Kompozitem je každý materiál, který se skládá z minimálně dvou hlavních komponent s výrazně se lišícími fyzikálními vlastnostmi. Nejčastěji se jedná o kompozit z organické polymerní pryskyřice a skleněných vláken. Do pryskyřice se při výrobě přidávají i různé přísady na zlepšení materiálových vlastností. V Evropě a v zámoří je výroba stavebních kompozitních materiálů několik desítek let jedním z rychle se rozvíjejících oborů. V České republice se jí v průmyslovém měřítku ještě v polovině devadesátých let nikdo nezabýval. V současnosti je však situace jiná a řada firem se specializuje na výrobu a zpracování laminátů.
Technologie výroby laminátu
Výroba laminátu zahrnuje různé technologie, které se liší podle požadovaných vlastností a aplikace finálního produktu.
Pultruze
Slovo „pultruze“ vzniklo z anglického názvu „pultrusion“ a v této české podobě se již mezi odbornou veřejností zažilo. Pultruze je proces kontinuální výroby vyztužených pryskyřic různých tvarů a délky tažením. Vstupní materiál je směs tekuté pryskyřice a vláknové výztuže. Vyztužující materiál, převážně skelné vlákno, je ve formě rovingu a plošných rohoží. Používaná technologie pultruze - tažení umožňuje dosažení více než 70% podílu vláken v objemu (u ručního laminování je to kolem 20%, u lisování 40%). Materiál prochází výrobní linkou rychlostí 30 až 150 cm za minutu. Rozměr polotovaru je omezen při určité tloušťce stěny, délka není omezena.
Všechny profily PREFEN kromě plných tyčí mají na povrchu tenkou netkanou povrchovou polyesterovou roušku. Tato rouška obaluje skleněnou výztuž a navíc, nasycena pryskyřicí, tvoří obal, který zvyšuje jednak odolnost proti vniknutí chemikálií, UV záření a vylepšuje i estetický vzhled kompozitu. V dalším zařízení se vlákna, rohože a rouška smáčí ve směsi pryskyřice, plniva, barviva, katalyzátoru, popř. Po výstupu z lázně má polotovar už podobný tvar jako výsledný profil. V předtvarovací formě se vytlačuje přebytečné pojivo, profil se postupně tvaruje a vstupuje do vytvrzovací formy.
Tvary a rozměry kompozitních profilů vyrobených pultruzní technologií jsou závislé na stroji a jeho příslušenství. Souvisí to s jeho mohutností, tj. velikosti tažné síly a na možnostech jeho ovládání, tj. měnění rychlosti tažení, regulace teploty, atd. Tzv. laboratorní stroje umožní vyrobit profil do šířky asi 300 mm, na standardních strojích se dosáhne šířky od 500 do 1000 mm. Výška profilu bývá obyčejně kolem maximálně 500 mm.
Čtěte také: Druhy podložek pod laminát
Lité rošty PREFAGRID
Kompozitní rošty PREFAGRID se vyrábí litím do forem. Rošty jsou vyztužené pouze vlákny, které se křížovitě protahují stojinami roštu a postupně impregnují příslušnou pryskyřicí. Lité rošty se vyrábí ve velkých deskách, které se pak dělí podle požadavků zákazníka. Desky mají různé maximální rozměry. Největší rozměr je 1220 x 4660 mm.
Technologie SMC a lisování
SMC (z anglického Sheet Moulding Compound) je kompozitní materiál složený převážně z termosetické pryskyřice (obvykle polyesterové) a sekaných skelných vláken, který je vyráběn ve formě plátů. Z těchto plátů lze vyřezat díly potřebných velikostí, které se na sebe navrství a za tepla a tlaku se v lisu zformují do požadovaného tvaru a vytvrdí. Výroba SMC je kontinuální proces, při kterém se pryskyřice v tenké vrstvě roztírá zařízením označovaným „Doctor box“ na plastovou fólii. Ta prochází pod zařízením sekající skelná vlákna, která jsou rovnoměrně nanášena na vrstvu pryskyřice. Následně je vrstva vláken překryta z horní strany druhou vrstvou pryskyřice, která je také nanesena na plastové fólii. Tento plát pak prochází systémem válců a tlakem dochází ke zhutnění a prosycení vláken. Po zhutnění lze materiál navíjet na cívky nebo skládat do bloku.
Technologie SMC dovoluje používat materiály s obsahem vláken od 15% do 65%. Délka vláken je zpravidla 25 nebo 50 mm, ale je možné vyrábět SMC i s tkaninami nebo kontinuálními vlákny. V technologii lisování jsou používány materiály SMC (z anglického Sheet Moulding Compound), BMC (z anglického Bulk Moulding Compound) a prepregy. Manipulace s tímto materiálem je mnohem snazší a bezpečnější.
Ruční laminování
Ruční výroba laminátu je nejstarší, nejjednodušší a nejčastěji používanou metodou pro malovýrobu a zakázkovou výrobu. Kompozitní prvky vyrobené technologií ručního laminování zahrnují lisování, ruční kladení a stříkání. Ruční laminací se vyrábí například všechny plochy a hrany poklopů, mohou to však být i tvarově složité prvky. Kopyto je nutné velmi dobře naseparovat, aby laminát nevytvořil nerozdělitelný spoj s kopytem. Separátor tedy zabraňuje přilepení výrobku na formu a usnadní snímání nebo vyjímání vytvrzeného laminátu. Jako separátor se užívají silikonové oleje, vosky nebo mýdla. Dle zatížení jednotlivých komponentů se kvůli zpevnění vloží další vrstva tkaniny, která se vtlačí do vrstvy pryskyřice. Vytvrzování laminátu se obvykle provádí bez tlaku při pokojové teplotě. Tento inovační výrobní proces za pomoci tlaku (vákua) zlepšuje mechanické vlastnosti produktu.
Materiály pro laminování
Při laminování se používají různé typy pryskyřic a výztuží.
Čtěte také: Prozkoumejte vlastnosti HPL
Laminační pryskyřice
- Laminační pryskyřice Polycol® 112 patří do skupiny nízkovizkózních laminačních pryskyřic. Je vytvrzovaná tvrdidlem Polycol® 593 v tužícím poměru 100:50 hmotnostních dílů. Výhodou této pryskyřice je její snadné prosátí do skelné nebo karbonové textilie či rohože.
- Laminační pryskyřice Polycol® 171 patří do skupiny vysokovizkózních laminačních pryskyřic. Je vytvrzovaná tvrdidlem Polycol® 593 v tužícím poměru 100:30 hmotnostních dílů. Výhodou této pryskyřice je její malé stékání při laminování svislých ploch. Velmi často je používána na opravy lodí a mobiliářů hřišť a parků.
- Balení pryskyřice Polycol® 264 a Polycol® 264 wet je 1+0,5 kg; 3+1,5 kg; 5+2,5 kg; 10+5 kg, 20+10 kg a 30+15 kg. Po otevření obalů zkontrolujte vizuálně vzhled epoxidové a tvrdící složky. Oba materiály jsou čiré, slabě nažloutlé kapaliny různých viskozit. Tyto typy tvrdidel a pryskyřic nemají omezenou životnost.
Příprava a zpracování pryskyřice
Pokud je tvrdidlo po částečném spotřebování pokryto bílým škraloupem, opatrně ho odstraňte, obal byl nedostatečně zavřen a tvrdidlo na povrchu reagovalo se vzdušnou vlhkostí. V případě, že zakoupenou soupravu zpracováváte po částech, používejte k odměřování váhu. Tužící poměr Polycolu® 112 s tvrdidlem Polycol® 593 je 100:50 hmotnostním dílů. Stejný tužící poměr má Polycol® 268 a Polycol® 268 wet. Tužící poměr Polycolu® 171 s tvrdidlem Polycol® 593 je 100:30 hmotnostním dílů. Obě složky je nutné dokonale promísit. K mísení, ne šlehání, používejte nízkootáčkové míchadla cca 500 až 600 otáček za minutu a vřetena, která do mísené kompozice zanáší minimální množství vzduchu. Mísení provádějte po dobu 2-3 minut. Doba zpracovatelnosti při teplotách 15-20 °C je cca 20-30 minut od přidání tvrdicí složky na podkladu. Připravujte si jen takové množství kompozice, které do půl hodiny zpracujete. Natuženou kompozici není možné ředit komerčními ředidly.
Výztužné materiály
Anorganické výztuže zastupuje nejčastěji skelné nebo uhlíkové vlákno. Organické výztuže zastupuje polyesterové, polypropylenové a polyamidové vlákno. Výztuž může být rozptýlená v celém prostoru laminátu nebo může být přísně orientována. V prvním případě jde například o skelnou nebo PP střiž s délkou vlákna cca 1 cm balenou v sáčcích nebo pytlích. Tato se přidává do kompozice a směs se nanáší běžným způsobem jako je špachtlování, několikanásobné válečkování ve speciálním případě stříkání. Ve ztuhlém laminátu jsou vlákna orientována ve všech směrech.
Druhým případem je laminace s orientovaným vláknem. Zde se můžeme potkat se třemi variantami orientace. První způsob je navíjení nitě. Používá se nejčastěji při výrobě válcových zásobníků nebo trubek. Kolem středového válce nebo trnu rotují cívky s navinutou nití. Postupně kopyto opřádají za současného stříkání pryskyřice do návinu. Druhou a třetí variantou je laminování tkanou nebo netkanou textilií. Při těchto aplikacích je na podklad smočený pryskyřicí zaválečkována tkanina v jedné nebo několika vrstvách. V těchto třech variantách je vlákno orientováno v rovině laminátu. K laminacím používáme nejčastěji skelnou tkaninu gramáže 250 až 390 g/m2 prodávanou jako tzv. šálu. Jedná se o tkaný pruh šíře 40 cm dlouhý přibližně dvacet metrů.
Aplikace laminátu
Laminát nachází široké uplatnění v různých odvětvích díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem a odolnosti.
Laminace ve stavebnictví
Laminace ve stavebnictví se používá nejčastěji z důvodu vytvoření vodotěsné vrstvy na nosném podkladu nebo z důvodu radikálního zpevnění, případně sešití užitných ploch. Ve stavebnictví je laminát obvykle překryt dalšími užitnými vrstvami jako jsou nátěry, lité podlahoviny, štěrkopískové potahy.
Čtěte také: Bílé dveře do interiéru: Který materiál je ten pravý?
Celoplošná laminace
Celoplošnou laminaci užíváme například při rekonstrukcích bazénů, vodních a jiných nádrží. Velmi často se jedná o konstrukce betonové, méně často o konstrukce kovové. Prvním krokem je očištění podkladu od nenosných vrstev. Plochy čistíme mechanicky škrábáním a broušením, při větším rozsahu je vhodné použít k očištění pískování, případně otryskání tlakovou vodou. Při mokrých postupech je nutné nechat plochy vyschnout. U betonového podkladu provedeme intenzivní napenetrování u kovových podkladů antikorozní nátěr. Po zaschnutí penetrace vytmelíme praskliny a nerovnosti. Při velkém rozsahu nerovností neprovádíme lokální, ale celoplošné tmelení. Po ztuhnutí tmelu přikročíme k vlastní laminaci.
Z laminační tkaniny šíře jeden metr nastříháme pruhy vhodné délky. Na přetmelený povrch naválečkujeme natuženou pryskyřici a do této vložíme tkaninu. Tu pak zaválečkujeme laminačním válečkem do úplného smočení a vytěsnění vzduchu. Jednotlivé pruhy pak překládáme 5 až 10 cm přes sebe. V případě laminace bazénu nejprve laminujeme stěny nakonec pak dno. Po zavadnutí pryskyřice laminát ještě jednou převálečkujeme natuženou pryskyřicí s přídavkem cca 5% thixotropního přípravku pro snížení tečení kompozice. Tímto doplníme pryskyřici do míst kde je tkanina tzv. suchá. Výsledný povrch je slitý bez vystouplé tkaniny. Tímto krokem většinou u záchytných jímek a nádrží končíme. V případě bazénů laminát po vytvrzení přebrousíme a opatříme dvojnásobným nátěrem. Nátěr s ohledem na používanou bazénovou chemii obnovujeme cca v cyklu tří až pěti let.
Laminace prasklin a dilatací
Laminát dává možnost vyhovět přání na bezespárou podlahu i přes přítomnost dilatací. Praskliny a dilatace nejprve očistíme, napenetrujeme a vytmelíme do roviny. Vyrovnanou prasklinu nebo dilataci naválečkujeme s cca 20ti centimetrovým přesahem na každou stranu natuženou pryskyřicí. Do naválečkované pryskyřice vložíme tkaninu a laminačním válečkem z ní vytěsníme vzduchové bubliny. Tkaninu válečkujeme do jejího úplného smočení. Po ztuhnutí přelaminovaných míst, můžeme pokračovat dalšími užitnými vrstvami. Nejčastěji užívané jsou polymermaltové, polymerbetonové povlaky nebo lité podlahoviny. V případě, že dojde k oddělení podkladu v místě pod laminací, vznikne zde tzv. pseudoplovoucí podlaha. Užitná vrstva zůstává bezespárá i přes lokální oddělení od podkladu.
Další průmyslové aplikace
Nutno říci, že výrobky z laminátů vynikají dlouhou životností, nízkými náklady na obnovu a snadnou údržbou. Z tohoto důvodu jsou krom obvyklých průmyslových aplikací používány pro výrobu všech možných typů lodí. Při použití uhlíkových nebo kevlarových vláken jsou lamináty používány v automobilovém a motocyklovém průmyslu. V zábavním průmyslu jsou to skluzavky, tobogany, modely zvířat žijících i vyhynulých, pohádkových bytostí. Všude tam, kde je potřeba použít materiály s nízkou hmotností a vysokými mechanickými parametry nachází lamináty své uplatnění. Jako základní kámen slouží tzv. pozitivní nebo negativní kopyto (patrice nebo matrice).
Opravy laminátových výrobků
Při opravách poškozeného lamina lodí, stříšek, zásobníků, bazénů nejprve obrousíme poškozené místo. Brousíme vždy až do nosné plochy kolem. Při opravách záchytných van na ropné produkty provedeme ještě důkladné odmaštění. Obroušenou a očištěnou plochu naválečkujeme natuženou pryskyřicí a do ní vložíme předem připravenou „záplatu“. Laminačním válečkem tkaninu vtiskneme do pryskyřice až dojde k úplnému smočení a vytěsnění vzduchu. Po ztuhnutí laminátu „záplatu“ přebrousíme a provedeme druhou laminaci se záplatou přesahující původní cca o 5 cm na každé straně. Po zavadnutí provedeme uzavření povrchu naválečkováním další pryskyřice. Po závěrečném uzavření je povrch hladký, neporézní, slitý, bez vystupující tkaniny.
Důležité faktory ovlivňující laminování
Teplota a vlhkost
Teplota laminační pryskyřice a tvrdidla před mísením by se měla pohybovat mezi 15-20 °C. Teplota podkladu při vlastní laminaci a vytvrzování by neměla klesnout pod 15 °C. Při nižších teplotách se prodlužuje doba vytvrzení. Aplikace provádějte nejméně 3 °C nad rosným bodem. Teplota vzduchu při nanášení laminační kompozice by měla korespondovat teplotou podkladu.
Příprava podkladu
Laminovanou plochu zbavte předem všech nečistot, ropných produktů a jiných separačních produktů přebroušením s následným důkladným zametením a vysátím pro odstranění prachu. Savé podklady před laminací napenetrujte.
Aplikace kompozice
Nanášení natužené laminační pryskyřice provádějte laminačním válečkem nebo stěrkou s gumovým břitem. Je nutné dbát na dokonalé prosycení skelné tkaniny nebo rohože. Při difuzi laminační pryskyřice do tkaniny se významně mění vzhled z bílé na transparentní. Díky tomu je velmi dobře vidět kvalita provedení laminace. Následný den, po přebroušení, je možné tkaninu, v případě potřeby, dosytit.
Před použitím epoxidové kompozice Polycol® 264, Polycol® 264 wet, Polycol® 112 nebo Polycol® 171 na laminování, nejprve dobře očistěte laminované místo od nenosných nebo poškozených částí. Tento krok se provádí nejčastěji broušením. Hrubé broušení proveďte brusným plátnem č. 80. Pozor nezapomeňte brusný prach odstranit. Na opravované místo naneste natuženou epoxidovou kompozici. Nanášení se nejčastěji provádí válečkem s krátkým chlupem nebo štětcem. Do ještě živého filmu vložte sklenou tkaninu vhodné gramáže a buď laminovacím válečkem nebo válečkem s krátkým chlupem tuto tkaninu zamáčkněte. Pohybem válečku vytěsněte všechny bubliny. Pokud není tkanina zcela prosycená, přidejte další natuženou pryskyřici a tuto rozválečkujte do tkaniny do prosycení. Prosycení tkaniny nebo rohože je velmi dobře viditelné. Po vytvrzení opravu přebruste jemnějším brusným plátnem č. 150 nebo 200, a dle potřeby proveďte druhou vrstvu laminace. Při aplikacích natužené pryskyřice do tkaniny nebo rohože válečkem je vhodné používat speciální kovové horizontální nebo vertikální laminační válečky nebo stěrky s gumovým břitem. U břitů volte bílou nebo šedou barvu.
Bezpečnost práce a vliv na zdraví
Práce s lamináty, zejména s chemickými složkami, vyžaduje dodržování bezpečnostních předpisů a používání ochranných pomůcek.
Výpary styrenu
Zaměstnanci firmy v Mostkovicích si stěžují na výpary ze styrenu. Firma Chemowerk Produkce, výrobce plastových automobilových dílů v Mostkovicích, má ve svých provozních halách údajně až příliš mnoho toxických výparů. Tvrdí to alespoň jeden z jejích bývalých zaměstnanců, jehož slova nepřímo potvrzují i ti, kdo ve firmě pracují. „Výpary nám vadí, máme dojem, že haly jsou málo odvětrávané,“ shodly se dvě Deníkem oslovené ženy, které pracují na oddělení laminace. „Byl jsem svědkem toho, jak na oddělení laminace omdlela kvůli chemickým výparům žena, která do Chemowerku přišla pracovat na doporučení úřadu práce. Z firmy ji odvážela sanitka,“ uvedl bývalý pracovník. „Ta žena zde byla první den. Omdlela a tentýž den od firmy odešla,“ potvrdila případ pracovnice, která je v oddělení laminace zaměstnaná několik měsíců. „Práce v mostkovické továrně je z hlediska nároků na zdraví jistě náročná, rizika si však musí zvážit každý sám,“ myslí si Roman Frňka, který ve firmě pracuje dva roky.
V pondělí, kdy provoz Chemowerku navštívil redaktor Prostějovského deníku, však ochranné pomůcky jako je respirátor, ochranné brýle či pracovní oděv, na sobě neměl ani jeden ze zhruba třiceti zaměstnanců, kteří pracují v podnikových halách. Je s podivem, že den poté již podle hygieniků všichni pracovníci ochranné pomůcky měli. „Co se týče výparů z toxického styrenu, účinek na zdraví zaměstnanců se s ohledem na koncentraci této látky v pracovním prostředí projevuje jen na úrovni pocitu zápachu,“ konstatovala ve své zprávě Michaela Hubáčková, vedoucí oddělení hygieny práce v Prostějově. Vedoucí výroby mostkovické firmy Eduard Spáčil tvrdí, že ochranné pomůcky zaměstnanci používají. „Naše firma chce rozšiřovat výrobu, má však problém se získáváním nových pracovních sil. Z jednadvaceti lidí, které k nám před časem poslal prostějovský úřad práce, odmítlo zaměstnání osmnáct osob. Údajně ze zdravotních důvodů.“
Ochranné pomůcky
Důležitou ochrannou pomůckou při homogenizaci laminačních pryskyřic a vlastní laminaci jsou ochranné brýle. V současnosti je na trhu snadno dostupná, široká nabídka lehkých plastových brýlí a štítů různé konstrukce. Při práci s kapalnými pryskyřicemi, tvrdidly a jejich směsmi používejte vždy kvalitní pracovní rukavice. V současnosti je na trhu široká škála pracovních rukavic od těch jednorázových, až po rukavice na vícero použití. Též materiálů, ze kterých jsou vyrobeny je celá řada od gumových, nitrilových, latexových až po useň kombinovanou s textilem. Správně zvolené rukavice by vás měly primárně ochránit před stykem s technologickými kapalinami. Neměly by omezovat pohyb a snižovat přesnost pracovního úkonu.
Společnosti zabývající se výrobou laminátů v ČR
LAMITEX Vyhnal s.r.o.
V roce 1991 byla založena firma Jiří Vyhnal, LAMITEX, která se specializovala na výrobu a montáž vzduchotechnických zařízení pro zemědělské stavby. Postupem času se výrobní program rozšiřoval až do dnešní podoby. V roce 2013 došlo k restrukturalizaci firmy a převodu na společnost LAMITEX Vyhnal s.r.o. Společnost se zabývá výrobou z plastů (thermoplastů), sklolaminátů (reaktoplastů) a oceli. V dnešní době je hlavním výrobním programem individuální ustájení telat do dvou měsíců věku VUT 140 a společné ustájení telat od dvou měsíců do sedmi měsíců věku SVU 200. Dále se zabývají výrobou sklolaminátových sil, větracích štěrbin, požárních nádrží, a mnoho dalšího. Na krátkodobé skladování uhynulých zvířat nabízíme kafilerní boxy, splňující veškerá potřebná kritéria. Již několik let se zabýváme výrobou plastových zásobníků, určených do vnitřních prostorů. Materiál, ze kterého jsou tato sila vyrobena, má potravinářský atest a jejich největší předností je rozměrová variabilita. Prodloužíme životnost míchacích nádrží a krmných vozů. V zemědělství také určitě využijete kolečka, korby a vozíky. Tato firma se od počátku svého vzniku zabývá zakázkovou výrobou sklolaminátových dílů, kapotáží a krytů strojů. Z dalších výrobků, které bychom Vám chtěli nabídnout, je nutné uvést zejména domečky na zahradu. Jsou vyrobeny ze skelného laminátu, který velice dobře odolává povětrnostním vlivům. Nejčastějším využitím je jako garáž na zahradní techniku. Požární nádrže jsou ve výrobním programu firmy Lamitex po celou dobu její existence. Rozměry nádrží jsou normalizovány. Všem milovníkům vodáckého sportu můžeme dodat jak pramice, jejichž předností je stabilita a prostornost, tak kánoe, určené ke sportovnímu sjíždění potoků a řek. Rádi odpovíme na Vaše dotazy a budeme se snažit, abychom Vám poskytli veškeré potřebné informace. Vycházíme svým zákazníkům vstříc a snažíme se splnit veškeré jejich požadavky.
PREFA KOMPOZITY, a.s.
PREFA KOMPOZITY, a.s. vyrábí kompozitní prvky z materiálu o složení pojivo / vláknová výztuha. PREFA KOMPOZITY a.s. se řadí mezi významné výrobce kompozitních materiálů v České republice.
tags: #laminat #vyroba #vypary #informace