Технология производства натурального линолеума

Содержание

Введение

Одним из наиболее распространенных и практичных напольных покрытий является линолеум. Он характеризуется такими качествами как мягкость, упругость, прочность и эластичность.

Укладывать линолеум можно практически на любую поверхность, так как он имеет отличные показатели тепло- и звукоизоляции. Это обуславливает широкую популярность линолеума среди потребителей.

Данная работа посвящена рассмотрению технологии производства линолеума.

Технология производства натурального линолеума

Натуральный линолеум – материал, который получил заслуженное признание специалистов во всем мире. Экологическая чистота, яркие цветовые решения, многообразие коллекций – неоспоримые преимущества при выборе напольного покрытия.

Натуральный линолеум – одно из старейших напольных покрытий, изобретённых человечеством. Предшественником линолеума  является так называемое, запатентованное в 1627 году. Уже в XVIII веке оно нашло применение в качестве напольного покрытия, причём по составу это покрытие немногим отличалось от современного. В процессе изготовления на ткань наносили горячую смесь льняного масла, пчелиного воска, смолы, живицы и красителя. В 1843 году в состав ввели молотую кору пробкового дерева, то есть создали прямой предшественник современного натурального линолеума, названый.

Процесс изготовления линолеума  постепенно совершенствовался, становился более технологичным и менее дорогостоящим. Постепенно некоторые компоненты заменяли льняным маслом, льняной олифой, линоксином (оксидированным льняным маслом).

Технологию производства линоксина и напольного покрытия на его основе запатентовал англичанин Фредерик Уолтон в 1863 году. Он изобрёл и запатентовал само название (от латинского – льняное масло). Промышленное производство линолеума  впервые начато в 1864 в Великобритании.

К началу XX века Россия стала одним из основных производителей линолеума, крупные заводы располагались в портовых городах Одессе и Риге. Тот линолеум представлял собой абсолютно утилитарное монохромное покрытие коричневого цвета, маслянистое на ощупь, с заметным запахом рыбьего жира. Окрашивать покрытие было невозможно, ввиду непреодолимого естественного цвета окисленной древесносмоляной пасты. Внешне не привлекательный материал имел очень высокую износостойкость и применялся в электричках, автобусах, вагонах метро… В конце 50-х годов двадцатого века, на волне синтетического оптимизма, Никита Хрущёв одним махом закрыл советские заводы по производству линолеума, страна перешла на изготовление рулонных материалов из ПВХ (которые в просторечии также получили название). Подобные процессы происходили и в мире – производители напольных покрытий стремительно переходили на новые технологии…

Сейчас производство натурального линолеума  продолжают компании Форбо (не менее 60% мирового рынка), DLW и Таркетт. Мировой объём рынка натурального линолеума  составляет не менее 40 миллионов квадратных метров в год. Наиболее известным брэндом является Мармолеум, выпускающийся концерном Форбо в Голландии (завод Форбо-Кроммени) и Шотландии (Форбо-Нэрн).

Процесс производства натурального линолеума  начинается с изготовления линолеумной массы из древесной муки, смол хвойных деревьев, измельчённой извести и льняного масла. Эта масса в течении недели вызревает в бункерах Marmoleum vivace при температуре свыше 30 градусов. Затем в массу добавляют натуральные красители и в результате оксидирования льняного масла получают разноцветные гранулы. После смешивания гранул различных цветов и концентраций (от монохромных в коллекции, до восьмицветных в коллекции), полученную смесь спрессовывают в каландровой машине. Полученный материал шириной 1 м рубят на полосы, укладывают их внахлёст на основу из джута и вновь пропускают через каландр. Получается исключительно плотная структура (массу спрессовывают от толщины 5 см до 2 мм). Шлейф из этого материала перемещают в сушильные камеры, где он вызревает в течение двух недель, превращаясь к концу процесса в линолеум. Полученное покрытие обрабатывают системой – это необходимо для того, чтобы в процессе эксплуатации покрытие меньше изнашивалось и легче чистилось.

Рисунок 1 - Производство изделий каландрованием:

1 – смеситель; 2 – вальцы; 3 – детектор металла; 4–5-образный наклонный каландр; 5 – охлаждающие барабаны; 6-толщиномер; 7-устройство для обрезания кромок; 8-закаточное устройство

Современное производство немыслимо без проработки не только технологических и экономических стратегий, но и неустанного поиска новых цветовых и стилистических решений.

Благодаря новейшим технологиям и особенностям производства, коллекции натурального линолеума  выделяются на рынке строительных и отделочных материалов целым рядом отличительных особенностей:

• экологически чистый материал (состоит только из натуральных компонентов)
• высокая износостойкость
• наличие бактерицидных свойств
• пожаробезопасность
• антистатичность
• сильное сопротивление химическим реактивам
• срок службы свыше 20 лет

Состав и технические свойства линолеума  определяются в соответствии с требованиями стандартов EN548 и EN670.

Линолеум выпускается в рулонах и плитке, причём в рулонах – 90% от выпуска. Ширина рулона – 2 м, стандартная для контрактных покрытий, толщина линолеума  колеблется от 2 мм – для помещений общего назначения, до 2,5 мм предназначенных для высоких нагрузок и промышленного применения, и двух особенных продуктов толщиной 3,2 и 4 мм. Линолеум такой толщины применяют в общественных и промышленных помещениях с максимально возможными нагрузками, и в том числе и в общественном транспорте – в метро, автобусах и пригородных электричках.

Линолеум обладает естественными бактерицидными свойствами и отвечает требованиям к простоте дезинфекции, чистки, ухода. Поэтому он нашёл широкое применение в медицинских, оздоровительных учреждениях, а также в детских и учебных заведениях (детские сады, школы, университеты). Бактериостатичность (способность препятствовать размножению бактерий) осуществляется за счёт находящегося в составе линолеума  льняного масла. Льняное масло само по себе является сильнейшим лечебным и профилактическим средством.[4]

Технология производства синтетического линолеума

Поливинилхлоридные линолеумы выпускаются промышленностью безосновными – многослойные и однослойные (ГОСТ 14632–79, ГОСТ 7251–77) и основными – на тканевой основе (ГОСТ 7251–77), на теплозвукоизоляционной войлочной или пористой основе (ГОСТ 18108–80). В качестве связующего обычно используют суспензионный поливинилхлорид. Пластификаторами являются дибутилфталат, диоктилфталат и диалкилфталат.

Алкидный линолеум изготавливают на основе смол, полученных обычно из растительных масел. Формовочная масса состоит из 30–35% связующего и 65–70% наполнителя и пигмента. Ее готовят смешением при температуре 95–100°С в шнековых и барабанных лопастных машинах. Приготовленная масса наносится на джутовую, кенафную или вискозную ткань, проходящую через зазор горизонтального каландра, где она напрессовывается на полотно. Затем полотно выглаживается, полируется валиками и подается на холодный барабан, охлаждающий готовый линолеум.

Резиновый линолеум (релин, ГОСТ 16914–71) – двухслойный материал, у которого верхний слой, толщиной 1 мм, изготавливают из цветной резины на синтетических каучуках, а нижний, толщиной 2 мм, – из смеси старой дробленой резины и битума.

Технология производства релина включает дробление старой резины, изготовление путем каландрирования нижнего и верхнего слоев релина, дублирование слоев и вулканизацию старой резины в барабанном прессе.

Промазной способ выработки поливинилхлоридных линолеумов, имеющих тканевую или войлочную основу, является одним из наиболее старых способов получения синтетических рулонных материалов для полов. Однако он и сейчас не утратил своего значения вследствие простоты технологии. Промазной способ основан на принципе намазки специальных поливинилхлоридных паст на непрерывно движущуюся тканевую или войлочную основу с последующей обработкой полотна в терможелировочных камерах, в результате пленка получает большую прочность, износоустойчивость и эластичность, а также прочно соединяется с основой.

Помимо тканых и волокнистых основ могут применяться ткани полотняного переплетения, изготовляемые из джуто-кенафного волокна или из смеси джуто-кенафных и льняных волокон. Для теплозвукоизляционного линолеума разработана специальная биостойкая нетканевая волокнистая подкладка, представляющая собой гибкую, упругую систему переплетенных лубяных волокон, образующих пористую структуру.

Известны два варианта промазного способа производства линолеума. По первому варианту для формования линолеумного слоя применяют грунтовальный станок с ракельными устройствами, позволяющими после многократной промазки и послойной желатинизации нанесенной массы в терможелировочных камерах получать пленку требуемой толщины и качества.

Второй вариант основан на промазке основы пастой, наносимой с избытком за один раз. Пленку определенной толщины формируют путем каландрирования нанесенного слоя по выходе полотна из терможелировочной камеры на двухвалковом каландре, установленном в конце камеры.

Технологическая линия производства линолеума по второму варианту состоит из следующих операций: транспортирования компонентов со склада и подачи их в промежуточные бункера и емкости; дозирования компонентов; приготовления пигментной красящей пасты; нанесения линолеумной массы на движущуюся основу; термообработки и желирования нанесенной на основу пасты; каландрирования (с одновременным калиброванием) желированной пленки; охлаждения готового полотна линолеума; обрезки кромок, разбраковки и упаковки линолеума.[3]

На рис. 2 приведена технологическая схема производства линолеума этим методом.

Рисунок 2 - Схема производства линолеума промазным способом

Жидкие сырьевые компоненты из складских емкостей 1 при помощи насосов 2 подаются в расходные баки 3 смесительного отделения. Поливинилхлоридное связующее и наполнители поступают со склада в мешках, доставляемых в цех электрокаром 4. Здесь сухие компоненты растаривают и через воронку 6 соответствующего элеватора, который подает их через сита, направляют сырье на шнековые питатели 7 и в промежуточные бункера 8. Сыпучие материалы дозируют весовым дозатором.

Жидкие компоненты смеси из расходных баков поступают в обычный объемный мерник 9. Из дозаторов сырье поступает в смеситель 10 для предварительного перемешивания.

Для приготовления красочной пасты применяют пигменты, загруженные в специальные расходные бункера 11. Колерный замес готовят в смесителе, куда загружают точно отвешенное на специальных весах количество пигментов, пластификаторов и прочих компонентов красочной пасты.

Приготовленный в смесителе замес поступает на трехвалковую краскотерку 12 сверху, через загрузочную воронку, в зазор между первым и вторым валком. В процессе перетирки красочный состав переходит на третий валок и снимается с него специальным ножом в сборник.

Колерный замес через раздаточный бункер 13 подается в нужном количестве в смеситель 14, куда одновременно поступает через раздаточный бункер 15 перемешанная в предварительном смесителе смесь, а также пластификаторы из мерника 9 для окончательного приготовления грунтовальной линолеумной пасты. Для этой цели применяют обычно смесители СМ-3. На рис. 3 показан смеситель СМ-3.

Рисунок 3 - Смеситель СМ-3: 1 — корпус смесителя; 2 — лопасти; 3 — откидная крышка; 4 — загрузочное отверстие; 5 — винт для наклона и подъема корпуса; 6 — электропередача; 7 — электродвигатель; 8 — гайка корпуса смесителя

Для ускорения производства обычно устанавливают несколько таких смесителей. Смеситель имеет стальной корпус, снабженный паровой рубашкой для обогрева. Дно корпуса имеет вид двух полуцилиндров, с выступающей средней частью.

Масса непрерывно перемешивается двумя лопастями Z-образной формы, вращающимися с разной скоростью. Помимо интенсивного перемешивания массы в разных направлениях она еще перетирается в зазоре между лопастями и днищем корпуса.

Готовая масса выгружается из смесителя путем наклона его на 90°; лопасти, продолжающие вращение, выбрасывают массу из смесителя на транспортер или в вагонетку. При помощи тельфера кюбелем 15 (см. рис. 2) масса направляется на грунтовальный станок 17. Этот станок состоит из двух горизонтально расположенных в станине валков, на которые натянут резиновый чехол. Над чехлом помещается ракля, к которой крепится нож. Ракля может размещаться на разной высоте и поворачиваться под любым углом.

Изменением положения ракли и степени натяжения резинового чехла можно регулировать толщину наносимого слоя массы. Подкладочная ткань или волокнистая основа линолеума в форме рулонов 18 подается тельфером 19 на размоточное устройство.

Особое внимание обращается на подготовку тканевой основы, которая может иметь пороки — узлы, нитки, засорение посторонними включениями. Ткань может иметь неодинаковую ширину. Все замеченные дефекты должны устраняться. Ткань необходимо прогладить на каландрах.

Целесообразно создавать специальную линию подготовки тканевой основы, которая состоит из стола для измерения и осмотра ткани, счетчика ее длины, стола для ручной или механизированной очистки ткани и гладильного каландра. При использовании войлочной основы ее предварительно подогревают на электроплитке 21. Линолеумную массу наносят на движущуюся основу на грунтовальном станке при помощи ножей-раклей, конструкция которых может быть различной. На рис. 4 показаны схемы действия раклей различных типов, а на рис. 5 — схемы грунтовальных ножей различной конструкции.

Рисунок 4 - Схемы работы раклей разных типов: а — воздушная ракля; б — ракля на обрезиненном валу; в — ракля с резиновым чехлом; г — ракля на жесткой опоре

Рисунок 5 - Схема грунтовальных ножей: а — с тонкой острой фаской; б — с круглой фаской; в — с серповидной фаской; г — с заточенной фаской

После нанесения массы на основу линолеумное полотно поступает в желировочную камеру 22 (см. рис. 2), где под влиянием температурного воздействия происходит желирование массы и пленки.

Желирование является наиболее ответственным процессом производства линолеума промазным способом. При недостаточном желировании массы образуется рыхлая пленка с низкими физико-механическими показателями, что резко снижает качество линолеума — его износоустойчивость.

Из желировочной камеры полотно линолеума поступает на двухвалковый каландр 24, где пленка линолеума получает окончательное уплотнение и калибруется до необходимой толщины в зазоре между валками. Рабочая температура этих валков должна иметь пределы 140—160°. Приводной механизм каландра позволяет менять скорость продвижения линолеумного полотна в пределах 1,4—2,7 м/мин и тем самым дает возможность изменять время нахождения линолеумного полотна в желировочной камере.

Заключительной операцией производства промазного линолеума является его охлаждение после каландрирования. При быстром охлаждении на двух холодильных барабанах, имеющих относительно низкую рабочую температуру ( + 30°), неизбежна большая усадка линолеума. Поэтому целесообразно применять ступенчатое охлаждение на шестибарабанном охладителе (поз. 23 на рис. 2), при работе на котором усадочные явления линолеумного полотна уменьшаются. После охлаждения линолеумное полотно подается на стол 25, где обрезают кромки, ведутся разбраковка, поперечная резка на куски необходимой длины, сматывание в рулоны и упаковка их в бумагу.[2]

Требования к сырью

Для изготовления поливинилхлоридных линолеумов применяют сырье, состоящее из следующих компонентов: связующего, пластификатора, наполнителя, красителя, а так же тканевой, войлочной или пористой основы для выработки линолеума на основе.

В качестве связующего применяют поливинилхлорид, откуда и происходит название группы линолеумов. Для производства линолеума используют поливинилхлорид, полученный путем полимеризации хлористого винила блочным, эмульсионным или суспензионным способами. Они вырабатываются в соответствии с ГОСТ 14039-79 и ГОСТ 14332-81. Предъявляемые к поливинилхлориду марки ПВХ-С63М требования и нормы даны в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-технические показатели поливинилхлорида марки ПВХ-С63М

Пластификаторы применяют при выработке линолеума для уменьшения межмолекулярных сил притяжения и для придания материалу большей гибкости. К ним предъявляют следующие требования: химическая стабильность, минимальная летучесть, отсутствие запаха, невысокую температуру плавления, малую гигроскопичность, высокую температуру вспышки, устойчивость к действию света, совместимость с полимером и вязкость, обеспечивающая хорошую переработку пастообразных смесей на вальцах различного назначения.

Наполнители вводятся в состав линолеума для придания ему необходимой прочности и приобретения других физико-механических свойств, а так же для уменьшения расхода связующих материалов в целях удешевления изделия. К наполнителям применяются следующие общие требования: тонкодисперсность и стойкость к химическим реагентам, однородность, не должен набухать в воде, не разлагаются при рабочих температурах производства, не содержать посторонних включений. В качестве наполнителей чаще всего применяются тальк, барит (тяжелый шпат), каолинит и асбест. Они вырабатываются в соответствии с ГОСТ 879-52.

Пигменты в производстве поливинилхлоридного линолеума применяют для окраски его в различные цвета. Это в основном сухие земляные и минеральные краски, используемые в производстве и других видов линолеума. Общие требования к пигментам: светостойкость и теплостойкость их, поскольку температура линолеумной массы при обработке достигает 170 ◦ С, пигменты не должны набухать в воде.

Ткань применяют кордельную, полукордельную джутовую и джуто-кенафную в качестве основы для производства поливинилхлоридного линолеума. Эта ткань должна удовлетворять следующим требованиям: вес 1 м2- 420 г, необходимый метрический номер пряжи, влажность подкладочной ткани не ниже 14%, иначе волокна ткани делаются менее эластичными, что может привести к разрыву ее при обработке.[4]

Требования к качеству линолеума

В зависимости от способа производства и структуры полимерного слоя линолеум подразделяют на шесть типов:

ВК – вальцово-каландровый без лицевого защитного слоя;

ВКП-то же с лицевым защитным слоем из поливинилхлоридной пленки;

ЭК – экструзионный без лицевого защитного слоя;

ЭКП - то же с лицевым защитным слоем из поливинилхлоридной пленки;

ПРЗ – промазной с печатным рисунком, защищенным прозрачным поливинилхлоридным слоем;

ПРП – контактно-промазной с лицевым защитным слоем из поливинилхлоридной пленки.

Номинальные размеры линолеума в рулоне и предельные отклонения от номинальных размеров должны соответствовать указанным в таблице 2.

Таблица 2 – Номинальные размеры линолеума в рулоне, мм

 В партии не допускается  более 10% составных рулонов.

В одном рулоне не допускается более двух полотен при длине меньшего из них менее 3 м. Составные рулоны в местах стыковки полотен должны быть помечены бумажными сигналами или иметь соответствующую запись на этикетке. Поставка составных рулонов в торговую сеть не допускается.

Условное обозначение линолеума должно состоять из слов «Линолеум ПВХ», типа, разделенных дефисом, и обозначения стандарта ГОСТ 18108-80.

Линолеум изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 18108-80 по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.

Кромки линолеума должны быть параллельными, не иметь заусенцев и щербин. Отклонение от параллельности кромок не должно превышать ±3 мм на 1 м. По согласованию с потребителем допускается изготовление линолеума с необрезанными кромками.

Линолеум следует изготовлять одно- и многоцветным (мраморовидным или с печатным рисунком) с гладкой или тисненой лицевой поверхностью.

Цвет, рисунок и фактура лицевой поверхности линолеума должны соответствовать цвету, рисунку и фактуре образца-эталона, согласованного с потребителем. Допускается отклонение от цвета не более 4 порогов цветоразличения.

Оттенки цвета основного фона и печатного рисунка в разных партиях не являются браковочным признаком. Не допускается разнооттеночность в пределах одной партии.

На лицевой поверхности линолеума не допускаются наплывы, вмятины, царапины, раковины, складки, пузыри, пятна, полосы, искажение рисунка и брызги от краски.

На лицевой поверхности линолеума типов ВКП, ЭКП и ПРП количество посторонних включений или следов от них не должно быть более указанных в нормативных документах на пленку для лицевого слоя.

Допускается устанавливать качество лицевой поверхности по образцу-эталону, согласованному с потребителем.

Показатели физико-механических свойств линолеума должны соответствовать указанным в таблице 3.

Таблица 3 – Физико-механические свойства линолеума

Для линолеума должны быть определены следующие пожарно-технические характеристики: группа горючести, группа воспламеняемости, группа распространения пламени, группа дымообразующей способности и токсичности.[1]

Приемка и контроль линолеума

Линолеум должен приниматься партиями. Партией следует считать количество линолеума одного типа, цвета, рисунка и фактуры, изготовленного за 1 сут. на одной технологической линии. Количество линолеума менее суточной выработки также считают партией.

Качество линолеума проверяют по всем показателям путем проведения приемосдаточных и периодических испытаний в соответствии с таблицей 3.

Периодическим испытаниям подвергают линолеум, прошедший приемосдаточные испытания.

Для проверки соответствия качества линолеума требованиям настоящего стандарта от партии случайным образом отбирают три рулона или одну бобину, на которых проверяют маркировку, упаковку, размеры, количество полотен в рулоне, параллельность кромок, цвет, рисунок, фактуру и качество лицевой поверхности.

От одного рулона, прошедшего описанное испытание, на расстоянии не менее 1 м от конца на всю ширину полотна отрезают полосы длиной, необходимой для изготовления образцов для всех видов испытаний, предусмотренных стандартом.

Допускается отбирать куски линолеума непосредственно с технологической линии.

При неудовлетворительных результатах испытаний хотя бы по одному из показателей проводят по этому показателю повторные испытания удвоенного количества образцов, отобранных от двух других рулонов, прошедших описанные испытания.

При неудовлетворительных результатах повторных испытаний партия линолеума приемке не подлежит.

Для партии линолеума, не принятой по результатам описанных испытаний, допускается применять сплошной контроль (100%-ную разбраковку), при этом проверяется показатель, по которому не была принята партия.

Из рулонов, отобранных при сплошном контроле, формируется новая партия, которая предъявляется к приемке.

При неудовлетворительных результатах повторных периодических испытаний переходят к приемосдаточным испытаниям до получения положительных результатов не менее, чем для пяти подряд изготовленных партий, после чего вновь переходят к периодическим испытаниям.

Потребитель имеет право проводить контрольную проверку линолеума, соблюдая при этом приведенный порядок отбора образцов и применяя указанные ниже методы испытаний.

Каждая партия линолеума должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают: