Pojmem aplikátor nátěrů se označuje nástroj nebo zařízení, kterým se na povrch nanáší nátěrová hmota. Může jít o jednoduché ruční nářadí, jako je štětka nebo váleček, ale také o složitější stříkací pistole a celé systémy pro strojní nanášení. Správná volba aplikátoru má velký vliv na výslednou kvalitu nátěru, jeho životnost i spotřebu materiálu.
Klasické ruční aplikátory a jejich použití
Klasickým ručním nářadím je malířská štětka, která se používá hlavně na menší plochy, rohy, hrany a detaily. Umožňuje přesnou práci a dostane se i tam, kam jiné nástroje nemohou. Pro rozsáhlejší konstrukce a hladké povrchy se používá stříkací pistole, případně výkonné airless stříkací zařízení bez přívodu vzduchu. Na hrubé omítky a savé minerální povrchy se obvykle volí váleček s delším vlasem, který se dokáže dostat do pórů a nerovností.
Výběr aplikátoru podle materiálu
- Dřevo: U dřeva často rozhoduje, zda má zůstat viditelná kresba. Pro tenké lazury se používá štětka nebo jemný váleček, aby vynikl ochranný nátěr dřeva a zároveň se neucpaly póry.
- Kov: U kovových konstrukcí je cílem spolehlivý antikorozní nátěr, který je potřeba nanést v doporučené tloušťce, bez děr a stečenin.
Příprava podkladu a správné aplikační techniky
Sebelepší aplikátor nátěrů nezajistí dobrý výsledek, pokud je podklad špatně připravený. Povrch musí být suchý, soudržný, bez mastnot a starých oloupaných vrstev. Na většinu povrchů se před nátěrem používá penetrace podkladu, která sjednotí savost, zlepší přilnavost a zpevní povrch.
Techniky aplikace
- Štětka: Při práci se štětkou je důležité nátěr do povrchu skutečně zapracovat, ne jen povrch lehce přejíždět.
- Váleček: Váleček by měl mít rovnoměrně nasátou nátěrovou hmotu, bez stékajících kapek.
- Stříkací zařízení: U stříkacích zařízení je klíčová správná vzdálenost od povrchu, rovnoměrná rychlost pohybu a vhodný tlak nebo nastavení trysky. Špatné nastavení může vést k příliš silné vrstvě, steklicím nebo naopak k suchému, drsnému povrchu.
Čištění aplikátorů
Po skončení práce je nutné aplikátor nátěrů vždy důkladně vyčistit podle typu použité nátěrové hmoty. Nářadí na vodou ředitelné barvy se čistí vodou, u rozpouštědlových nátěrů se používají vhodná ředidla doporučená výrobcem. U stříkací techniky je důležité průběžné čištění filtrů, trysek a hadic, aby nedocházelo k ucpávání a nerovnoměrnému rozstřiku.
Typické chyby při aplikaci
Mezi typické chyby patří špatná volba nástroje k danému povrchu, nedostatečná příprava podkladu, přetěžování válečku barvou nebo práce s opotřebovaným nářadím. U kovů se chyby projeví rychlým selháním ochranného nátěru kovů, u dřeva pak šednutím, praskáním nebo odlupováním povrchové vrstvy.
Čtěte také: Informace o latexových nátěrech
Inovativní technologie v aplikaci nátěrových hmot
Při aplikaci PNH se řeší různé inovace pro minimalizaci lidských zásahů, které mají vliv na cenu a kvalitu, ale i snížení nákladů na PNH pomocí zajištění rovnoměrnější a přesnější vrstvy. Od metody lakování pomocí TRIBO efektu (elektrokineticky) jsme se přesunuli k výkonnější CORONA aplikaci (elektrostatiku).
Automatizovaná lakovací kabina s horizontálním pohybem pistolí
S prvním problémem „lidský zásah“ se vyvinulo více směrů. Příkladem může být využití v automatické lakovací kabině tzv. 3osého manipulátoru (v reálu se nejedná o 3osou, ale rozdělení pohybu jednotlivých pistolí ve 2 osách), které je na určitý druh výroby bez problému aplikovatelné, ale roli zde hraje mnoho proměnných (rychlost, zavěšení, pootočení na závěsu a jiné), které je nutno brát v potaz. Poslední vývoj ukazuje, že zajímavější varianta je nekombinovat pohyb vertikální (manipulátor nahoru a dolů) s pohybem pistolí horizontálně. Díky vertikálnímu pohybu zde dochází ke vzniku slepých míst, kde pistole díky různým hranám nemůže pokrýt případné vnitřní záhyby. A proto firma SAMES KREMLIN přišla s manipulátory, které se pohybují jen v horizontální ose, tím se zmíněný efekt minimalizuje.
Robotické lakování
Kde nelze využít automatizovanou kabinu - musí přijít na řadu roboti. Což v dnešní době není nikterak zvláštní kombinace, ale nese s sebou různá specifika pro školení obsluhy a ne pro veškerou produkci je vhodná. Pokud by u robotického lakování mělo docházet k tomu, že se více programuje než lakuje, začne robotika postrádat smysl.
Revoluční technologie TEC5
Často není nutná plná automatizace lakovacího procesu. V některých případech nám může pomoci jen drobná automatizace procesu lakování. Například automatická korekce nastavení lakovacích pistolí, v našem případě nazvaná TEC5 (Transfer Electronic Control páté generace). Kde procesor (TEC5) v lakovacím zařízení automaticky upraví napětí, aby poskytoval nejlepší možné podmínky aplikace PNH (práškové nátěrové hmoty). Při tom zohlední množství prášku a vzdálenost pistole od dílu k dosažení nejvyšší efektivity přenosu PNH na povrch materiálu. Tento jedinečný řídící systém získává aplikační výhodu 100% využití vysokého výkonu elektrostatického systému, který vždy zajistí maximální proud a napětí při zachování bezpečnosti obsluhy a minimalizuje zpětnou ionizaci (neboli přebíjení barvy).
Běžně při vzdálenosti pistole od lakovaného dílu 300 mm až 400 mm dostává prášek velmi vysoké napětí s velmi nízkým proudem; prášek proto nemá dostatek náboje, což snižuje účinnost přenosu a prášek padá. Na opačném konci stupnice, ve vzdálenosti 30 mm od lakované části se proud velmi rychle zvyšuje a řídicí systém vypne vysoké napětí a proud, aby se zabránilo možným vznikům defektů a bezpečnostním rizikům. Technologie TEC5 posouvá aplikaci prášku o další úroveň. Nejvíce citelný zásah TEC5 je mezi 300 mm a 30 mm, což je nejčastější oblast aplikace PNH. Technologie TEC5 poskytuje to nejlepší z vysokého napětí i proudu a dosahuje nejvyšší možné účinnosti přenosu PNH na lakované díly.
Rotační zvony INOBELL
V rámci rovnoměrnosti aplikace PNH a hlavně snížení nákladů na samotné barvy jsou nyní k dispozici další dvě „novinky“ na trhu. První bych nazval „práškovou revolucí“ ve způsobu aplikace, jedná se o výraznou změnu aplikační techniky = aplikace za pomocí rotačních zvonů (tzv. INOBELL). Tato technologie se v mokrém lakování používá již řadu let a není to v této oblasti žádnou novinkou. Hlavním rozdílem oproti klasickým pistolím je způsob dopravy prášku k výrobku, kde nová technologie INOBELL má mnohem pomalejší dopadovou rychlost částic a také dokonalejší rovnoměrnost těchto částic v dopadové oblasti. V případě technologie aplikace za pomocí zvonů se samozřejmě nejvíce řeší úspory barvy, ale nejedná se jen o cenu. Dle dosavadních zkušeností z provozů má tato technologie nespornou výhodu v aplikaci bezbarvých laků, které jsou velmi citlivé na rovnoměrnost a tzv. tvorbu pomerančové kůry (orange peel effect). Další předností je vyšší nabíjecí schopnost těchto pistolí.
Bezkontaktní měření vrstvy ještě před vypálením HiVision DeepControl
Velkou novinkou je unikátní technologie z naší řady řídících systémů HiVision. Jedná se o automatickou korekci množství barvy na dílech „DeepControl“. Principem systému HiVision DeepControl je měření tloušťky nanesené vrstvy prášku hned po aplikaci, ještě před vypálením. Dříve se využívalo měření až po vytvrzení a následná korekce již byla nepřesná a problémová. Respektive tuto korekci je možno uplatnit až s významným zpožděním, kdy jsou často desítky nebo i stovky kusů výrobků již nalakovány a vypáleny. Takto vznikaly zmetky, které bylo nutné vyřadit nebo vypálený lak odstranit a celý proces včetně předúpravy opakovat. V obou případech náklady na provoz i výrobek vzrostou až o desítky procent. Když se tyto kvalitativní parametry vyhodnotí ještě před samotným vypálením, tak se eliminuje riziko vzniku těchto zmetků. Celý systém HiVision DeepControl funguje tedy tak, že robot změří vrstvu na dílech rozložených do sektorů, kde se pohybují jednotlivé pistole ihned za kabinou. SW dle zadaných parametrů zjistí vrstvu a pošle signál pro úpravu parametrů lakovacího stroje. Následně proběhne kontrola dalších dílů s upravenými parametry a případná další korekce. Celý tento systém pracuje v jedné z lakoven pro automotive na Slovensku.
Vize a budoucnost
Cílem je nalakovat výrobek co nejefektivněji automatickou kabinou, změřit vrstvu prášku v plnohodnotném 3D modelu a na základě vyhodnocení roboticky dolakovat místa s menší vrstvou prášku, a to vše bez potřeby obsluhy a složitého programování robotů.
Další aplikační technologie
V průmyslové výrobě se nátěrové hmoty aplikují na povrch velmi často navalováním nebo stříkáním. Jedná se o nejrůznější technologie: od pistole s výtokovým pohárkem, používané při ruční aplikaci, přes automatizovaná stříkací zařízení až po vysoce komplexní linky pro aplikaci navalováním. Lakovací procesy jsou většinou řízené a probíhají jako spojení lakovacích a sušicích zařízení. Stříkací automaty lze využít jako samostatné řešení, nebo doplnit o sladěná přípravná, čisticí, sušicí nebo dopravní zařízení a vytvořit tak lakovací linku.
Polévací zařízení
Polévací zařízení se používají pro aplikaci tekutých hmot na ploché materiály, hlavně při nanášení laků a disperzí. Používají se také pro klih a lepidlo i pro lakové systémy s obsahem a bez obsahu rozpouštědel.
Lakování navalováním
Lakování navalováním se používá pro jednostranné nanášení vhodných nátěrových hmot na plošné předměty seshora. Nátěrová hmota se přitom přenáší rotujícím gumovým válcem na povrch předmětu. Předmět se posouvá na pásovém dopravníku navalovacím zařízením. Rychlost dopravníku a nanášecích válců (posuv) je přitom stejná. Požadované nanášecí množství lze regulovat nastavitelnou štěrbinou mezi nanášecím a dávkovacím válcem. Kromě toho se dá nastavit rychlost a směr otáčení dávkovacího válce (souběžný - protiběžný chod). Nanášecí množství se nadto dá regulovat ještě přesněji. Pro vícevrstvé, bezbarvé nebo barevné laky se může v lakovacím zařízení nainstalovat více lakovacích válců. Náš vícevrstvý UV systém pro parkety, k němuž patří Hydro-UV-Primer, UV-Acryl-Spezialgrund, UV-SIS-Grund a UV-Acryl-Parkett-Decklack, byl podroben ekologickému testování zkušebny eco-Institut. Mezní hodnoty stanovené ve zkušebních kritériích byly ve všech případech dodrženy.
Tiskové technologie
V oblasti nástaveb pro přímý a digitální potisk máme k dispozici nejnovější technologie a technické znalosti. Tiskací stroje lze přitom zaintegrovat do stávajících výrobních linek. Tiskací stroj pro přímý potisk použitý ve výrobním procesu na místě lakovacího válce přitom završuje technologickou výkonnost. Vedle téměř nekonečných možností v oblasti digitálního potisku nabízí i přímý potisk široké designové a individuální spektrum úpravy povrchu. Tak je možno vytvořit různé dekory a plné tóny.
Měření a kontrola kvality nátěrů
Každý, kdo v dnešní době pracuje v technické profesi ví, že bez odpovídajících pomůcek a nástrojů se nelze obejít. I v naší profesi je nutné pro přesné výsledky a kvalitní zpracování používat nejen dobrou aplikační techniku, ale také měřící a kontrolní. Z teoretického pohledu jsou tato měřidla velmi dobrým vodítkem pro vytvoření kvalitního povlaku, avšak v praxi se setkáváme, a to především u malých firem, s absencí těchto pomůcek. Těmto stavům lze celkem snadno předejít pořízením malých pomocníků jako je např. měrka na mokré nátěrové hmoty. Těchto měrek existuje široká škála od plastových (většinou reklamních) s nevelkou přesností na několik málo použití, až po hliníkové a nerezové, kde je zaručena poměrně přijatelná přesnost. Reálná měřitelnost je od 20μm do několika mm mokrého povlaku v závislosti na typu a dělení měrky.
Měření tloušťky zaschlého/vytvrzeného nátěru
Pro měření již zaschlé nebo vytvrzené nátěrové hmoty existuje několik typů měřidel, které se liší nejen způsobem měření, ale i způsobem či možností záznamu. Rovněž je možné použít destruktivní metodu s proříznutím povlaku k podkladovému materiálu a vestavěným mikroskopem lze odečíst tloušťku tohoto povlaku a zároveň zkontrolovat přípravu podkladu, zdali bylo například provedeno abrazivní tryskání. K nejjednodušším patří mechanické magnetické tloušťkoměry. Pro základní přehled jsou plně dostačující, neboť maximální odchylka je 5μm nebo 5%. Jejich předností je možnost použití i ve výbušném prostředí a kalibrace při jeho výrobě, kterou již není nutné nadále provádět. K vyšší kategorii náleží digitální tloušťkoměry, vyznačující se vysokou přesností. Vyšší modelové řady disponují statistikou nebo statistikou se záznamem a přenosem do PC s tiskem protokolů a jejich archivací. Pro feromagnetické podklady, které jsou běžnější, se používají přístroje s F sondou, pro nemagnetické podklady jsou pak přístroje s N sondou a jsou k dispozici i sondy kombinované FNF, které lze použít na oba typy podkladů. U těchto digitálních přístrojů je možné volit i typ sondy, zdali má být vestavěná do přístroje, nebo oddělená na kabelu. Rovněž lze vybrat z velkého výběru sond pro různé aplikace.
Měření přilnavosti
Od měření tlouštěk k přilnavosti naaplikovaného povlaku k základnímu materiálu se nám naskýtá několik možností. Tyto kontroly, či chceme-li to nazvat zkouškami, můžeme provést jednoduchým testem nazývajícím se mřížková zkouška dle ČSN ISO 2409. Každý z těchto způsobů je vhodný na různá použití, ale u vícebřitého nože je předpoklad rovného nezakřiveného podkladu o dostatečné ploše cca 40 x 40 mm. Výhodou je provedení všech řezů v jednom směru jedním krokem. Obdobnou možností je provedení tzv. zkoušky odtrhem, kdy mechanický přístroj utrhne přilepenou panenku (váleček) od naaplikovaného podkladu. Na stupnici či displeji je možné odečíst přesnou hodnotu adheze v MPa. Zkouška se provádí dle ČSN ISO 4624.
Měření viskozity
Další z nepostradatelných pomůcek je průtokový (viskozitní) pohárek. Tento pohárek slouží ke zjištění výtokové doby různých kapalin, v našem případě nátěrových hmot. Je-li výtoková doba z pohárku po úpravě barvy naředěním stejná jako u předchozí, měla by být zajištěna stejná kvalita aplikace ať nátěrem nebo stříkáním, tzn. při stejném nástřiku bude stejná tloušťka naaplikovaného filmu.
Další pomůcky a dokumentace
Někdy je nutné zjistit, jak jsou upraveny dutiny a špatně přístupná místa a to nejlépe zrcátkem. Trh nabízí řešení: teleskopické držátko s kloubem ukončené malým zrcátkem. Velmi praktické řešení pro uvedená místa za přijatelnou cenu. Poslední kategorie sice není možné nazvat technikou, nicméně je velmi důležitá pro povrchové úpravy obecně. Touto kategorií jsou alespoň základní normy a dokumentace nátěrových hmot. Pro nátěrové hmoty je bezpodmínečně nutná technická dokumentace (technický list a bezpečnostní list). Bez těchto materiálů není možné s nátěrovými hmotami pracovat, aniž by byl zaručen alespoň kvalitní povlak.
Řešení problémů s nátěrovými hmotami pomocí reologických a dalších měření
Následující tabulka ukazuje, jak lze pomocí různých přístrojů řešit běžné problémy s kapalnými i práškovými nátěrovými hmotami.
| Problém | Řešení a cíl | Použité přístroje |
|---|---|---|
| Disperze/Suspenze - Kapalná | ||
| Barva na dřevo je pro aplikaci příliš hustá nebo příliš řídká. | Určete viskozitu barvy provedením rychlé kontroly kvality při konstantní rychlosti k přizpůsobení konzistence. Barva na dřevo nestéká ani nezanechává na povrchu nerovné vyvýšeniny. | ViscoQC 100, ViscoQC 300, RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Barva na dřevo je pro aplikaci příliš hustá nebo příliš řídká. | Určete viskozitu při různých rychlostech smyku, abyste zjistili viskozitu nátěru v klidu a při aplikaci. Výsledky využijte k úpravě chování toku nátěru na dřevo tak, aby bylo ideální ve všech fázích používání. | ViscoQC 300, RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Barva se zablokuje při čerpání nebo při aplikaci. | Analyzujte mez toku barvy pomocí reometru nebo viskozimetru a snižte mez toku tak, aby k zahájení toku vzorku stačila menší síla. Nulová odstávka výrobního závodu díky plynulému a efektivnímu přepravnímu procesu během výroby barev. | ViscoQC 300, RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Při malování na stěnu vzniká neadekvátní vrstva, nebo po aplikaci dochází ke stékání. | Analyzujte strukturální dekompozici a obnovu vnitřní struktury barvy za účelem úpravy formulace. Vaše nástěnná barva má dostatečnou tloušťku vlhké vrstvy a nestéká. | RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Automobilový lak je příliš hustý a nedá se nanášet stříkáním a vytváří malé viditelné kapénky, které vedou k nerovnoměrnému pokrytí. | Analyzujte viskozitu barvy při vysokých smykových rychlostech (1 000 s-1 až 10 000 s-1) a upravte recepturu. Můžete si být jisti, že váš produkt má tu správnou viskozitu pro aplikace s vysokou smykovou rychlostí, např. při nástřiku a nátěru, a má hladký povrch. | RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Pigmenty a plnidla stavební barvy se během (krátkodobého) uskladnění usazují. | Analyzujte viskozitu při nízkých smykových rychlostech (<1 s-1) a upravte recepturu. Využijte výsledky ke změně formulace a zabraňte tak předčasnému usazování barvy. Čím je viskozita při malé rychlosti smyku vyšší, tím je stabilita lepší. | RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| U barvy dochází k separaci fází nebo sedimentaci po určité (dlouhé) době stání. | Zkontrolujte stabilitu při skladování pomocí frekvenčního testu a upravte svou formulaci. Je zaručena dlouhodobá stabilita vaší barvy. | MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Barva je příliš řídká pro aplikaci při 50 °C. | Určete a upravte viskozitu při přesně definované teplotě. Barva má ideální formulaci pro dané aplikační podmínky. | ViscoQC 300, RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| K vytvrzování obou složek epoxidového nátěru dochází už během aplikace. | Analyzujte viskozitu a zjistěte, kdy je dvojnásobná oproti začátku reakce. S těmito znalostmi můžete upravit formuli epoxidového nátěru. Váš epoxidový nátěr ztvrdne ve správný čas po aplikaci. | ViscoQC 300, RheolabQC, MCR 72, 92, MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Barva neschne v prostředích s vysokou vlhkostí. | Upravte vlhkost a teplotu měřicího prostředí během reologického měření vaší barvy. Vaše barva schne při předem definovaných teplotních a vlhkostních podmínkách. | MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| UV citlivý nátěr neztvrdl dle očekávání a na povrchu jsou škrábance a nerovnosti. | Simulujte křížové reakce s odlišnou intenzitou UV světla při současném měření reologických vlastností. Nátěr, který ztvrdne pod UV světlem během několika sekund a natíraný materiál dokonale pokryje a ochrání. | MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Film barvy na dřevo je po vytvrzení příliš křehký nebo měkký. | Určete chování filmu pomocí DMA a přizpůsobte formulaci. Dostatečná elasticita filmu a kvalitní povrch nátěru. | MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e |
| Barva nedosahuje požadovaného finálního vzhledu (lesk barvy). | Určete a upravte velikost částic pigmentu. Bezvadný produkt, který má kýžený matný nebo lesklý produkt a spokojený koncový zákazník si jej zakoupí znovu. | PSA |
| Barva nevykazuje požadovanou barevnou intenzitu. | Změřte a upravte velikost pigmentových částic, protože intenzita barvy se zvyšuje s tím, jak se velikost částic zmenšuje. Vaše barva má správnou barevnou intenzitu a uživatel je s výsledkem po aplikaci spokojen. | PSA, Litesizer |
| Materiál vykazuje nekonzistentní chování při nátěru. | Určete velikost částic disperze barvy nebo nátěru, abyste identifikovali a zabránili agregaci částic před procesem natírání. Uniformní chování nátěru. | PSA, Litesizer |
| Disperze vykazuje nechtěnou tendenci k agregaci. | Určete zeta potenciál částic ve vaší disperzi pomocí přístroje Litesizer, zlepšete tak vaši formulaci a stabilizujte výrobní procesy. Urychlete výrobní proces a zabraňte možným výpadkům drahých dávek díky rychlému rozpoznání problémů se zeta potenciálem. | Litesizer |
| Prášek - Suchý | ||
| Práškové surové materiály nelze čerpat. | Simulujte čerpatelnost pevných surových materiálů pomocí práškové cely. Využijte výsledky, abyste se vyhnuli problémům při přepravě a skladování práškových materiálů. | MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e (Reologie prášků) |
| Práškový lak se buď nevytvrdí hezky, nebo jej není možné pneumaticky transportovat. | Určete chování při zkapalnění a tvrdnutí a zjistěte vliv zvyšovačů toku na zkapalnění a také na proces tvrdnutí. Zvyšte spokojenost zákazníků se snadno aplikovatelnými prášky, které vykazují dobré vlastnosti při tvrdnutí. | MCR 102e, 302e, 502e, MCR 702e (Reologie prášků) |
| Práškové lakování nevypadá rovnoměrně. | Analyzujte distribuci velikosti částic pomocí analyzátoru velikosti částic a optimalizujte jej tak, abyste dosáhli kýženého vnějšího vzhledu práškového nátěru. Práškový nátěr vykazuje vysokou odolnost a splňuje požadavky na vzhled. | PSA |
tags: #aplikator #naterovych #hmot #150 #informace