

      2.干燥時間

      干燥時間有所改善,且在強制干燥情況下,越來越接近溶劑型涂料的干燥時長

      3.清晰度

      客戶很關注的水性漆面的清晰度。現在的水性配方有了很大的改進,清晰度已經不是真正的問題,并且涂料廠會提供適當的程序和指導。

      4.修補

      涂料廠和家具廠已經對這一問題關注了很長一段時間。涂料廠需要投入時間和資源來解決這個關鍵問題。

      涂料廠可能會建議用硝基來做小面積的修復,這是有效的方法,但有時會產生粘連問題,而且開箱氣味比較大。

      也可以考慮使用乙烯基漆,但用量要少。在兩涂層之間使用乙烯基涂料是迄今為止最好的選擇。乙烯基漆對水性涂料有很好的附著力,干燥快。配方中使用溶劑比以前的NC漆更清潔、更安全。這些是目前位置比較便捷的修補方案,目前還僅僅是一個適應水性涂料的修補產品,也還不是“綠色產品”。涂料廠還需要找到更綠色的產品來解決這個問題。

      以上寇司衛先生有關水性涂裝的分享,希望可以切實地幫助有需要的家具企業順利開展油性涂料轉換成水性涂料的工作。(威士伯木器漆)

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