Povrchové úpravy jsou oblastí zajímající jedno z čelních míst v průmyslu a stavebnictví, neboť téměř vše kolem nás je opatřeno povrchovou úpravou. Tento obor se tak prolíná prakticky všemi výrobními odvětvími, od těžkého průmyslu až po hračky. Přestože se jedná o obor s dlouhou historií, je zároveň velmi perspektivní a dokáže výrazně zhodnotit, anebo při špatném provedení, značně poškodit vlastní výrobek, stavbu či technologii.
Důvodem je jednak tlak konečného uživatele na kvalitu povrchových úprav a také stoupající požadavky výrobců povlakových systémů na předúpravu a aplikační technologie. Proto je nezbytná důsledná kontrola kvality povrchových úprav, kterou je možné rozdělit do několika fází:
- Kontrola povrchu a nátěrových hmot před vlastní aplikací povlakového systému (tzv. vstupní kontrola, ať už vlastního výrobku nebo lázní, nátěrových hmot včetně jejich správného skladování atd.)
- Kontrola prováděná během aplikace a těsně po aplikaci (klimatické podmínky, tloušťka mokré vrstvy, vizuální kontrola, poměr míchání, ředění, nastavení technologie …)
- Kontrola povlaku po aplikaci.
Těchto šest parametrů (čistota povrchu, klimatické podmínky, profil povrchu, stupeň přípravy povrchu, teplota nátěrové hmoty a viskozita nátěrové hmoty), dokáže, samostatně, nebo kombinací některých z nich, zásadním způsobem ovlivnit vlastnosti povlakového systému až po jeho selhání.
Viskozita nátěrové hmoty
Důležitým parametrem při hodnocení kvality povrchových úprav je viskozita nátěrové hmoty, dalo by se také říci její hustota. Viskozita je fyzikální veličina, která udává poměr mezi tečným napětím a změnou rychlosti v závislosti na vzdálenosti mezi sousedními vrstvami proudící kapaliny. Jedná se o veličinu, která charakterizuje vnitřní tření kapaliny a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi. Kapaliny s větší přitažlivou silou mezi částicemi mají větší viskozitu, větší viskozita zpomaluje pohyb kapaliny nebo těles v kapalině. Pro ideální kapalinu má viskozita nulovou hodnotu. Kapaliny s nenulovou viskozitou se označují jako viskozní (vazké).
Často se stává, že dochází k nadměrnému ředění, čímž může dojít ke ztrátě specifických vlastností nátěrové hmoty. Příčinou zbytečného ředění bývá neznalost produktu, nebo nízká teplota nátěrové hmoty. Nesprávné ředění způsobuje vady v nátěru, jako je např. stékání, vzhled pomerančové kůry, zaprášení apod. Zároveň však může vést ke zbytečnému prodloužení technologického procesu - v případě nadměrného naředění se musí k dosažení nominální tloušťky použít více vrstev.
Čtěte také: Informace o latexových nátěrech
Měření viskozity výtokovými pohárky
Většina výrobců nátěrových hmot uvádí ve svých technických listech viskozitu nátěrových systémů měřenou pomocí výtokového pohárku (přestože správně se jedná o tzv. výtokovou dobu uváděnou ve vteřinách, které nejsou jednotkou viskozity). Jedná se o jednoduchý a rychlý způsob měření viskozity. Pohárků je na trhu celá škála. Mohou odpovídat některé z mezinárodních nebo státních norem (ISO 2431, DIN 53 211 či DIN 53 224, ASTM D1200) nebo jsou používány v určitém typu průmyslu a označeny podle typického uživatele: Shell či Lory apod.
Vyrobeny jsou nejčastěji z nerezi, hliníku nebo plastu, v nejrůznějších tvarech. Mohou mít vyměnitelnou nebo pevnou trysku různého průměru, podle toho, jaká viskozita se u dané hmoty předpokládá. Je tedy velmi důležité si vždy předem přesně stanovit, podle jaké normy chceme testovat. Často se pohárky označují např. jako Fordovy, přestože ve skutečnosti se pohárkem Ford měří pouze dle normy ASTM. Velmi často se v aplikační praxi používají plastové výtokové pohárky bez kovové trysky. Měřením takovými pohárky nelze získat relevantní výsledky, jedná se pouze o orientační měření.
Norma ISO 2431:2011 pro výtokové pohárky
Mezinárodní norma ISO 2431:2011, která byla technicky revidována, specifikuje metodu stanovení výtokové doby pro nátěrové hmoty, které se při tečení chovají zcela nebo téměř jako newtonská kapalina. Popisuje rovněž výtokové pohárky, které jsou vhodné pro kontrolní účely.
Norma ISO 2431 obsahuje následující části:
- Předmět normy
- Citované dokumenty
- Termíny a definice
- Vliv teploty
- Zařízení (výtokové pohárky - rozměry, materiál, konstrukce, úprava povrchu, měřicí rozsah, značení, kontrola; další zařízení)
- Vzorkování
- Postup zkoušky (předběžná kontrola pro newtonský tok, stanovení výtokové doby - výběr výtokového pohárku, nastavení teploty, příprava výtokového pohárku, naplnění výtokového pohárku, měření výtokové doby, opakovaná stanovení)
- Označování zkoušených výrobků
- Preciznost (obecně, mez opakovatelnosti r, mez reprodukovatelnosti R)
- Protokol o zkoušce.
Kritické rozměry výtokových pohárků byly přesunuty do tabulky (tabulka 1). Tabulka 1 uvádí kritické rozměry výtokových pohárků s průměry trysek 3 mm, 4 mm, 5 mm a 6 mm. Zahrnuje také doporučené rozsahy výtokových dob pro výtokové pohárky se 4 mm a 6 mm. Měření výtokové doby musí být přesné, okamžik přerušení tečení z trysky výtokového pohárku je klíčový.
Čtěte také: technologie aplikace nátěrů
Tabulka 1: Kritické rozměry výtokových pohárků a doporučené rozsahy výtokových dob
| Průměr trysky (mm) | Doporučený rozsah výtokových dob (s) | Materiál |
|---|---|---|
| 3 | Není uvedeno v původním textu | Nerez, hliník, plast |
| 4 | Doporučeno v ISO 2431 | Nerez, hliník, plast |
| 5 | Není uvedeno v původním textu | Nerez, hliník, plast |
| 6 | Doporučeno v ISO 2431 | Nerez, hliník, plast |
Teplota nátěrové hmoty
U většiny nátěrových hmot platí, že viskozita závisí na teplotě a tlaku. Tento parametr je velmi často opomíjen. S rostoucí teplotou viskozita klesá, s rostoucím tlakem vzrůstá. Vliv tlaku je však většinou zanedbatelný, projevuje se až při velmi vysokých tlacích. Vliv teploty je naopak zásadní. Správná aplikační teplota nátěrové hmoty je velmi důležitým parametrem a obvykle je uvedena v technickém listě nátěrového hmoty.
Nátěrové hmoty není doporučeno skladovat při nízkých teplotách (obvykle pod 0°C), neboť jejich vlivem může docházet uvnitř systému k molekulárním změnám, které mají vliv na aplikaci, přilnavost i životnost nátěrové hmoty barvy. Skladování nátěrových hmot často uvádí výrobci v technických listech. Pokud však není teplota skladování uvedena od výrobce, měly by být nátěrové hmoty skladovány při teplotách nad +3°C a pod +30°C.
Před vlastní aplikací je dobré nátěrovou hmotu nejen promíchat, ale také změřit její teplotu a viskozitu. Je vhodné pro měření používat dotykové teploměry se sondou, kterou ponoříme do nátěrové hmoty a změříme tak teplotu i uvnitř nádoby, nejen na hladině. Výrobci nátěrových ne vždy doporučenou teplotu nátěrové hmoty v technických listech uvádí, ale obvykle je aplikační teplota nátěrové hmoty 15-25°C, nezávisle na teplotě okolí a povrchu výrobku. Vhodné je nátěrovou hmotu před vlastní aplikací natemperovat, např. v prostoru lakovny a to obzvláště v případě, kdy je teplota ve skladu nátěrových hmot nižší než v lakovně.
Klimatické podmínky
Funkčnost ochranných povlaků závisí rovněž na stavu povrchu bezprostředně před jejich nanesením. Většina nátěrových hmot vyžaduje, aby povrch byl před nanášením suchý. Tenké vrstvy kondenzované vody však nemusí být okem viditelné. Spolehlivou metodou zjištění možné přítomnosti kondenzované vody na povrchu je měření relativní vlhkosti vzduchu v kombinaci s teplotou vzduchu a především teplotou povrchu, na který bude povlak aplikován.
Čtěte také: Zajištění kvality nátěrových hmot při skladování
Faktorů, které ovlivňují kondenzaci, je celá řada: tepelná vodivost podkladu, sluneční záření, proudění vzduchu a jeho vlhkost apod. Není-li předem dohodnuto jinak, platí, že teplota povrchu musí být minimálně 3˚C (často je požadováno dokonce 5°C) nad rosným bodem, neboť pravděpodobnost kondenzace je v tomto okamžiku považována za vysokou. Dnes používané tzv. kombinované přístroje umožňují současné měření a zobrazení všech potřebných měřených hodnot včetně výpočtu odchylky rosného bodu od teploty podkladu (ΔT) s případnou akustickou signalizací. Běžně jsou k dispozici přístroje se záznamem naměřených hodnot a jejich dalším zpracováním pro dokladování správného technologického postupu.
V okamžiku, kdy dojde k aplikaci povlaku na povrch při nevhodných klimatických podmínkách, zvyšuje se pravděpodobnost selhání celého systému v záruční době nebo zkrácení předpokládané životnosti nátěrového systému. Povlak vlhkost na povrchu uzavře, vlhkost má snahu dostávat se ven a tím dochází k odlupování nátěru a ke vzniku korozního článku. Proto je nutné, a to zvláště při aplikacích na stavbách, měřit před, v průběhu aplikace až do zaschnutí povlaku (vlhkost na čerstvě aplikovaném povlaku může mít zásadní vliv na jeho další vlastnosti nebo vzhled) klimatické podmínky.
Neméně důležitá je i teplota podkladu, na který je nátěrová hmota aplikována. Běžně jsou minimální teploty podkladu omezeny výrobci na -10°C až +10°C (+10°C u dvousložkových, vodou ředitelných a rozpouštědlových chemicky vytvrzujících nátěrových hmot, +5°C u rozpouštědlových oxidativně vytvrzujících nátěrových hmot a -10°C u rozpouštědlových fyzikálně zasychajících nátěrových hmot). Horní hranice teploty se uvádí +40°C, nad kterou nátěrové hmoty po aplikaci nestihnou správně vytvrzovat, ale vysychají.
Příprava povrchu a její vliv na nátěr
Příprava povrchu před vlastní aplikací povlakového systému je velmi důležitá pro vlastní funkčnost povlaku. Ochrana podkladových materiálů použitím organických povlaků na bázi nátěrových hmot je nejběžnější a ekonomicky nejvýhodnější způsob ochrany výrobků před vlivem koroze. Na povrchu, na který chceme aplikovat nátěrový systém, se mohou vyskytovat různé druhy nečistot, od prachových částic, hrubých nečistot, solí až po mastnotu.
S čistotou povrchu souvisí také další parametr a tím je stupeň přípravy povrchu (např. parametr Sa). Tuto oblast kontroly upravuje norma ISO 8501-1, v zámořských zemích se používají normy SSPC či NACE. Často je tento parametr považován za parametr drsnosti, což je ovšem velký omyl, jedná se o stupně čistoty. Obecně je možné říci, že se jedná o vizuální kontrolu podkladu v závislosti na druhu opracování a stavu podkladového materiálu před vlastním opracováním.
Profil povrchu
Jedním ze základních činitelů, které ovlivňují funkčnost a kvalitu nátěru, patří profil povrchu (mikroskopická drsnost povrchu). Ten má zásadní vliv na přilnavost povlakového systému. Bez ohledu na postupy a typy otryskávacích prostředků použitých k přípravě povrchu se na povrchu po tryskání vyskytují náhodně rozmístěné nepravidelnosti s výstupky a prohlubněmi. Obecně je možné označit profil za zaoblený nebo ostrohranný, podle typu použitého abraziva a dále se klasifikuje na jemný, střední nebo hrubý, podle velikosti použitého abraziva.
Kontrola profilu povrchu je specifikována v normách ISO 8503-1, ISO 8503-2, ISO 8503-5, ISO 4287 apod. Možností kontroly profilu povrchu je několik, například vizuální kontrola pomocí komparátorů - etalon skládající se z definovaných segmentů o různé drsnosti.
tags: #viskozita #naterovych #hmot #informace