Отделка ПВХ-панелей: проблемы и методы устранения.

В последнее время на рынке ПВХ-панелей для внутренней отделки помещений произошли просто колоссальные изменения. Если раньше на рубеже веков потребителей можно было удовлетворить матовой или глянцевой ПВХ-«вагонкой», то сейчас ассортимент представлен на все случаи жизни как по качеству изготовления самих ПВХ-панелей, так и по их дополнительной отделке. Сейчас практически все фирмы-изготовители ПВХ-панелей имеют на своих производственных площадях линии по окрашиванию и лакированию панелей для внутренней отделки. Спрос на данный вид панелей растет постоянно и в связи с этим, растет количество фирм, выпускающих данную продукцию.

Способы нанесения рисунка, их плюсы и минусы:

1. Ламинирование
2. Термоперенос
3. Печать методом «глубокого офсета» с применением
• Водных красок
• Сольвентных красок
• Красок УФ-отверждения
4. Лакирование УФ-лаками

Метод ламинации плёнкой

И раньше и сейчас еще не изжил себя метод ламинации (холодной или горячей), т.е. прикатывания пленки с уже нанесенным на нее рисунком на поверхность ПВХ. Этот метод еще долго будет основным для производства сложно-профильной продукции, такой как подоконники, уголки, плинтуса, так как эти поверхности не имеют исключительно плоской поверхности. Мы же сейчас рассматриваем только ПВХ-панели. И для них этот метод не нашел широкого применения из-за высокой стоимости пленки для ламинации и большого процента брака в рулонах самой пленки, ее разнооттеночности по цвету, следовательно, выхода некачественных панелей, их отбраковке. И постепенно, мы думаем, что этот метод отойдет в прошлое при нанесении рисунка именно на ПВХ-панелях. Плюсами является то, что при этом методе панель имеет хорошую стойкость к износу, не нужно заказывать гравироанные печатные валы под каждую отдельную краску и есть возможность не лакировать саму панель, т.к. обычно достаточно глянца самой пленки.


Термоперенос

Термоперенос выгоден тем, что не требует изготовления множества металлических валов, гравированных под определенный рисунок, достаточно оснастить оборудование секцией нанесения специального растворителя и термическим валом, одним для всех расцветок, при использовании пленки без клеевого покрытия. Пригоден для различного профиля, а не только для плоскости. Это метод «переводных картинок», можно нанести любой рисунок. Изделия уже имеют на выходе определенную стойкость к истиранию. Недостатки в том, что для производства такой пленки используются краски на основе толуола, остается прозрачный отход пленки, который требует дополнительного удаления, очень медленная скорость работы окрасочной линии от 3 до 5 м/мин, без применения защитного лака изделие имеет недостаточную стойкость к истиранию и адгезию. Рулоны с пленкой для термопереноса имеют внутри скрытые дефекты, которые можно увидеть только на уже прикатанной панели, большой процент бракованных изделий и сомнительная репутация изготовителей и поставщиков такой пленки.

Метод печати способом «глубокого офсета»

У всех существующих производителей линий по окраске ПВХ-панелей нанесение красок на панель производится методом непрямой глубокой печати или «глубоким офсетом», где гравированный под определенный рисунок металлический цилиндр переносит краску на вал из специальной стойкой резины, например, полиуретана, который в свою очередь под изменяемым оператором давлением переносит краску на поверхность ПВХ-панели. Метод нанесения у всех производителей оборудования один, но краски применяемых на производстве ПВХ – разные. Все зависит от комплектации самой линии по окраске ПВХ-панелей. Основной недостаток – это приобретение дорогостоящей линии по нанесению краски, дополнительный заказ гравированных под отдельный рисунок металлических валов (сколько рисунков, столько и валов), основным достоинством такого метода является качество готовых изделий, после покрытия лаком великолпная стойкость к механическим воздействиям и минимальный процент бракованных изделий после нанесения рисунка.
Сама поверхность ПВХ является очень сложной с точки зрения химико-физических свойств для нанесения рисунка и лакирования методом «глубокого офсета», значительно при этом влияет степень поверхностной активности панели и применяемых красок, а также различные химические добавки в составе ПВХ. Для «глубокого офсета» характерно использование нескольких видов краски в зависимости от типа сушек применяемой окрасочной линии.

Водные краски — Данный тип краски имеет в основе водные пигменты, но для регулирования вязкости применяются сольвентные разбавители и восстановители рН, наиболее безвреден для здоровья, имеет низкую себестоимость и приемлемое качество, но воспроизводимость того или иного рисунка (в зависимости от гравирования валов) намного уступает в качестве сольвентным и тем более УФ-краскам. У этих красок имеется один существенный недостаток – непродолжительная «живучесть» этих красок, всего 4-6 часов, из-за этого краску нужного тона готовят непосредственно перед нанесением и только расчетное количество на данную конкретную партию. Еще одно неудобство этих красок, так же как и сольвентных – постоянный контроль за вязкостью, которая меняется из-за температуры окружающего воздуха в зоне работы печатной секции, «летучести» разбавителей, все это требует измерения вязкости один раз в полчаса, а если для рисунка задействованы 3 красочные секции, это уже доставляет определенное неудобство при работе на таких красках.

Сольвентные краски — Следующий вид краски – это краски сольвентные, т.е. на основе толуола и метил-этил-кетона (МЭК), которые в Европе из-за своей токсичности и вредности для здоровья уже давно не производят. Данные краски все меньше находят своих потребителей. Они требуют дополнительных затрат для организации производства. Помещение должно быть взрывобезопасным, оснащено 3-5-ти уровневой системой вентиляции, плюс к этому высокая стоимость самих красок. Данные краски, их пигменты и составляющие производятся в странах Юго-Восточной Азии и проделывают огромный путь в Европу, где в них добавляют связующее на основе МЭК, который является канцерогеном и галюциногеном. Плюсом сольвентных красок является их хорошая адгезия к самому пластику, но их вредность для здоровья и переоборудование помещений перечеркивают их достоинства, но многие предприятия при окраске до сих пор вынуждены с этим мириться, потому что их оборудование предназначено для работы только с использованием этих красок. Точность воспроизведения мелких элементов рисунка на этих красках выше чем на водных, но уступает краскам УФ-отверждения, требуется избыточное давление на панель при их переносе, что иногда приводит к деформации перегородок панелей.

Краски на основе нитроцеллюлозы — Краски на основе нитроцеллюлозы (НЦ) широко представлены на рынке полиграфии, но мало используются в производстве ПВХ-панелей из-за их плохой адгезии, низкой стойкости к царапанью и требований к дополнительной обработки поверхности ПВХ.

Краски УФ-отверждения — И последний тип краски, которая постепенно все более прочно завоевывает свои позиции в данной области – это краски УФ-отверждения, т.е. реакции свободно-радикальной полимеризации под воздействием УФ-излучения с длиной волны в пике 365 нм. Они имеют великолепную адгезию, не требуют взрывобезопасных помещений, всегда имеют постоянную вязкость, качество рисунка на одних и тех же валах по сравнению с «водными» и «толуольными» красками намного выше, полная пропечатка мельчайших элементов рисунка, пониженный расход краски из-за их высокой пигментации. К единственному недостатку можно отнести относительно высокую цену по сравнению с «водными», хотя эта цена сопоставима с «толуольными» красками, и покрасочная линия должна быть оснащена УФ-сушками после каждой красочной секции, что ведет к увеличению стоимости самой линии покраски. Но современные предприятия уже заранее заказывают у поставщиков такую комплектацию машины. Даже те предприятия, которые имеют производство по покраске на основе «толуольных» красок уже сейчас стремятся дооснастить свои линии УФ-сушками, чтобы исключить вредность на своих производствах и повысить качество нанесения рисунков.

Особую роль в покрасочных линиях занимают секции и установки по подготовке поверхности для последующего нанесения краски, которые стоят в линию с красочными секциями. В них используется как жидкостная сольвентная очистка (этилацетат, ацетон, изопропиловый спирт (ИПС), другие растворители, так и механическая подготовка поверхности (микрошерохование). От качества подготовки поверхности во многом зависит адгезия красочного слоя и лака к ПВХ-панели, а в дальнейшем и ее товарный вид. Изопропиловый спирт, далее просто ИПС, удаляет только жировые и органические пятна, не вызывая набухания поверхности, поэтому не так эффективен, ацетон быстро улетучивается и не успевает вызвать набухание. По нашему мнению, самым эффективным методом является комбинированный способ подготовки поверхности, когда сначала идет микрошерохование панели, удаление пыли, а затем смачивание панели этилацетатом при прохождении через валковую систему. Такой способ наиболее эффективен для дальнейшего нанесения краски и ее адгезии.

Лакирование поверхности.

Лак, используемый на ПВХ-панелях, обязательно должен соответствовать ряду требований:
— иметь минимальный запах и соответствовать экологической Директиве ЕС 9115;
— не окрашивать панель в желтоватый оттенок, т.е. быть прозрачным;
— у лака должна быть высокая стойкость к износу;
— лак должен иметь великолепную адгезию и выдерживать вместе с краской скотч-тест с микронадрезами;
— иметь великолепный оптический глянец или наоборот белую матовую поверхность без всяких вкраплений;
— иметь определенную вязкость, пригодную для использования как на «валковой системе» нанесения, так и методом «глубокого офсета».
Обычные полиграфические УФ лаки не подходят для ПВХ-панелей, хотя бы по одному из вышеперечисленных требований и в дальнейшем не рассматриваются.

Существует несколько типов лакировальных секций, соединенных в линию с покраской ПВХ-панелей, это необходимо учитывать при выборе покрасочной линии и их комбинаций.
1) «Валковая система» включает в себя гладкий полированный металлический цилиндр и вал, покрытый полиуретаном или резиной, стойкой к воздействию УФ-лака, прижатые друг к другу, где лак подается циркуляционными насосами в зону контакта этих валов. Регулировкой давления между этими валами и к поверхности ПВХ –панели можно достичь слой лака различной толщины, следовательно его расход и степень полимеризации и гладкость лаковой пленки. Различные модификации покрасочных линий позволяют использовать как одну пару таких валов, так и две пары, как с использованием ракельного полотна, так и без ракеля. Ракель необходим для удаления лишнего количества лака и краски с резинового вала для достижения равномерного слоя. Такие системы используются в покрасочных линиях производства Китая и Тайваня. Как показала практика максимальный эффект и глянец можно достичь при использовании двух пар валов и ракеля на резиновом, чуть хуже качество нанесения, если используется одна пара валов и дополнительный резиновый вал без ракеля, который растаскивает избыточный слой лака и совсем плохо, когда у машины всего одна пара валов без ракеля, эффект «апельсиновой корки» присутствует и с ним приходится дополнительно бороться.

2) Нанесение лака может производиться и методом «глубокого офсета», т.е. для нанесения лака используется такая же секция, что и для нанесения краски. Это применяется в более дорогих покрасочных линиях немецкого и итальянского производителей. Здесь так же желательно иметь две пары гравированных и резиновых валов и уже наличие ракеля обязательно на обоих этих валах. Такие лакировальные секции имеют, как правило, разный диаметр металлического и резинового валов, а наиболее продвинутые модели имеют и регулировку угловой скорости вращения гравированного и резинового валов, что значительно улучшает качество лакированной поверхности и полностью исключает эффект «апельсиновой корки». Это больше относится к машинам итальянских производителей, а немецкие линии имеют всего одну такую пару и у них этот дефект присутствует всегда, как бы мы с этим не боролись, до товарного вида это пока не привело. Хотя в этих типах секций понятие пара не вполне уместно, существует еще и третий вал, на который подается смывка для лака или краски.

Нанесение УФ-лака на ПВХ-панель имеет свои особенности в каждом конкретном случае. Мы, по роду своей деятельности, смогли практически побывать у всех производителей ПВХ-панелей и смогли наглядно убедиться, что существуют одни и те же проблемы при лакировании, какой бы лак ни использовался на данном предприятии. К ним можно отнести наиболее распространенные:
— эффект (он же деффект) «апельсиновой корки», т.е. неполное выравнивание слоя лака;
— неудовлетворительная адгезия лаковой пленки к панели и удаление лака вместе с краской при скотч-тесте;
— степень глянца не удовлетворяет потребительской потребности.
Эффект «апельсиновой корки» наиболее распространен на машинах с «валковым методом» нанесения лака. Избавиться от данной проблемы можно несколькими путями, которые подходят только для данного конкретного производства, а именно:
— отрегулировать вязкость лака и довести ее по DIN4 сольвентным разбавителем до той величины, когда она будет подходить для вашего помещения и температуры в нем и для вашей системы нанесения. Для «валковых систем» это в пределах от 18 до 25 сек по воронке DIN 4. Вязкость лака сначала достигается введением 5% специального разбавителя. Введение данного разбавителя позволяет снизить вязкость с 60 секунд начального лака до 40 секунд по DIN 4 без потери лаком его технологических свойств. Максимальное количество разбавителя можно вводить в лак до 10% от веса лака, вязкость снизится с 60 сек до 25 сек по DIN4, но это не совсем желательно из-за возможности снижения адгезионной способности высушенной лаковой пленки. Экспериментально было определено, что оптимально добавление 5% разбавителя, а уже последующее введение чистого изопропилового спирта в количестве 20-30% от веса лака приводит лак к необходимой рабочей вязкости 18-25 сек. Если начальный лак с вязкостью 60 сек имеет глянец 93-96 единиц измерения глянца (%) под углом 60 град., то введение такого количества ИПС дает снижение глянца всего на 3-7 % единиц, что тоже удовлетворяет производителей ПВХ-панелей. Введение разбавителя и ИПС в общей сложности приводит к экономии начального лака на 30-35%, что тоже немаловажно для предприятий, где расход лака в месяц исчисляется сотнями килограммов. У нас возможны поставки лака из Швейцарии с уже готовой номинальной вязкостью 40 сек, что значительно снижает время, затраченное на подготовку к печати на производстве ПВХ-панелей. В машинах итальянского производства, где используются две пары гравированных и резиновых валов, корректировка вязкости не требуется, там используется лак с вязкостью 60 сек по DIN4 и практически отсутствует «апельсиновая корка». В секциях лакирования «валковым методом», где всего одна пара валов (машины производства Тайвань), «апельсиновая корка» всегда присутствует, но избавиться от нее можно применением ракеля на резиновом валу и применением второй пары таких валов или дополнительного резинового вала. При использовании ракельного полотна на полиуретановом валике нужно быть предельно внимательным и осторожным, чрезмерное прижатие ракеля может привести к выводу из строя резины, что приведет к полосатым ПВХ-панелям. К снижению эффекта «апельсиновой корки» приводит и установка дополнительного конвейера между секцией лакирования и установкой с УФ-лампами, чтобы у лака было время для самостоятельного растекания по поверхности панели. Длина конвейера должна быть не менее 3-х метров, а увеличение его до 6-ти метров приводит к значительному удалению «корки». Еще будет лучше, если появится возможность технического решения изменения угловых скоростей гравированного металлического и резинового валов (возможно подбором количества зубьев шестерен привода) или бесступенчато, как на последних машинах итальянцев, чтобы резиновый вал «растаскивал» лак по поверхности, тогда этот дефект практически исключен.
Но если на «валковых системах» мне удалось везде снизить эффект «апельсиновой корки» до минимума или избежать его вовсе, то на машинах, где используется всего одна пара валов и совсем нет места для конвейера, этого дефекта не удалось полностью избежать ни удлинением прохода панели до УФ-сушек, ни регулировкой вязкости, ни введением добавки для растекания лака, причем были использованы лаки разных производителей. Требуется только доработка, на мой взгляд, лакировальной секции, но это уже другая проблема как поставщиков машин, так и в выборе оборудования производителями ПВХ-панелей.
— Еще в производстве часто встречается проблема неудовлетворительной адгезии лакового слоя как к самой панели, так и к красочному слою. Это наиболее проблематично в паре «УФ-лак – водные краски». Этой проблемы удается избежать, если улучшить стадию подготовки поверхности ПВХ-панели перед покраской, а именно применить механическую обработку (микрошерохование) и сольвентную очистку (например, этилацетат), ведь не секрет, что еще на многих производствах сохранен «дедовский» подход к подготовке панелей, где несколько работников вручную протирают ПВХ-панели тряпочками, смоченными в каком-либо сольвенте. Если нет такой возможности конструктивно улучшить машину, то в лак вводится специальная адгезионная добавка в количестве 0,5-1%. В парах «УФ-лак –толуольные краски» и «УФ-лак –УФ-краски» такой проблемы не наблюдалось. На степень адгезии влияет и толщина лакового слоя, еще бытует мнение, чем больше лака «навалить», тем больше он будет блестеть, но это отнюдь не так, после прохождения сушек в лаке появляются микротрещины, а нижний подслой остается еще «сырым» и «плывет», так что ни о какой адгезии говорить не приходится. Слой должен быть минимальным, тогда и глянец выше и расход меньше, и микротрещины отсутствуют.
— Когда степень глянца УФ-лака значительно падает, то это говорит о том, что при подготовке лака к нанесению были допущены ошибки в разбавлении, например, не применялся вообще, а только ИПС, и его количество было существенно больше 25%, т.к. введение только ИПС значительно влияет на степень глянца.
При возникновении избыточной «пены» в глянцевых лаках можно для устранения использовать добавку-антивспениватель в количестве 3-5%, переизбыток добавки приведет к снижению адгезии.
Фирма «ДЭНСЕТ Груп» готова сотрудничать с производителями ПВХ-панелей и предоставлять технологическую поддержку на должном уровне. В нашем ассортименте представлены краски УФ-отверждения, которые предназначены для нанесения методом «глубокого офсета», все разбавители, смывки и технологические добавки, которые призваны обеспечить полностью требования к качественному изготовлению ПВХ-панелей. В нашем распоряжении технологическая лаборатория и что существенно важно, это разработка рецептур УФ-красок по системе смешения PANTONE, чтобы производители ПВХ-панелей по установленной рецептуре сами готовили эти краски, и у них не «болела голова» о разнооттеночности панелей. По желанию заказчика мы можем также изготовить необходимое количество УФ-краски нужного тона у себя, на своем собственном производстве смесевых красок с корректировкой по валам производителя. Наша компания тесно сотрудничает с производителями покрасочного оборудования и готова предоставить услуги и помощь в переделке машин под УФ-краски или полностью поставить такое оборудование, соответствующее требованиям заказчиков включая начальный этап на стадии постановки и решения конкретной задачи.

А есть панели стеновые с 3d покрытием.