With a series of related policies to limit the emission of VOCs comes out, the furniture industry transformation to "green" is imminent. However, the key to achieving the transformation is to replace the traditional oily paint with water-based coating and improving the finishing process and methods.
目前,众多家具企业正面临转型,努力减少家具中污染物的排放。根据相关资料显示,中国各大省市例如北京市、上海市、江苏省和安徽省等地区已正式发文试点征收挥发性有机物VOCs排污费。在深圳当地已要求家具企业使用水性UV无溶剂涂料代替传统油性漆。中国的法律法规也加大了对环境违法的处罚力度。北京环境保护局的专家曾解释道:“挥发性有机物VOCs是形成空气中PM2.5的重要来源,它普遍存在于家具表面使用的油漆中。与传统溶剂型油漆相比,使用水性漆的家具,其VOC含量大约可减少十分之一,同时在家具制造的过程中,向大气排放VOC的量也能够降低90%。”
因此,使用水性漆代替传统油性漆,既能够有效地减少环境污染,也为施工者和消费者的健康安全提供保障,让家具企业实现环保转型。然而,使用水性木器漆会加重企业的成本负担,且涂刷要求高,会加大生产线的改造难度。此外,单组份水性漆在硬度和耐高温等性能上和双组份油性漆有一定的差距。所以,对于企业而言,要顺利实现转型还需要克服这些困难,并从其它方面加以改进。
应用合适的喷涂方式,可以有效地提高生产效率,改善涂料对生产线的适应性,尽可能地减少涂料的浪费,降低涂装的成本,从而减轻企业因使用水性漆而产生的成本负担。
喷涂方式的种类与比较
现阶段主要的喷涂方式分为以下几种:普通空气喷涂、混气喷涂、无气喷涂、静电喷涂、HVLP低压大流量空气喷涂、以及LVMP低流量中雾化压力喷涂以及真空喷涂等。
据调查,目前在北美和欧洲地区,购买传统空气喷涂的趋势下降,低压大流量喷涂HVLP的趋势保持平稳,而无气喷涂、混气喷涂以及静电喷涂的购买趋势正在上升。其中,传统的空气喷涂可以实现良好的表面质量,且在初期对企业的投资要求低,操作简便,但会造成严重的涂料浪费,浪费率通常高达70%。无气喷涂可以适用于高流量大面积的喷涂作业,但涂料经雾化后粒子仍然比较粗糙,导致表面不平整,膜厚不均匀。而静电喷涂方式从综合表现上看,既能够产生优质表面,提高生产速度,还比较节省涂料,将喷漆房的维护费用降到最低,此外,它能够符合环保规定。根据《En 13966-1液体涂敷材料雾化和喷射设备转换效率的测定标准》的试验依据规范显示,实验室条件下涂料的传递效率由低到高依次排列如下:传统空气喷涂、无气喷涂、混气喷涂和静电喷涂。因此,静电喷涂的优势显而易见,企业应在生产过程中加强静电喷涂的应用。
静电喷涂的工作原理与优势
静电喷涂的工作原理是利用高压静电电场,使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料微粒吸附在工件表面,即它是根据电泳的物理现象,使雾化了的油漆微粒在直流高压电场中带上负电荷,并在静电场的作用下,定向地流向带正电荷的工件表面,被中和沉积成一层均匀附着牢固的薄膜,最终实现喷涂的一种方法。在进行静电喷涂的过程中,其设备的喷枪、喷盘、喷杯等喷具部分接电极负极,将被涂饰的工件接电极正极,然后在高压电源的高电压作用下,喷具的端部与被涂饰的工件之间将形成一个静电场。当涂料微粒经过带负极的喷具雾化喷出后,也被附上了负电荷,经过静电场后会迅速飞向被涂饰的工件表面,这样可以在工件的表面形成均匀牢固的薄膜。由此可见,因为涂料微粒是在静电场内快速移动,正负极之间的吸引作用可以大幅度减少喷涂过程中涂料的损失。因此这种工作原理在提升工艺效率的同时,也减少了涂料的成本。
比起一般的手工喷漆,使用静电喷涂可以让涂料被施加静电荷后进一步雾化,形成更小的涂料颗粒,使工件表面的漆层均匀且光滑。由于静电作用可以让更多的涂料喷向工件,其高传递效率既节省喷漆,减少挥发性有机物VOCs挥发和喷房维护费用,更是为施工者创造了清洁的加工环境,充分体现了环保效应。据了解,使用静电喷涂可以节省20%到30%的涂料。当然,在进行静电喷涂的过程中,还需要注意一些问题。有时企业为了提升工作效率,往往会同时使用两支及以上的喷枪进行喷涂作业,但经过喷具雾化后的涂料颗粒喷出后,都带有负电荷,当两支及以上的喷枪在同一平面工作时会相互排斥,因此,尽可能让两支及以上的喷枪保持一段距离。其次,由于进行静电喷涂时需要使用高达10万伏特的直流电压,所以施工者在操作时应注意安全。此外,在对木器进行喷涂时,应注意木器的含水率,当木器的含水率大于或等于28%时,才能满足静电喷涂工艺的要求。
其它环保型喷涂技术的应用
在具有环保性的喷涂技术中,除了静电喷涂之外,混气喷涂技术也被广泛地应用于家具领域。混气喷涂主要采用一定压力比的专用喷涂机,将涂料增压到4至5Mpa后,经喷嘴喷出后进行喷涂,同时,它综合了空气喷涂与无气喷涂的优点,并采用了双重雾化原理,先是让涂料受压后突然减压膨胀而雾化,之后通过压缩空气的流动,促使涂料进一步雾化,形成十分细微的涂料液滴,从而实现了均匀精致的涂层表面。根据实践证明,比起空气喷涂与高压无气喷涂,混气喷涂可以分别节省20%至50%和10%至25%的涂料,既降低了材料成本,也减少了漆雾在空气中的排放,改善了施工环境。
当然,还有许多途径可以实现环保涂装,企业应根据自身的实际情况,从经济、高效、便捷、环保的角度选择最合适的解决方案。例如静电喷涂尽管有很多优点,但进行喷涂的设备结构非常复杂,对施工技术要求很高,需要企业在前期做出大量的投资。如果企业想要实现大批量生产,加工形状简单的工件,可以选择这种方式,除了前期的设备投资之外,静电喷涂可以在后期节省涂料成本,增加传递效率而提高产能,从综合的角度来看比较经济实用。如果企业加工形状复杂的家具部件,可以选择灵活性更高的空气喷涂方式。采用静电喷涂无法随时随地进行生产调节。此外,企业同样可以采用多种喷涂工艺结合的方式。据了解,目前在国内有一种积放链吊挂式涂装技术,采用它与传统国内单轨道的悬挂模式不同,其采用了可变轨的输送方式,可以灵活地改变产品的悬挂方向。在既定的空间内可进行烘干,极大地节约了工作场地和能源消耗,同时可根据需要停顿的位置减速和停顿,而一半的悬挂链必须同步运行。这种方式可与静电喷涂、手工喷涂以及混气喷涂等多种喷涂方式组合使用,被应用于各种采用吊挂式涂装的产品。企业可根据自身需要加工的产品的情况,灵活地使用不同的喷涂方式,既加大了工作的便捷性,同时也可以满足产品多样化,平衡综合成本。
结论
总之,家具企业在实现涂装工艺环保化的过程中,应结合自身的实际情况,从企业规模、运营成本、生产效益和加工环境等多角度综合选用合适的解决方案。如果将油性油漆完全替换成水性油漆会加重企业的成本负担,企业可通过采用传递效率高的环保型喷涂方式减少涂料对空气的污染以及涂料的浪费。这样既有利于提高生产效益,为员工带来安全健康的工作环境,也有利于促进企业向环保的方向转型,实现可持续发展。