Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta. Pigmentová povrchová úprava MDF BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Pigmentová povrchová úprava MDF BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2007 ROMAN BLANÁŘ 1

2 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Pigmentová povrchová úprava MDF zpracoval samostatně a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendlovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. V Brně, dne:. Podpis studenta 2

3 Abstrakt Jméno: Roman Blanář Název bakalářské práce: Pigmentová povrchová úprava MDF ABSTRAKT: Bakalářská práce je zaměřena na povrchovou úpravu středně tvrdých dřevovláknitých desek - MDF upravených oplášťováním a surových MDF neoplášťovaných. U polyuretanových, vodou ředitelných a kyselinou tvrditelných pigmentových nátěrových hmot, nanášených technologií stříkáním, je v práci sledována kvalita povrchových úprav nátěrových filmů nanesených na dva různé podkladové materiály (oplášťované a neoplášťované MDF). U povrchových úprav na obou druzích podkladů neoplášťovaná a oplášťovaná MDF byly testovány fyzikálně-mechanické vlastnosti nátěrových filmů i jejich odolnosti vůči působení studených kapalin. Klíčová slova: MDF, oplášťování MDF, povrchová úprava, polyuretanové, vodou ředitelné, kyselinotvrditelné nátěrové hmoty, technologie stříkání, fyzikální a mechanické zkoušky lakových filmů ABSTRACT: This bachelor work is sight on surface adjustment medium density fibreboards - MDF modified with sheet and without sheet. Polyuretane, water and acid paints are put on with spattering technology. There we watch qualities of paints and then we carry out physical and mechanic tests of this paints. Physical and mechanic tests we can do with UV sample too and this we can compare with other paints. Key words: MDF, MDF sheeting, surface finish, polyurethane paints, wather paints, acid paints, spattering technology, physical and mechanic tests 3

4 Poděkování: Mé poděkování patří všem, kteří se podíleli na vzniku této bakalářské práce. Především bych chtěl poděkovat doc. Ing. Daniele Tesařové, Ph.D. za odbornou pomoc a vedení. Dále chci poděkovat panu ing. Holčákovi za ochotnou spolupráci a za poskytnutí zkoušených vzorků laků, dále pak panu Mühlfaitovi za teoretické poznatky a za poskytnutí prostor a zkoušených nátěrových hmot zn. Becker Acroma pro výrobu zkušebních vzorků. Můj dík patří také panu Mgr. Miroslavovi Bábkovi za jeho odbornou asistenci při zhotovování zkušebních vzorků a za jeho teoretické poznatky. Také bych chtěl poděkovat firmě LIGNOR Centrum za poskytnutí prostor a materiálů pro oplášťování zkušebních vzorků. 4

5 OBSAH 1. Úvod Cíl práce Vláknité desky Polotvrdé dřevovláknité desky MDF Problematika povrchových úprav MDF mokrým způsobem Povrchová úprava Povrchová úprava mokrým způsobem Složky nátěrových hmot Bezpečnost při práci s nátěrovými hmotami Typy nátěrových hmot podle způsobu vytvrzování Nátěrové hmoty fyzikálně zasychající Nátěrové hmoty vytvrzující oxidační chemickou reakcí se vzdušnou vlhkostí Nátěrové hmoty vytvrzující chemickou reakcí Bezrozpouštědlové nátěrové hmoty Polyuretanové nátěrové hmoty Kyselinou tvrditelné nátěrové hmoty Vodou ředitelné nátěrové hmoty Přednosti vodou ředitelných nátěrových hmot Aplikační vlastnosti nátěrových hmot Vlastnosti nátěrových hmot v kapalném stavu Nanášení nátěrových hmot Nanášení pneumatickým stříkáním Nanášení vysokotlakým stříkáním Vlastnosti suchých nátěrových filmů Povrchová úprava suchým způsobem Charakteristika dekoračních materiálů Důvody použití fólií Nalepování dekoračních fólií Zasychání, sušení a vytvrzování nátěrových hmot Vytvrzování teplem Předehřívání dílců Odpařování rozpouštědel Východiska řešení Výběr dokončovaných materiálů Výběr dokončujících materiálů Výběr technologie dokončování Požadavky na povrchové úpravy Metodika a použité materiály Použité podkladové materiály Použité nátěrové hmoty Kyselinou tvrditelný nátěrový systém Polyuretanový nátěrový systém Vodou ředitelný nátěrový systém Použitá zařízení Použité přístroje

6 8.5 Použité pomůcky Laboratorní měření Zkouška odolnosti nátěrového filmu vůči působení studených kapalin Stanovení povrchové tvrdosti tužkami Mřížková zkouška zkouška přilnavosti nátěru Hodnocení lesku reflektometrická metoda Hodnocení odolnosti povrchu proti působení vlhkého a suchého tepla Odolnost vůči působení páry Příprava vzorků Oplášťování MDF Povrchová úprava vzorků nátěrovými hmotami Kyselinou tvrditelný nátěrový systém Polyuretanový nátěrový systém Vodou ředitelný nátěrový systém Výsledky laboratorního výzkumu Zkouška odolnosti nátěrového filmu vůči působení studených kapalin Zkouška povrchové tvrdosti tužkami, mřížková zkouška, hodnocení lesku, zkouška odolnosti vůči působení páry Mřížková zkouška Hodnocení stupně lesku reflektometrická metoda Hodnocení odolnosti povrchu proti působení páry Zkouška odolnosti vůči suchému a vlhkému teplu Statistické vyhodnocení Diskuse a vyhodnocení výsledků Závěr Summary Seznam zkratek Seznam použité literatury Seznam tabulek Seznam obrázků Přílohy

7 1. ÚVOD Se zvyšujícím se počtem firem v nábytkářském odvětví vzniká spousta nových výrobků, nového zboží, nového nábytku. V posledních letech v naší zemi prudce vzrostla výroba kuchyňského a koupelnového nábytku s vyššími kvalitativními parametry. Působí zde spousta našich domácích, ale i zahraničních výrobců. Aby si výrobci udrželi dobrou pověst, a tím pádem i svoji konkurenceschopnost, musí se snažit vyrábět co nejefektivněji a zároveň co nejkvalitněji. Efektivnost podniku je podmíněna také zaváděním stále modernějších a výkonnějších technologií výroby a používáním nových materiálů. Z oblasti zavádění modernějších technologií a používání nových materiálů v lakařském odvětví, můžeme zmínit například: - zvyšování výkonů linek povrchové úpravy při zachování stejné nebo vyšší kvality lakového filmu - snížení množství nánosu nátěrové hmoty při zachování vzhledových a funkčních vlastností lakových filmů - zavedení nových nátěrových hmot, které obsahují méně těkavých látek a více sušiny a zároveň si zachovávají stejné nebo podobné vzhledové a funkční vlastnosti samotného lakového filmu. (problém uvolňování těkavých látek z nátěrových hmot je v poslední době problém, který se stále řeší) Prodejnost výrobku je ovlivněna především jeho cenou a vzhledem. Správná volba povrchové úpravy může podstatně zvýšit estetičnost, funkčnost, praktičnost, prodejnost a také prodlouží životnost výrobku. Naopak nevhodnou povrchovou úpravou může být celý výrobek ihned znehodnocen, v horším případě se nevhodná povrchová úprava může projevit po koupi výrobku u zákazníka. Abychom těmto problémům předešli, je žádoucí pečlivě zvážit, jakou nátěrovou hmotu pro jaký podklad použijeme a znát fyzikálně-mechanické vlastnosti jednotlivých nátěrových hmot, z jejichž výsledků usoudíme, zda je ta nátěrová hmota vhodná pro který typ podkladu. Znalost charakteristiky a vlastností nátěrového filmu je cílový požadavek povrchové úpravy a má praktický význam na volbu nátěrové hmoty, na vlastnosti dokončovaného materiálu, na tvorbu filmu a na volbu použití technologického postupu dokončování. 7

8 2. CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je vyvinou povrchovou úpravu kuchyňských a koupelnových dvířek. Pro povrchovou úpravu jsou použity 3 druhy nátěrových hmot (polyuretanové, kyselinotvrdnoucí a vodou ředitelné nátěrové hmoty). Vlastnosti vyvinuté a navržené povrchové úpravy kuchyňských a koupelnových dvířek budou následně laboratorně změřeny, vyzkoušeny, ověřeny a vyhodnoceny. Na základě dosažených výsledků u jednotlivých povrchových úprav ( PUR, VŘ, KT) bude vyhodnocena kvalita lakového flmu a následně vyhodnotíme jednotlivé typy laků z hlediska fyzikálně-mechanických vlastností. Součástí práce bude analýza dokončování povrchů předních ploch kuchyňského a koupelnového nábytku pigmentovými vodou ředitelnými a rozpouštědlovými nátěrovými hmotami, analýza požadavků na povrchovou úpravu kuchyňského nábytku a analýza možností dokončování předních ploch kuchyňského nábytku. Dále bude stanovena metoda měření fyzikálně-mechanických, technologických, a chemických vlastností pigmentových povrchových úprav předních ploch kuchyňského a koupelnového nábytku. Na závěr budou shrnuty laboratorní výsledky fyzikálně-mechanických odolností pigmentových povrchových úprav a jejich odolnost vůči působení studených kapalin. 8

9 3. VLÁKNITÉ DESKY 3.1 Polotvrdé dřevovláknité desky (MDF Medium Density Fibreboard) Se často používají k výrobě nábytku. Jsou hutné, rovné a tuhé. Jako všechny velkoplošné desky neobsahují žádné vady, snadno se řežou, frézují a brousí. Vyznačují se vysokou stabilitou a díky jemnému slisování vláken mohou být řezány a tvarovány, aniž by se vylamovaly třísky ze středu, a vznikal tak hrubý řez. MDF má velmi homogenní strukturu, díky níž je možné do MDF desky frézovat třídimenzionální profily (např. frézování kuchyňských dvířek viz obr.1) Obr.1: ukázka MDF dílců 3.2 Problematika povrchových úprav MDF mokrým způsobem Povrch MDF lze upravit dýhováním, oplášťováním, lamináty nebo aplikací laku či barvy. Během výroby MDF se do rozvlákněné dřevní hmoty přidávají různé pomocné chemikálie, např. hydrofobizační prostředky ve formě parafínových emulzí, které mají za úkol do jisté míry odpuzovat vodu. Pokud budeme MDF povrchově upravovat mokrým způsobem, může nastat situace, kdy nátěrová hmota aplikovaná na povrch MDF nebude mít dostatečnou smáčivost, což může mít za následek nedokonalé přilnutí nátěrové hmoty k podkladu a povrch nebude moci být tímto způsobem upraven. Toto může být s nejvyšší pravděpodobností zapříčiněno právě přidáním parafínových emulzí (jako hydrofobizačního prostředku) při výrobě MDF. Z tohoto důvodu je žádoucí nakupovat, případně si nechat vyrobit MDF bez obsahu parafínových emulzí, které jsou určeny pro mokré povrchové úpravy. Dalším častým problémem u MDF je rozrušení povrchové vrstvy ve vyfrézovaných částech. Zde dochází při aplikaci nátěrové hmoty k jejímu nadměrnému vsakování, což má za následek zvýšenou spotřebu nátěrových hmot. U pigmentovaných Nátěrových hmot na MDF dochází k úniku těžkých pigmentů a plniv dovnitř desky a tím dochází k malé kryvosti konečné povrchové úpravy a povrch je propadlý. 9

10 4. POVRCHOVÁ ÚPRAVA Nátěrovými hmotami se povrch konstrukčních dílců upravuje tak, aby odpovídal svému použití na hotovém výrobku. Materiály na povrchovou úpravu dřeva představují širokou skupinu materiálů, kterými zvyšujeme užitnou hodnotu výrobků ze dřeva vhodným dokončením povrchu. Na základě chemického složení a způsobu aplikace rozdělujeme povrchovou úpravu do čtyř skupin: 1) Pigmentová povrchová úprava 2) Transparentní povrchová úprava 3) Lazurovaní povrchová úprava 4) Povrchová úprava suchým způsobem (použití pevných materiálů např. folií) Dále je možné nátěrové hmoty dělit podle různých kritérií, např. podle způsobu nanášení na: stříkací, polévací, navalovací, atd., podle stupně lesku, podle druhu na PUR, KT, UV, apod. Hlavní cíle povrchové úpravy jsou: - Dodat dokončovanému výrobku konečný estetický vzhled buď zdůrazněním struktury kresby použitím transparentních nátěrových hmot nebo zakrýt jeho povrch pigmentovými nátěrovými hmotami. - Chránit výrobek proti působení vnějších vlivů (vlhkost, mechanické nebo chemické vlivy) a tím podstatně prodloužit jeho životnost při zachování stejných funkcí a rozšířit možnosti jeho použití Na interiérový nábytek jsou především kladeny estetické požadavky i když dokončení ploch má ochranný charakter jako například plochy kuchyňského nábytku, plochy stolů a židlí. Tyto plochy jsou chráněny dokončujícími materiály proti působení vody případně chemikálií. Použité nátěrové hmoty mají chránit výrobky i před jejich znečištěním. Povrchová úprava vytváří předpoklady pro plnění ekonomické funkce jako je ochrana uchování hodnot vyrobeného nábytku, možnost zušlechtění méně kvalitních druhů masivního dřeva a dýh a zvýšení odbytu nábytku využitím účinku barvy. 4.1 Povrchová úprava mokrým způsobem Jedná se o látky nanášené na povrch v tekutém stavu vhodnou technikou stříkáním, poléváním, navalováním, máčením apod. Nanesením nátěrové hmoty na povrch dílce a po odpaření těkavých látek (rozpouštědel, ředidel), anebo polymerací, nebo polykondenzací filmotvorné složky se vytvoří souvislá ochranná vrstva. 10

11 Na jednotlivé skupiny nábytkových ploch jsou kladeny různé požadavky na vzhled, povrchové úpravy, fyzikální a mechanické vlastnosti, odolnost vůči chemikáliím, studeným kapalinám, vlhkému a suchému teplu, páře apod. Na základě těchto požadavků je nutné volit i příslušný systém povrchové úpravy a druh nátěrové hmoty. Rozdělení nábytkových ploch do funkčních skupin, technické požadavky na kvalitu povrchové úpravy, požadavky na fyzikálně mechanické vlastnosti, požadavky na odolnost proti chemikáliím, požadavky na vzhled bytového, laboratorního, školního, hotelového nábytku atd. uvádí ČSN technické požadavky na povrchovou úpravu dřevěného nábytku, která je součástí této práce a nachází se v příloze - Povrchová úprava dřevěného nábytku technické požadavky Znalost charakteristiky a vlastností nátěrového filmu je cílový požadavek povrchové úpravy a má praktický význam na volbu nátěrové hmoty, na vlastnosti dokončovaného materiálu, na tvorbu lakového filmu a na volbu použití technologického postupu dokončování. Každý nátěrový systém má své technologické zvláštnosti a požadavky z hlediska materiálů, ale i z hlediska technologických podmínek. Jednotlivým typům nátěrových hmot odpovídají i použité typy sušáren nátěrových hmot, vysoušecí teploty pro jednotlivé druhy NH. Z uvedeného vyplývá, že dosažení požadované povrchové úpravy není jenom otázkou vhodného druhu nátěrové hmoty nebo vhodné technologie tedy jednoho z rozhodujících faktorů, ale i otázkou jejich vzájemné interakce. Výsledný efekt povrchové úpravy je podmíněn vícero faktory, v tom je složitost dokončení povrchu. V oblasti povrchové úpravy rozeznáváme dvě základní stadia: - tvorba nátěrového filmu - úprava nátěrového filmu Prioritní postavení má první stadium, tedy tvorba nátěrového filmu. Je to složitý proces, který zahrnuje spojení nátěrové hmoty s podkladem a její přeměnu z kapalného na pevné skupenství. Druhé stadium, úprava nátěrového filmu, vychází z materiálových, technologických, technických nedostatků povrchové úpravy. Zahrnuje broušení, pastování, leštění nátěrového filmu. Inovační snahou v oblasti nátěrových hmot je vyvinout takové nátěrové hmoty, metody a technologické postupy, které by umožnily dosáhnout po prvním stadiu, to je po tvorbě nátěrového filmu, takový stav, který by byl totožný s cílovými požadavky. (A. Trávník) 11

12 4.2 Složky nátěrových hmot Každá nátěrová hmota představuje poměrně složitou směs složek, z nichž každá svým způsobem podmiňuje vlastnosti nátěrových hmot a jejich použití. Při přípravě či výběru nátěrových hmot se zohledňují nejen technologické a aplikační problémy, ale především i problémy ekonomické (ekonomická dostupnost surovin, náklady na spotřebu energie apod.) a ekologické. Složky, ze kterých se skládají nátěrové hmoty lze v podstatě rozdělit na dvě skupiny: - netěkavé složky - těkavé složky Netěkavé složky: jsou takové látky, které tvoří tuhý film po zaschnutí nátěrové látky. Patří sem: filmotvorné látky, pigmenty, plniva, barviva, změkčovadla, aditiva Filmotvorné látky jsou hlavní složkou pojiv do nátěrových látek potřebné k vytvoření lakového filmu. K těmto látkám patří například nitrocelulóza, syntetická pryskyřice, vysychavé oleje apod. K filmotvorným látkám patří i zvláčňovadla, která dávají filmu potřebnou pružnost. Pigmenty, barviva, plniva tvoří skupinu netěkavých látek, používaných na úpravu aplikačních vlastností nátěrových hmot, především mechanických a optických vlastností Pigmenty jsou nerozpustné barevné prášky obsažené v krycích nátěrových hmotách. Pigmenty ovlivňují fyzikální a mechanické vlastnosti nátěru, prodlužují jeho životnost a mohou zvyšovat světlostálost nátěru Barviva jsou látky rozpustné v pojivech, používají se společně s pigmenty, zbarvují nátěrovou hmotu a filmotvorné látky. Plniva jsou anorganické práškovité látky, které doplňují vlastnosti pigmentů a tvoří důležitou součást tmelů Změkčovadla upravují vlastnosti nátěrových filmů, především jejich vláčnost a tažnost Aditiva jsou přísady, které v malém množství upravují vlastnosti nátěrových látek. Nohou to být např. antisedimentační přísady, přísady proti tvorbě kůže, fungicidní, insekticidní přísady apod. Těkavé složky: jsou organické látky, kterými se upravuje konzistence nátěrových hmot při jejich výrobě a aplikaci. V průběhu zasychání z nátěru vyprchají nebo oddifundují do podkladu. Rozdělujeme je na rozpouštědla a ředidla Rozpouštědlo je kapalina nebo směs kapalin, která se používá na rozpouštění filmotvorných látek v nátěrových hmotách Ředidlo je rozpouštědlo nebo směs rozpouštědel, které se částečně nebo úplně míchá s nátěrovou hmotou. Přidává se do nátěrových hmot v průběhu jejich výroby a při úpravě před nanášením. Ředidla se používají i k čištění zařízení a pomůcek používaných při aplikaci nátěrových hmot. 12

13 4.3 Bezpečnost při práci s nátěrovými hmotami Povrchová úprava je zdrojem emisí. Při dlouhodobém užívání zatěžuje životní prostředí a při nanášení zatěžuje pracovní prostředí. Práce s kapalnými nátěrovými hmotami (s výjimkou vodou ředitelných nátěrových hmot) představují poměrně značná rizika ohrožení zaměstnanců lakoven. Jedná se všeobecně o hořlavé kapaliny různých tříd nebezpečnosti podle použitých druhů ředidel. Páry těchto ředidel mají většinou narkotické účinky, dráždí sliznice dýchacích cest a oční spojivky, dráždí a odmašťují pokožku. Ovlivňují též centrální nervový systém a podle délky expozice a koncentrace ve vdechovaném vzduchu mohou vyvolat až narkotické stavy. Dalším významným rizikem nátěrových hmot je jejich hořlavost. U ředidel a rozpouštědel je nutno sledovat rozpouštěcí schopnost, odpařivost, chemické vlastnosti, hořlavost, toxicitu apod. Maximální koncentrace par a rozpouštědel ve vzduchu na pracovišti je uvedena v tabulce v příloze - Maximální koncentrace rozpouštědel ve vzduchu na pracovišti 4.4 Typy nátěrových hmot podle způsobu vytvrzování Nátěrové hmoty fyzikálně zasychající jsou materiály pro povrchové úpravy, které schnou během odpařování rozpouštědla. Příkladem jsou celulózové laky, vodou ředitelné jednosložkové nátěrové hmoty, latexové barvy apod., jejichž doba vysoušení může být značně zkrácena působením vyšší teploty a intenzivním odsáváním Nátěrové hmoty vytvrzující oxidační chemickou reakcí se vzdušnou vlhkostí jsou syntetické a olejové barvy, které schnou a vytvrzují prostřednictvím odpařování rozpouštědla a prostřednictvím reakce pojiva s kyslíkem obsaženým ve vzduchu. Tento proces se nazývá oxidace. Proces vysoušení lze u těchto typů nátěrových hmot urychlit teplem pouze v omezené míře Nátěrové hmoty vytvrzující chemickou reakcí tato skupina zahrnuje nátěrové hmoty, které se vytvrzují až po přidání tvrdidla. Můžeme zde zařadit např. laky tvrditelné kyselinou, polyuretanové laky. 13

14 4.5 Bezrozpouštědlové nátěrové hmoty Pojmem bezrozpouštědlové nátěrové hmoty označujeme látky, u kterých úbytek hmotnosti v průběhu zasychání nepřesahuje 10%. Mezi nejstarší bezrozpouštědlové látky patří fermeže. Tyto se však vzhledem ke svému chemickému složení řadí do skupiny olejových nátěrových hmot. V současnosti se do skupiny bezrozpouštědlových nátěrových hmot řadí látky na bázi nenasycených polyesterových pryskyřic, často označované jako nenasycené polyesterové laky (UP laky). V průběhu vytvrzování nastává polymerace nenasyceného polyesteru se styrenem. Suchý nátěr má termoreaktivní charakter, dobré optické vlastnosti, je tvrdý, odolný proti vodě a chemikáliím. Nevýhodou je jeho křehkost. Podle podmínek vytvrzování lze bezrozpouštědlové nátěrové hmoty rozdělit do dvou skupin: - nátěrové hmoty vytvrzující po přidání iniciátoru - nátěrové hmoty vytvrzující UV zářením Do první skupiny patří nátěrové hmoty, ke kterým se před aplikací přidává v předepsaném poměru iniciační systém, který tvoří iniciátor a urychlovač. Jako iniciátory se používají organické peroxidy, které podněcují vznik radikálů. Tvorba radikálů při normální teplotě se urychluje urychlovači ( např. soli kobaltu ). Začátek reakce se projeví vznikem gelu želatinací nátěru. Nastává v průběhu 30 minut po přidání iniciačního systému. Nátěrové hmoty vytvrzované UV zářením obsahují fotoiniciátory, které se rozkládají UV zářením na radikály iniciující polymerací nenasyceného polyesteru s monomerem. Nátěr se vytvrzuje při normální teplotě v průběhu několika minut. Kromě UV záření se pro vytvrzování nátěrových hmot na bázi nenasycených polyesterových pryskyřic používá i tok urychlených elektronů. Vytvrzování probíhá při normální teplotě během několika sekund. Dále se pro vytvrzování UV zářením požívají polyakrylátové NH. 4.6 Polyuretanové nátěrové hmoty Polyuretanové nátěrové hmoty můžeme charakterizovat jako polyadiční nátěrové hmoty. Jejich vytvrzování je podmíněno vznikem polyuretanů, které zodpovídají za fyzikální a mechanické vlastnosti suchých nátěrů. Aplikují se jako dvousložkové systémy. Pod obchodním názvem polyuretanový lak se obyčejně dodává roztok polyhydroxyesterů, ve kterém jsou u pigmentových systémů suspendované pigmenty a plniče. Roztoky polyizokyanátů se dodávají jako tvrdidlo. V průběhu vysychání nastává adice mezi polyhydroxyesterem a polyizokyanátem za vzniku polyuretanu. Dvousložkové polyuretanové nátěrové hmoty mají po natužení životnost asi 3 4 hodiny, některé druhy i 24 hodin a více. U kyselinou tvrditelných nátěrových hmot je životnost natužené směsi hodin. PUR NH obsahují asi % sušiny, je 14

15 možné je po vytvrzení dále leštit na vysoký lesk. Pokud je PUR směs dobře natužena, vyhneme se zežloutnutí lakového filmu, což neplatí u všech PUR NH. 4.7 Kyselinou tvrditelné nátěrové hmoty Tyto laky jsou založeny na bázi alkydových, močovinových nebo melaminových pryskyřic, mohou být v kombinaci s nitrocelulózou. Katalyzátorem je tužidlo (kyselina), který začíná chemickou reakci a udržuje vytvrzování pojiva dokud reakce neskončí. Rozpouštědlo se v průběhu reakce odpařuje a v konečné vrstvě laku, barvy či plniče není obsaženo. Vytvrzovací proces lze u materiálů tvrditelných kyselinou urychlit pomocí tepla. U kyselinou tvrditelných nátěrových hmot je životnost natužené směsi hodin. Tyto nátěrové hmoty je třeba uchovávat v plastových nádobách, v ocelových nádobách by mohlo dojít k zčervenání NH. Kyselinou tvrditelné NH obsahují asi 70% sušiny, výhodou je nízká cena tužidla. Vytvrzuje-li nátěr při teplotě prostředí 23 C, lze jej brousit už asi po 1 hodině, záleží však na typu nátěrové hmoty. Tyto laky je možné dokončovat leštěním na vysoký lesk. Nevýhodou je také jejich žloutnutí na světle. 4.8 Vodou ředitelné nátěrové hmoty Vodou ředitelné nátěrové hmoty mají filmotvornou látku dispergovanou ve vodě. Rozdělují se na emulzní nátěrové hmoty a nátěrové hmoty na bázi vodních roztoků filmotvorných látek. Na vodou ředitelné nátěrové hmoty se v posledních letech zaměřuje většina zpracovatelů nátěrových hmot a to zejména díky jejich nízkému obsahu těkavých látek. Tyto nátěrové hmoty sice ještě nejsou na takové úrovni a nedosahují takových konečných vzhledových a fyzikálně mechanických vlastností jako jiné nátěrové hmoty, nicméně jejich vývoj jde neustále kupředu. Většina nátěrových hmot (mino vodou ředitelných) obsahuje značné množství škodlivých látek, viz níže. Jejich neblahý vliv na životní prostředí i lidské zdraví se projevuje už při výrobě, použití i při jejich likvidaci (odstraňování a zneškodňování starých nátěrů). Hlavním zdrojem rizika jsou především těkavé organické látky (označované jako VOC), zbytky monomerů z polymeračních systémů nátěrových hmot a některé sloučeniny těžkých kovů. Těkavé organické látky používané jako rozpouštědla a ředidla tvoří často 40-60% hmotnosti celého výrobku. Těkavé organické látky najdeme i ve většině vodou ředitelných nátěrových hmot. Jejich objem je však zhruba třetinový oproti ostatním běžně používaným nátěrovým hmotám. Při roční spotřebě t nátěrových hmot v České republice unikne do ovzduší až t organických rozpouštědel. 15

16 4.9 Přednosti vodou ředitelných nátěrových hmot - při práci s nimi nehrozí nadýchání se zdraví škodlivých výparů - k ředění i mytí po práci postačí obyčejná voda - práce při nanášení štětcem je jednoduší a příjemnější - ve velké většině se jedná o nehořlavé kapaliny, a tak není při práci nebezpečí vzniku požáru či výbuchu - jsou ekologicky šetrné - vodou ředitelné barvy zařazené do kategorie odpadu O ostatní mohou být likvidovány v běžném komunálním odpadu - vodou ředitelné barvy jsou obecně podstatně pružnější a dokáží lépe odolávat popraskání vlivem tepelné roztažnosti podkladu než křehké barvy syntetické Vodou ředitelné nátěrové hmoty obsahují těžší rozpouštědla a vícesytné alkoholy, a proto je lze ředit přidáním nejvýše 5 max.10 % vody. Po překročení této hranice se viskozita prudce změní. To stejné platí i v případě zvyšování teploty (obr.2). Oproti tomu u rozpouštědlových nátěrových hmot po přidání ředidla nebo po zvyšování teploty klesá viskozita lineárně (obr.3). Obr.2: Změna viskozity VŘ NH po přidání 5% ředidla (vody) a po zvýšení teploty (příručka Becker Acroma 2006) 16

17 Obr.3: Změna viskozity rozpouštědlových NH po přidání ředidla a po zvýšení teploty (příručka Becker Acroma 2006) Další vlastností u vodou ředitelných nátěrových hmot je snížení jejich viskozity, uvedeme-li směs NH do pohybu. Namícháme-li vodou ředitelnou nátěrovou hmotu a rozpouštědlovou nátěrovou hmotu na stejnou viskozitu a tuto změříme Fordovým pohárkem, výtoková doba bude u obou nátěrových hmot stejná. Umístíme-li do výtokového otvoru Fordova pohárku hřídelku (viz obr.4), kterou při průtoku nátěrové hmoty roztočíme, vodou ředitelná nátěrová hmota bude vytékat podstatně rychleji než rozpouštědlová nátěrová hmota. Těchto vlastností lze využít při nanášení nátěrových hmot. Obr.4: Rotující hřídelka ve Fordově pohárku (příručka Becker Acroma 2006) Vysvětlení: během průtoku jsme u vodou ředitelných nátěrových hmot pomocí rotující hřídelky zajistili rozpohybování molekul, čímž se viskozita těchto NH podstatně změní. 17

18 4.10 Aplikační vlastnosti nátěrových hmot Aplikační vlastnosti nátěrových hmot jsou vlastnosti, které se projevují při nanášení a zasychání jednotlivých typů nátěrových hmot a v kvalitě suchého nátěru. Tyto vlastnosti současně podněcují kvalitu povrchové úpravy výrobků. Vlastnosti nátěrových hmot vyplývají z jejich chemického složení, základních fyzikálních vlastností a určují jejich požadavky na kvalitu povrchové úpravy. rozeznáváme: 1) vlastnosti nátěrových hmot v kapalném stavu 2) vlastnosti suchých nátěrů 4.11 Vlastnosti nátěrových hmot v kapalném stavu Nátěrové hmoty představují ve stavu sol složité dispersní systémy. Jejich aplikační vlastnosti jsou určené: 1) chemickým složením filmotvorných látek 2) charakterem použitých přísad 3) koloidním charakterem filmotvorných látek 4) reologickými vlastnostmi Pro aplikaci nátěrových hmot jsou důležité především tyto vlastnosti: 1) obsah sušiny 2) číslo kyselosti 3) barva 4) hustota 5) viskozita 6) ředitelnost 7) teplota vznícení 8) roztíratelnost 9) slévatelnost 10) stříkatelnost 11) stékavost 12) vydatnost 13) snášenlivost nátěrové hmoty s ostatními vrstvami v nátěrovém systému 14) skladovatelnost 15) zasychání 16) doba životnosti směsi 17) začátek želatinace 4.12 Nanášení nátěrových hmot Základní podmínkou nanášení nátěrových hmot je nanést na povrch upraveného materiálu nátěrovou hmotu rovnoměrně. K těmto podmínkám přistupují další jako jsou minimální ztráty, rychlost nanesení apod. Způsob a technická úroveň nanášení přímo 18

19 souvisí s vývojem nátěrových hmot. Nové druhy nátěrových hmot si vyžadují nové zařízení a nové techniky nanášení. Požadavky na kvalitní povrchy nábytku nás často nutí k zamyšlení nad způsobem dosažení co nejvyšší kvality povrchové úpravy. Technologie nanášení nátěrových hmot se vyvíjejí společně s technickým zařízením, především v sériové výrobě nábytku. Firmy, které provádí povrchovou úpravu nátěrovými hmotami, používají stříkací pistole, polévací stroje nebo technologicky náročnější způsoby nanášení, jimiž jsou válcové nanášecí stroje a stříkací automaty. Rozmanitost výrobků na bázi dřeva a jejich značná rozdílnost ve funkčním zaměření zapříčiňují, že v dřevařském průmyslu se používají téměř všechny nanášecí techniky, které byly na nanášení nátěrových hmot vyvinuty. Jejich společným základem je aplikace dostatečné mechanické síly na překonání vlivu mechanických vlastností nátěrových hmot (viskozita, reologické vlastnosti) při nanášení. V současnosti jsou nejpoužívanější tyto způsoby nanášení nátěrových hmot: - nanášení stříkáním - elektrostatické nanášení - nanášení poléváním - nanášení navalováním Při volbě způsobu nanášení je potřebné znát a brát v úvahu následující podmínky: - druh, velikost, tvar a množství dokončovaných dílců - požadavky na kvalitu a vlastnosti nánosu - kvalitu upravovaného povrchu (dýha, folie, dřevo apod.) - vlastnosti nátěrové hmoty (rychlost zasychání, způsoby vytvrzování apod.) - produktivita a ekonomická efektivnost zvolené metody Z hlediska jednotlivých způsobů dokončování jsou i ztráty nátěrových hmot různě vysoké. Při použití techniky dokončování stříkáním Ø %, poléváním Ø 8 %, navalováním Ø 5 % na 1 m² dokončované plochy. Zvolenou technologii nanášení je třeba ověřit a propočítat celkové náklady na povrchovou úpravu a to hlavně z hlediska požadované funkční životnosti nátěru. Velké podniky, které provádí povrchovou úpravu rovných dílců, budou volit válcové nanášecí stroje laku pro jejich vysokou výkonnost a účinnost, popř. stříkací automaty pro členité dílce. Naopak v malých podnicích, jejichž hlavní činností není povrchová úprava dílců, bude použita pro svou jednoduchost technologie stříkání. Tento způsob nanášení je univerzální a lze jím dosáhnout poměrně vysoké kvality lakového filmu (za dodržení jistých pravidel, např. bezprašné prostředí, čistota lakové směsi atd.) Důvody, které vedly k vývoji nových nátěrových hmot, vývoji a realizaci nových zařízení v oblasti povrchové úpravy, byly a ve větší míře budou důvody 19

20 bezpečnostní, ekologické, dále zvyšující se požadavky na kvalitu nátěrových hmot a filmů a zkracování technologických postupů. V současnosti převládají technologie povrchových úprav v provedení hedvábný mat, což je poměrně snadné dosažení požadovaných vzhledových vlastností bez dalších návazných operací, broušení, leštění. Poslední dobou se ale znovu začíná objevovat technologie dokončování na vysoký lesk. Ekologické důvody vedou k vývoji a používání nátěrových hmot s minimálním obsahem těkavých složek a vyšším obsahem sušiny Nanášení pneumatickým stříkáním Principem pneumatického stříkání je rozprašování nátěrové hmoty upravené na vhodnou konzistenci tlakem vzduchu ze stříkacího zařízení. Nátěrová hmota se ve formě mlhovité disperze usměrňuje na upravovaný předmět, na kterém vytváří souvislý film. Pro nanášení nátěrových hmot pneumatickým stříkáním se používají stříkací pistole. Ve velkosériové výrobě se pro povrchovou úpravu stříkáním používají stříkací automaty. Pro povrchovou úpravu dřevěných dílců ve stříkacím automatu je nutné splnění objemového předpokladu, což znamená při plném vytížení linky automatu až 1000 m2 za směnu. Jestliže se materiál nemoří, jedná se o množství 200 až 250 m² hotových dílců před montáží finálních výrobků. Obr.5: Pohled na stříkací automat ( Při zjednodušeném pohledu se zařízení skládá z dopravníku a souboru stříkacích agregátů hlav. Dále mohou dílce pokračovat do sušicího tunelu nebo pod UV zářiče v cyklu urychleného sušení. Pod stříkacím ramenem má pás speciální povrch a pomocí lišt ze spodní strany dochází k setření prostřiků a k opětovnému vrácení laku do oběhu. Ve stříkací kabině se pohybuje suport s konzolami, které nesou 4 páry automatických stříkacích pistolí (obr.6), které jsou nastaveny pod různým úhlem. 20

21 Vady nátěrů provedených stříkáním vznikají hlavně použitím nesprávného tlaku vzduchu, nečistotami v tlakovém vzduchu, špatně zvolenou velikostí otvoru trysky a nesprávnou viskozitou. Důležité je také dodržování vzdálenosti stříkací pistole od upravovaného předmětu. Častou závadou jsou i nečistoty v nátěru. Mohou být obsaženy ve stříkacím materiálu nebo mohou napadat do nezaschlého filmu. Obr.6: Stříkací pistole pro stříkací automat ( Nanášení vysokotlakým stříkáním Vysokotlaká zařízení jsou dalším vývojovým stupněm aplikace kapalných nátěrových hmot. Vysokotlaké stříkání je vysokoproduktivní technologie a uplatňuje se především při povrchové úpravě větších ploch a méně členitých konstrukčních dílců a výrobků. Filozofie vysokotlakého nanášení spočívá v dopravě aplikovaného materiálu vysokým tlakem (cca 1 až 30 MPa) do rozprašovacích trysek. Trysky jsou obvykle vyráběny z tvrdokovu. Nátěrová hmota na předmět dopadá vlastní energií a proto jsou menší ztráty odrazem než při pneumatickém stříkání a zároveň jsou zlepšené hygienické podmínky na pracovišti. Vysokotlakým stříkáním je možné nanášet nátěrové hmoty s vyšší viskozitou. Technologie vysokotlakého nanášení umožňuje výrazné úspory času a materiálu při aplikaci oproti klasickému vzduchovému stříkání. Metody aplikace Pro nanášení nátěrových hmot jsou k dispozici dvě metody vysokotlakého nanášení. Metoda AIRLESS při aplikaci je tvar paprsku nátěrové hmoty rozprašován pouze tryskou. 21

22 Metoda AIRMIX používá dodatečný vzduchový rozprach, který dovoluje regulovat tvar paprsku a vytváří jemnější strukturu povrchu. Vysokotlaká zařízení jsou konstruována k přepravě rozličných typů látek. Hlavní využití nacházejí v nábytkářském, potravinářském a lakařském průmyslu. Přizpůsobit různým podmínkám aplikace umožňuje modulární řešení konstrukce zařízení Vlastnosti suchých nátěrových filmů Suché nátěry je možné vzhledem k jejich všeobecným vlastnostem zařadit do skupiny plastů. Podle způsobu zasychání nátěrového filmu mají termoplastický nebo termoreaktivní charakter. Aplikační vlastnosti určuje chemické složení nátěru a jeho fyzikální vlastnosti. Pro aplikaci v nábytkářském průmyslu mají význam především následující vlastnosti: - vzhled nátěrového filmu lesk barva - krycí schopnost rovinnost tvrdost - vnitřní napětí - vláčnost a tažnost - odolnost proti oděru - přilnavost podkladu apod. 22

23 5. POVRCHOVÁ ÚPRAVA SUCHÝM ZPŮSOBEM Povrchová úprava pevnými materiály, tedy suchým způsobem, je úprava povrchu dílců foliemi s různým stupněm dokončení, eventuelně lamináty. Nalepením dekoračního materiálu se zvyšuje homogennost a hladkost povrchu konstrukčního materiálu i jeho pevnost a stabilita. (A.Trávník) Specielní technologií je dýhování profilovaných lišt a dlouhých, zpravidla úzkých dílců průběžným způsobem, tzv. technologií obalování. 5.1 Charakteristika dekoračních materiálů Základním materiálem, tradičně používaným pro dýhování, jsou materiály přírodního charakteru, dýhy, nebo dýhy vyráběné specielní technologií na bázi přírodních materiálů, lamidýhy. V důsledku nedostatku přírodních materiálů se hledaly možnosti jejich náhrady. Důsledkem dané situace je vývoj a aplikace netradičních materiálů, fólií. Za hlavní nedostatek těchto materiálů možno považovat opticky chladný vzhled, který je však odstraňován matnými povrchy, povrchy s vytlačovanými póry, nebo chemicky vytvářenými póry. Dále se v problematice týkající se suché povrchové úpravy budeme zabývat převážně pokrývání konstrukčních materiálů foliemi, protože s těmito materiály budeme dále pracovat při zkoušení fyzikálně mechanických vlastností lakových filmů. 5.2 Důvody použití fólií - fólie může nahradit dekorativní dýhu - velmi dobrá odolnost a vzhled dokončovaných povrchů - vysoká mechanizace výrobního postupu - vysoká produktivita práce - malá rozpracovanost dokončovaných dílců Fólie používané v nábytkářském průmyslu můžeme rozdělit do následujících skupin: 1) fólie na bázi papíru impregnovaného pryskyřicí - základové fólie s funkcí překrytí podkladu - dekorační fólie - fólie s výsledným efektem 2) beznosičové fólie z plastů - dekorační fólie a fólie s výsledným efektem z PVC, ABS, UP a PP 23

24 3) tenké fólie na bázi málo impregnovaného papíru - základové fólie - dekorační fólie - fólie s konečným efektem Z hlediska ekonomie výroby umožňují tyto materiály významné zjednodušení výrobního procesu, podstatné snížení mzdových nákladů, výrazné zvýšení produktivity práce. Mzdové náklady jsou při použití laminovaných desek přibližně 3x nižší než při výrobě dýhovaného nábytku dokončovaného nátěrovými hmotami. (A.Trávník) Co se týče kvality povrchu lakované konstrukční desky při použití podkladové fólie, je tento mnohem kvalitnější než při aplikaci laku na surovou konstrukční desku. Také náklady spojené s množstvím použité nátěrové hmoty jsou výrazně nižší, protože odpadá základování v několika vrstvách a zpravidla postačí pouze jedna vrstva základu. 5.3 Nalepování dekoračních fólií Pro lepení fólií na podklad se téměř výhradně používají tavná lepidla, která jsou v nábytkářském průmyslu rozšířená zejména pro svou snadnou zpracovatelnost, rychlý čas tuhnutí, díky němuž lepený spoj získává manipulační pevnost během několika sekund, další výhodou je snadná skladovatelnost a manipulace, protože lepidlo je dodáváno ve formě granulí. 24

25 6. ZASYCHÁNÍ, SUŠENÍ A VYTVRZOVÁNÍ NÁTĚROVÝCH HMOT V mnoha závodech na výrobu nábytku je oddělení povrchových úprav limitujícím činitelem dalšího zvyšování výroby. Omezené možnosti neumožňovaly rozšířit prostory lakoven, takže se mnohdy vyskytovaly i vážné nedostatky a problémy z hlediska hygieny a bezpečnosti práce. Zavedením sušáren a vytvrzovacích tunelů se podařilo např. podstatně zkrátit časy potřebné k zasychání a vytvrzování, takže se zrychlil průběh celého výrobního procesu. Výsledkem tohoto vývoje jsou dnes vysoce produktivní, většinou mechanizované linky povrchové úpravy, v nichž některé automatizované prvky umožnily zkrátit technologické časy z běžně potřebných 48 hodin i více na časy pohybující se v rozmezí 2 až 8 hodin, v posledním období se i tyto časy zkrátily až na zlomky minut. Podle druhu a fáze úpravy povrchu a podle použité nátěrové hmoty můžeme rozeznávat zasychání, schnutí a vytvrzování, přičemž některé z těchto výrobních operací se mohou podle technologického postupu opakovat, resp. přecházet jedna v druhou. Vytvrzování můžeme prakticky rozdělit na: - vytvrzování teplem - vytvrzování radiační 6.1 Vytvrzování teplem Volné zasychání nátěrů na vzduchu při teplotě pracovního prostředí (22 až 25 C) je již z hlediska časových nároků nepřijatelné. Zkrácené zasychání se proto v modernějších závodech provádí v tunelech s konvekčním ohřevem proudem horkého vzduchu. Při sušení nebo vytvrzování přechází nátěrová hmota z kapalného, resp. tekutého stavu do stavu pevného vlivem fyzikálních či chemických pochodů nebo jejich kombinací. Zasychání roto rozdělujeme takto: a) Fyzikální Zasychání nátěrová hmota přechází v nátěrový film vypařováním rozpouštědel. Obsah těchto těkavých složek se zmenšuje, na povrchu nátěru se začne tvořit souvislá tenká blána, která je již v krátké době (například u nitrocelulózových laků) schopna chránit nátěr před prachem. Tato fáze je prvním stupněm zasychání. Vzniklá blána však zpomaluje další odpařování a únik rozpouštědel, jejichž podíl může činit podle druhu zpracování 30-80%. Celý proces fyzikálního sušení lze urychlit zvýšením teploty, 25

26 přičemž je nutno dbát na to, aby zároveň nedošlo ke zhoršení stavu povrchu. b) Chemické vytvrzování nátěrová hmota zasychá vlivem chemické reakce, a to oxidací, polymerací nebo polykondenzací. Tento způsob zasychání je značně pomalý a za dílenské teploty trvá nejméně několik dní. Zasychání proti prachu proběhne poměrně dosti rychle, ale vytvrzení a proschnutí v celé tloušťce, která bývá dosti značná, trvá velmi dlouho. Výrobky se proto nemohou skládat na sebe, což vede k značné rozpracovanosti výroby a zvyšují se i nároky na velikost provozních prostor. Další metody vytvrzování mohou být: Vytvrzování UV zářením, vytvrzování IČ zářením apod. 6.2 Předehřívání dílců Předehřívání dílců znamená ohřívání dokončovaných dílců před vlastním nanášením nátěrových hmot. Ohříváním dílců se upravuje teplota potřebná na aplikaci nátěrových hmot. Všeobecně platí, že povrch dřeva má mít vyšší teplotu než je teplota nanášené nátěrové hmoty. 6.3 Odpařování rozpouštědel Nátěrovou hmotu nelze zpravidla ihned po nanesení sušit a vytvrzovat. Účinné odsávání rozpouštědel se řídí podle použitého druhu laku, množství jeho nánosu a stupně předehřívání nábytkového dílce. Např. u základního nitrolaku činí odpařovací doba 0,5 až 3 min, podobně jako u laků kyselinou tvrditelných. U polyesterových laků může tato doba činit 10 až 12 min. Časová rozmezí pro vysoušení nitrocelulózových laků jsou asi následující: Tab.1: Orientační časová rozmezí pro vysoušení NC laků (Hartman, Lukavský, Svoboda 1988) Základní nitrolak 30 g/m2 Nepředehřáté dílce Předehřáté dílce Odpařování 2 min 0,5-1 min Sušení C 3 min 1,5-2 min Ochlazení 2-3 min Základní nitrolak g/m2 Nepředehřáté dílce Předehřáté dílce Odpařování 4 min 1-1,5 min Sušení C 5-6 min 4-5 min Ochlazení 3 min 26

27 Tab.2: Aplikační možnosti různých systémů vytvrzování (Hartman, Lukavský, Svoboda 1988) Způsob sušení - Nátěrové hmoty vytvrzování NC PES AKRYLÁTOVÉ KT PUR BĚLENÍ MOŘENÍ Komorová sušárna ano ano ano ano ano ano ano Tunelová sušárna ano ano ano ano ano ano ano Věžová sušárna ano ano ano ano ano ano ano IČ x ano x ano ano ano ano UV x ano x x x x x EBC x ano ano x x x x 27

28 7. VÝCHODISKA ŘEŠENÍ 7.1 Výběr dokončovaných materiálů V současné době existují různé druhy konstrukčních materiálů, jejichž výroba přinesla změnu základních principů zhotovování výrobků z materiálů na bázi dřeva. V našem případě byla jako podkladový dokončovaný materiál vybrána středně tvrdá dřevovláknitá deska MDF, která je v dnešní době jedním z nejpoužívanějších podkladových materiálů pro výrobu dvířek kuchyňského a koupelnového nábytku, ať už se jedná o dodatečné pokrývání foliemi různého dekoru nebo úpravu pigmentovými nátěrovými hmotami. 7.2 Výběr dokončujících materiálů Pro námi zvolenou technologii povrchové úpravy, technologii stříkání, byly vybrány následující nátěrové hmoty: Kyselinotvrdnoucí, polyuretanové a vodou ředitelné NH. Všechny tyto druhy nátěrových hmot jsou rozšířené mezi většinou malých a středních výrobců, a to zejména pro svou jednoduchost přípravy, aplikace na povrch, technologickou nenáročnost, cenovou dostupnost a poměrně vysoký obsah sušiny. Jsou schopné vytvrzovat za běžných dílenských podmínek narozdíl od UV laků, které (mimo potřebného nákladného technologického zařízení) vytvrzují pouze ozářením pod UV zářiči. 7.3 Výběr technologie dokončování Námi povrchově upravované dílce byly dokončeny technologií stříkání. Dokončováním povrchu touto technologií lze vcelku snadno dosáhnout poměrně vysoké kvality nátěrového filmu. Přitom se jedná o cenově dostupnou a nenáročnou technologii, kterou si může dovolit kterýkoliv malý či střední podnik, aniž by musel investovat do technologicky a finančně náročnějšího zařízení, jakým je například technologie nanášení poléváním nebo navalováním. Mimo to lze snadno nanést nátěrovou hmotu na všechny boční plochy a současně na plochy dílce. Na druhou stranu je tato technologie málo produktivní a ztráty nátěrových hmot jsou dosti vysoké. 7.4 Požadavky na povrchové úpravy Požadavky na povrchové úpravy jsou součástí normy ČSN a nacházej se v příloze. 28

29 8.0 METODIKA A POUŽITÉ MATERIÁLY 8.1 Použité podkladové materiály Jako podkladový materiál pro výrobu zkušebních vzorků byly použity surové a oplášťované MDF formáty tloušťky 18 mm. Pro oplášťování byly použity papírové podkladové folie určené pro NH s gramáží 90g/m². 8.2 Použité nátěrové hmoty Kyselinou tvrditelný nátěrový systém Nátěrový systém základování: Nátěrový systém vrchní lak: Základní lak: KT DF , bílý Tužidlo: DV 309, množství 13 % Ředidlo: DT 172, množství 25-30% Velikost nánosu: g/m² (měřeno hřebenovou měrkou) Vrchní lak: KT DH , bílý Tužidlo: DV 309, množství 13 % Polyuretanový nátěrový systém Nátěrový systém základování: Nátěrový systém vrchní lak: Základní lak: PUR DF , bílý Tužidlo: TV 4114, množství 50 % Ředidlo: TT 4205, množství 25-30% Velikost nánosu: g/m² Vrchní lak: TH , bílý Tužidlo: TV 4271, množství 50 % Velikost nánosu: g/m² Vodou ředitelný nátěrový systém Nátěrový systém základování: Nátěrový systém vrchní lak: Základní lak: VŘ ED , bílý Ředidlo: voda do max. 5%, neředí se Velikost nánosu: 100 g/m² Vrchní lak: VŘ - EG , bílý Ředidlo: voda, neředí se Velikost nánosu: g/m² 29

30 8.3 Použitá zařízení Formátování MDF formátovací pila SCM SI 300N Oplášťování MDF kontinuální obalovací stroj, výrobce Barberan Stříkání NH stříkací pistole FB 2200, Ø trysky 1,8 mm, kompresor B 3800, stolová stříkací kabina Vyzrávání vzorků teplovzdušná sušárna Venticell Použité přístroje - Teplovzdušná Sušárna Venticell 111 (nahřívání hliníkových bloků) - Leskoměr Gardner ZP (stanovení stupně lesku povrchu) - Vařič (odolnost vůči působení páry) 8.5 Použité pomůcky Odolnost vůči působení studených kapalin - Petriho misky, filtrační papír, čistící prostředek, červené víno, ovocná šťáva, 8% kyselina octová, etylalkohol, olivový olej, pinzeta, stopky Stanovení povrchové tvrdosti tužkami - Sada tužek KOH-I-NOOR různé tvrdosti, přípravek pro upnutí tužky Mřížková zkouška - Řezný nástroj, pravítko, lepicí páska Hodnocení stupně lesku - Leskoměr Gardner ZP Odolnost vůči suchému a vlhkému teplu - Normalizované hliníkové bloky, teplovzdušná sušárna Venticell 111, jemná tkanina 15x15cm, stopky Odolnost vůči působení páry - Varná baňka s vodou, vařič 30

31 8.6 Laboratorní měření Zkouška odolnosti nátěrového filmu vůči působení studených kapalin Cíl zkoušky: Stanovit odolnosti nátěrových filmů vůči působení studených kapalin s různou dobou expozice Pracovní postup: Filtrační papíry se ponoří do zkušební kapaliny po dobu 30 sec., vyjmou se, položí na zkušební plochu a překryjí se obrácenou Petriho miskou. Po uplynutí doby trvání zkoušky se zkušební povrch nechá v klidu 24 hodin ve Obr.7: Zkoušení nátěrového filmu vůči studeným zkušebním prostředí bez zakrytí kapalinám. Na obrázku jsou vzorky studených a omyje se lehce savou tkaninou. kapalin přikryté Petriho miskami Nakonec se povrch vysuší. Následně se zkušební povrch vyhodnotí podle následujících kritérií: - stupeň 5 žádné viditelné poškození (bez poškození) - stupeň 4 nepatrné změny lesku a barvy, viditelné jen pokud se světlo ze zdroje zrcadlí ve zkušebním povrchu na stopě poškození nebo blízko nich (nebo několika samostatných stopách poškození na mezi viditelnosti) a je odraženo proti oku pozorovatele - stupeň 3 nepatrné stopy poškození, viditelné jen pokud se světlo ze zdroje zrcadlí ve zkušebním povrchu na stopě poškození nebo blízko nich (nebo několika samostatných stopách poškození na mezi viditelnosti) a je odraženo proti oku pozorovatele - stupeň 2 silné stopy poškození, struktura povrchu je většinou nezměněna - stupeň 1 silné stopy poškození, struktura povrchu změněna nebo materiál povrchu je úplně nebo částečně odstraněn, nebo filtrační papír ulpěl na povrchu Tab 3: Zkušební látka a doba trvání (odolnost vůči působení studených kapalin) zkušební doba zatížení plochy chemikáliemi látka minuty minuty hodiny hodiny hodiny hodiny Voda Čist.prostř Víno Ovocná šťáva

32 8.6.2 Stanovení povrchové tvrdosti tužkami Cíl zkoušky: Stanovit schopnost nátěru odolat vtlačení tužky do povrchu nátěrového filmu Pracovní postup: Do přípravku se upne zkušební tužka a na film se nakreslí vlnovka. Dále se zkouší stále tvrdší tužky, dokud se na povrchu nátěru neprojeví rýhy. Jako výsledek se uvede číslo tužky, která jako první porušila povrch nátěru. Obr.8: Stanovení povrchové tvrdosti tužkami. Na obrázku je znázorněn přípravek s upnutou tužkou a v pozadí sada tužek různé tvrdosti Mřížková zkouška zkouška přilnavosti nátěru Cíl zkoušky: Stanovit odolnost nátěru k oddělení od podkladu Pracovní postup: Řezným nástrojem se zhotoví předepsaný počet řezů do nátěru. Přes nařezanou mřížku se nalepí lepící páska, uhladí se prstem a stáhne se pod úhlem cca 60. Kvalitu vyhodnotíme podle následující tabulky: Tab 4: Zkouška přilnavosti nátěrového filmu Obr.9: Mřížková zkouška. Na obrázku jsou zobrazeny pomůcky pro tuto zkoušku a zkoušený vzorek Klasifikace popis 0 Řezy jsou hladké, žádný čtverec není poškozen Nepatrné poškození v místech, kde se kříží. Poškozená 1 plocha nesmí přesahovat 5% Nátěr je poškozen podél řezů a při jejich křížení. Povrch je 2 poškozen o více než 5% a méně než o 15% 3 Poškození nátěru o více než 15% a méně než 35% 4 Poškození nátěru o více než 35% a méně než 65% 5 Změny, které jsou větší než u stupně 4 32

33 8.6.4 Hodnocení lesku reflektometrická metoda Cíl zkoušky: Zjistit stupeň lesku povrchu v % odrazu Pracovní postup: Leskoměr se nastaví a položí na očištěnou povrchovou plochu vzorku. Na vzorku se provedou nejméně 3 měření. Obr.10: Hodnocení stupně lesku. Na obrázku je zobrazen leskoměr Gardner ZP 26301na zkoušeném vzorku Hodnocení odolnosti povrchu proti působení vlhkého a suchého tepla Cíl zkoušky: Stanovit schopnost nátěrového filmu odolávat působení vlhkého nebo suchého tepla Pracovní postup: Blok hliníkové slitiny zahřátý na zkušební teplotu je umístěn na suchou nebo vlhkou tkaninu kde setrvá po stanovenou dobu. Poté se hliníkový blok a tkanina odstraní a po uplynutí 24 hodin se povrch vyhodnotí podle následující tabulky: Obr.11: Měření odolnosti vůči působení vlhkého tepla. Na obrázku je zobrazen hliníkový blok na zkoušeném materiálu Tab 5: Zkouška odolnosti povrchu vůči působení suchého a vlhkého tepla Stupeň popis 5 Žádné viditelné změny (bez poškození) Nepatrné změny lesku a barvy, viditelné jen pokud se 4 zdroj světla zrcadlí na zkušebním povrchu Nepatrné stopy poškození, viditelné z různých směrů pozorování (např.téměř úplný kruh) Silné stopy poškození jasně viditelné, nebo narušení zkušebního povrchu Silné stopy poškození s výrazným odbarvením, nebo s výrazným narušením povrchu 33