Лаковарочные заводы, опасные в пожарном отношении - по возможности удалены от других строений. По той же причине обслуживание топок - вне помещения для плавки смол и препарирования масла. Для удаления выделяющихся газов и паров растворителей необходима вентиляция. Полы делают из бетона или каменных плиток.
Окна и двери должны быть железные. Крыша должна быть негорючей и снабжается верхним светом. Освещение (электрическое) так устроено, чтобы исключать возможность образования искр. Общий план лаковарки изображен на рис. 1.
Он состоит из помещения 1 для плавки копала, в котором расположены небольшие съемные котлы; помещения 2 для приготовления олифы, сикативов и сгущенных масел, препарирования канифоли и варки в больших стационарных котлах; помещения 3 для смешивания, охлаждения и разбавления и кочегарки 4.
К ним примыкают помещения для дробления смол, подготовки сикативов, хранения необходимых при работе материалов и т. д. Лаковарочный цех в большинстве случаев одноэтажный и располагается из-за огнеопасности в отдалении от других цехов завода.
Кроме лаковарки имеется еще отстойный цех, где лаки отстаиваются и вызревают, фильтруются, устанавливаются на тип, подвергаются розливу и упаковке. Отдельно помещаются склады для масел, растворителей, смол и других материалов.. Жидкие материалы подают в цех по трубопроводам из резервуаров или цистерн, где они хранятся.
Производство лаков состоит из следующих операций:
Подготовка высыхающих масел заключается в очистке и соответствующей обработке. Масло должно быть прозрачным, не содержать слизистых веществ при минимуме свободных кислот и примесей. Для светлых лаков масло должно быть по возможности слабо окрашено. Обычно применяют лаковое масло, которое при быстром нагревании до 300— 310° не должно давать мути. Для удаления, механических примесей масло отстаивают или фильтруют; для удаления слизистых и красящих веществ отбеливают.
Наиболее вредной примесью являются слизистые вещества, которые ухудшают сушку, блеск и другие свойства и часто вызывают их желатинизацию. Кроме льняного, тунгового, конопляного и других высыхающих масел за границей получило применение ойтициковое (из семян растения Gonepia grandifo-lia), применяемое вместо тунгового.
Стали применять также рыбьи жиры и продукты препарирования касторового масла. Широкое применение в производстве сгущенных или препарированных масел (льняного, древесного и их смесей) объясняется тем, что они улучшают качество лаковой пленки, сообщая ей большую атмосферостойкость, прочность, твердость, и блеск, и дают возможность уменьшить содержание дорого стоящих копалов или совершенно обойтись без них (бескопаловые ).
Лаки, получаемые из препарированного льняного и тунгового масла с небольшим количеством препарированной канифоли или искусственных смол, удовлетворяют различным требованиям и все более и более вытесняют старые копаловые.
Подготовка смол заключается в сортировке, измельчении и просеивании их для получения кусочков одинаковой величины. Смолы сортируют по происхождению, цвету и содержанию примесей. Измельчение небольших количеств делается вручную при помощи молотка или щипцов; в больших производствах для измельчения применяются специальные дробилки. Для просева пользуются ручными или механическими ситами.Копалы после этого подвергаются плавке.
Лаки варят в котлах двух типов: стационарных и переносных. Первые употребляются для получения бескопаловых, препарирования масел и канифоли и других целей. Переносные котлы служат преимущественно для получения копаловых. Стационарные котлы обогреваются непосредственно сжиганием топлива в топке, расположенной под котлом, или при помощи теплоносителя (например вода, масло).
Первый способ несмотря на ряд недостатков более прост по конструкции установки и более распространен. Большое значение имеет устройство топки при нем. Она должна быть простой по конструкции, быть безопасной в пожарном отношении, давать возможность быстро поднимать температуру содержимого котла и по возможности регулировать ее, быть экономичной по расходовании топлива и быть легко доступной для обслуживания.
Как топливо употребляют дрова, каменный уголь, нефть и газ. Применение нефти и газа имеет то преимущество, что позволяет легко регулировать подачу топлива и следовательно температуру нагрева котла. Наиболее распространенным типом котла для варки является котел Зоммера с механической мешалкой емкостью приблизительно в 1 т. Он состоит из цилиндрической части, к которой прикрепляются на фланцах дно и крышка. Дно делают из толстой красной меди, а стенки и крышку из более тонкой меди, железа или для светлых продуктов из алюминия. Котел опирается на кладку топки фланцем донышка, остальная часть его находится над топкой. Это позволяет легче регулировать нагрев и осуществлять наблюдение и ремонт котла.
Вал мешалки вращается в двух подшипниках, из которых один находится в особой коробке на дне котла, а другой помещается в крышке. На ней находятся также люк для загрузки материалов, осмотра и очистки котла, вытяжная труба, отверстия для термометра, воронка для загрузки жидкостей и трубопровод для углекислоты на случай воспламенения.
При нагреве котлов (с помощью теплоносителя) установка состоит из топки со змеевиком из цельнотянутых труб, котла для варки со змеевиком, расположенным внутри котла или в его стенках и дне, и трубопровода, соединяющего змеевики топки со змеевикам котла. Теплота передается из топки к котлу посредством циркулирующей в трубопроводе воды, масла или пара высокой температуры. Возможен обогрев и с помощью рубашки. Таким устройством достигают полной безопасности в пожарном отношении и легкости регулировки температуры нагрева.
Недостатком его является высокая стоимость установки. На рис. 2 изображена схема установки с котлом системы Фредеркинга.
Получение лака состоит из загрузки в котел материалов, растворения смолы в масле (копалы предварительно подвергаются плавке), уваривания лака до необходимой вязкости, прибавления сикатива и растворителя. Чтобы сократить процесс варки и получить более высококачественный и светлый, применяют полимеризованные и оксидированные масла.
Вязкость определяют вискозиметром или практически, пока капля охлажденного раствора не будет тянуться в нити определенной длины. Сикатив добавляют почти всегда в виде легко растворимых соединений (резинатов, линолеатов, нафтенатов). Чаще всего применяют свинцово-марганцевый резинат, а для светлых — кобальтовые соединения, для печных — марганцевые.
Их вводят при температуре не выше 180°, т. к. они легко без остатка растворяются в масле. После прибавки растворимого сикатива подогревать его не рекомендуется.
Сваренный лак не всегда имеет требуемую консистенцию, поэтому приходится разбавлять его растворителем до нужной вязкости. Температуpa при этом должна быть немного ниже t°кип растворителя, например скипидар добавляют при 160—170°.
При высокой температуре происходит потеря растворителя и возможно его воспламенение; при низкой t° смесь смолы и масла трудно диспергируется. Наибольшей дисперсионной способностью обладает скипидар, который и является наилучшим растворителем. Вместо него или в смеси с ним применяют различные заменители (сангайол и др.), уайт-спирит, сольвент-нафта и др.
Растворитель вводят небольшими порциями при помешивании и с соблюдением мер противопожарной безопасности. После варки лак имеет мутный вид и содержит различные механические загрязнения: сор, кусочки дерева и т. п. Крупные примеси его отделяют, пропуская через медное сито, мелкие взвешенные частицы — отстаиванием, фильтрованием или центрифугированием.
Отстаивание ведут в железных резервуарах со спускными кранами, отверстиями для чистки и шкалами для измерения объема. Резервуары расположены на некотором расстоянии от пола; t° отстойного помещения поддерживается около 20°. Во время отстаивания и хранения - в нем происходит «вызревание».
Оно заключается, во-первых, в химических реакциях, являющихся продолжением совершавшихся во время получения (взаимодействие между смолами, маслом, металлами сикативов, окисление масла, выделение летучих продуктов и т. д.), и, во-вторых, в ряде физических и коллоидных явлений (образование агрегатов и выделение их в осадок, изменение дисперсности и вязкости раствора и др.).
Из-за большой вязкости лаков вызревание при обыкновенной t° идет медленно. Для ускорения резервуары помещают в нагретом помещении и снабжают обогревом так, чтобы по возможности избежать конвекционных токов. Вызревание сильно повышает качество.
Продолжительность вызревания зависит от многих причин: качества и рода материалов, условий работы, температуры и др. При вызревании идет и отстаивание. Для ускорения удаления примесей подвергают фильтрованию через шерстяные мешки, а при больших количествах — через фильтрпрессы или центрифуги. Последние имеют преимущество перед фильтрпрессами по быстроте работы, экономии места обслуживания и т. д. и в настоящее время все чаще и чаще применяются на лаковых заводах.
При большом ассортименте выпускаемых лаков целесообразно не сразу получать готовые сорта, а составлять их из полуфабрикатов: полимеризованных или оксидированных масел, растворов копала, препарированного гарпиуса и других смол. Имея различные составы полуфабрикатов, можно путем смешения получать лаки разнообразных свойств.
Выпускаемые в продажу лаки должны соответствовать стандарту. Поэтому устанавливают на тип для получения продуктов с определенными постоянными свойствами: скоростью высыхания, стойкостью к определенным воздействиям, блеском и т. д. Соответствие лака стандарту определяют испытанием в лаборатории, после чего его разливают, упаковывают в тару и выпускают в продажу. По роду применяемой смолы различают копаловые, янтарные, канифольные, даммаровые, асфальтовые, лаки из искусственных смол и другие.
