Mendlova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Fakulta lesnická a dřevařská BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Tónování transparentních nátěrových hmot Brno 2005 David Jindra
Prohlášení: Prohlašuji, že diplomovou práci jsem vypracoval zcela sám a uvedl jsem všechny použité literární a odborné zdroje. V Brně 23. dubna 2005 1. David Jindra
Poděkování: Děkuji vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Zdeňkovi Muzikářovi za odborné vedení a cenné rady. Dále bych chtěl poděkovat firmě BMB s.r.o., jmenovitě paní ředitelce Ing. Jitce Čapaté a panu Petrovi Filovi za poskytnuté vzorky, cenné rady a korektní jednání. 2
Abstrakt Název práce: Tónování transparentních nátěrových hmot Autor: David Jindra ČESKY Bakalářská práce se zabývá tónováním transparentních nátěrových hmot. Cílem je stanovení tzv. kritické koncentrace barviv Versanyl v příslušném laku. Součástí diplomové práce bylo také odzkoušení dosažených laboratorních výsledků v provozních podmínkách firmy BMB s.r.o.. Klíčová slova: kritická koncentrace, polyurethanový lak, vodou ředitelné nátěrové hmoty, barvivo Versanyl, nátěrový film, vzhled ENGLISH This work is fokused on transparent coating materials shading. The aim is to find so caled critikal concentration of Versanyl pigment in according to each lacquire. The part of the surver is testing of experimentally gained results at BMB Comp. proces. Key words: critikal concentration, polyurethan laquire, water down, coating materials, Versanyl pigment, out look. 3
Obsah: Úvod 5 1. Cíl bakalářské práce 6 2. Historie firmy BMB s.r.o. 7 3. Analýza současného stavu 8 3.1 Současná produkce firmy BMB s.r.o. 8 3.2 Zpracovávaná dřeva 12 3.3 Používané nátěrové hmoty 12 3.4 Příprava povrchu před nánosem nátěrové hmoty 13 3.5 Nanášení nátěrových hmot 13 3.6 Tónování transparentních laků 14 4. Laboratorní ověřování 15 4.1 Stanovení výtokové doby (konzistence) výtokovým pohárkem 15 4.2 Zkouška barevných odstínů laků podle tabulky z firmy BMB s.r.o. 16 4.3 Stanovení kritické koncentrace 18 5. Statistické vyhodnocení a výsledky 19 5.1 Stanovení výtokové doby (konzistence) výtokovým pohárkem 19 5.2 Zkouška barevných odstínů laků podle tabulky z firmy BMB s.r.o. 21 5.3 Stanovení kritické koncentrace 26 6. Ověření dosažených laboratorních výsledků v provozních podmínkách 30 7. Diskuze dosažených výsledků 34 8. Závěr 36 Použitá literatura a prameny 37 Soupis tabulek 38 Soupis obrázků 39 Přílohy 4
Úvod Firma BMB s.r.o. Ždánice je klasický výrobce dýhovaného nábytku a nábytku z masivu. Pro povrchovou úpravu těchto výrobků používá transparentní a tónované nátěrové hmoty. Při tónování těchto nátěrových hmot barvivy Versanyl docházívá ke vzniku defektů ve vzhledu naneseného nátěrového filmu a tím i ve vzhledu celého nábytku. Tento jev je nežádoucí, a proto je nutno mu předcházet. Proto byla zaměřena pozornost na řešení vlivu množství přidaného barviva Versanyl na tvorbu těchto defektů ve formě skvrn světlejšího odstínu a na stanovení maximálního přídavku barviva Versanyl, kdy ještě nedochází k těmto defektům. Dále byla studována možnost rozšířit stávající škálu tónovaných nátěrových hmot o další typ a to o vodou ředitelný lak EM 1520 od firmy Becker Acroma. 5
1. Cíl bakalářské práce Cílem bakalářské práce bylo stanovit tzv. kritickou koncentraci tedy jaké maximální množství různých druhů barviva Versanyl je možné ještě použít do vodou ředitelných laků, aniž by došlo k nežádoucím defektům ve vzhledu nátěrového filmu při nánosu nebo při vysychání a po vysušení nátěrové hmoty. Současně byly ověřovány barevné odstíny tónovaných laků specifikovaných firmou BMB s.r.o., které tato firma používá, s cílem hodnotit zda nedochází k výše uvedeným defektům v laboratorních podmínkách. Podkladem pro to je přehledná tabulka z firmy, kde jsou uvedeny jednotlivé poměry a kombinace laků s barvivy Versanyl. 6
2. Historie firmy BMB s.r.o. Firma BMB spol s.r.o. má sídlo ve Ždánicích. Historie firmy začíná od roku 1897, kdy ve Ždánicích vznikla Parní pila Cyril Blatný. Tato firma se zabývala výrobou ohýbaného nábytku a sportovních potřeb (sáňky, lyže). Po znárodnění se stala firma součástí Průmyslového podniku se sídlem v Bzenci. V tuto dobu se zde začal vyrábět bytový nábytek, především dětské pokoje. BMB spol s.r.o. byla založena v roce 1992 v rámci velké privatizace. Společnost má v současné době asi 100 zaměstnanců. Po svém vzniku navázala firma na původní výrobu dýhovaného nábytku do studentských pokojů, kterou postupně rozšířila o výrobu stylového nábytku v kombinaci masiv dýha [9]. 7
3. Analýza současného stavu 3.1 Současná produkce firmy BMB s.r.o. V současné době je výrobní program rozšířen o bytový nábytek vyráběný z laminovaných desek Krono a Funder v několika barevných odstínech. Tento nábytek uspokojí svou variabilitou a řemeslným provedením i náročného zákazníka. Firma se vedle stálého výrobního programu zabývá také kompletním vybavováním interiérů od návrhu po dodávku na klíč. Při návrzích interiérů spolupracuje i se skupinou externích architektů. Všechny výrobky firmy BMB s.r.o. jsou povrchově dokončovány s použitím vysoce kvalitních přírodních materiálů opatřených atesty kvality a nezávadnosti. Při dokončování přírodních povrchů používají pouze ekologické vodou ředitelné laky [9]. Do stálého výrobního programu firmy můžeme zařadit nábytkové řady: - HEDY: tato řada obsahuje bytové sestavy, ale i samostatné prvky, které tyto sestavy vhodně doplňují. Obr. 1: Příklad sestavy ALEX 8
- TARA: prostřednictvím prvků této řady je možné sestavit různé typy bytových stěn. Tato řada vyniká jednoduchostí, celkový dojem podtrhuje zvýraznění výškových linií. Obr. 2: Příklad sestavy TINA - VENEZIA: tato řada obsahuje velké množství variabilních prvků bytových stěn, skříňových sestav pro uspokojení individuálních potřeb zákazníka. Klasické sestavy do obývacích pokojů, ložnic a dětských pokojů lze doplňovat solitéry (komody, stolky, vitríny). Obr. 3: Příklad sestavy VENEZIA v provedení ořech 9
- RUSTIKA: tato řada je vyrobena z masivního dřeva a jasanové dýhy, mořené na tmavý ořech. Většinou se jedná o pracovní stoly, skříňové sestavy, které umožňují zajímavé řešení stylových pracoven. Obr. 4: Příklad pracovny - BERNAU: ložnice Bernau jsou v provedení olše - kombinace masiv a dýha, dokončeny lakem v přírodním tónu. Obr. 5: Příklad ložnice BERNAU 10
- HANAU: ložnice Hanau jsou také v provedení masivní olše a dýha, dokončeny lakem v přírodním tónu. Hanau se vyznačuje klasickými tvary s netypickým provedením předního čela postele. Obr. 6: Příklad ložnice HANAU 11
3.2 Zpracovávaná dřeva Ve firmě BMB s.r.o. se zpracovávají převážně dřeva olše, jasan,dub a v současnosti začínají zpracovávat i buk, břízu a borovici. 3.3 Používané nátěrové hmoty Firma BMB s.r.o. používá k povrchové úpravě převážně universální vodou ředitelné laky od následujících výrobců - v závorce je uvedeno označení laku, který firma používá: - Becker Aroma (Lacroma Clar 15 SP EM 1520) - Peter-Lacke GmbH, Herford (P98 308 Pehabin Hydro Schichtlack pro polévání) (P98 313 Pehabin Hydro Schichtlack pro stříkání) - Hesse Lignal (Hesse Hydrolak HE65 067) Kromě vodou ředitelných laků používá firma BMB s.r.o. také polyuretanový lak od výrobce: - Peter-Lacke (P68 325 Pehacryl 2k Schutzlake /Einsichichtlack/ + tužidlo P85 057 Pehapol Härter) Polyuretanový lak P98 325 je používán jen jako vrchní lak, jako základový lak se používá jeden z výše uvedených vodou ředitelných laků. Vodou ředitelné nátěrové hmoty: Vodou ředitelné nátěrové hmoty jsou disperzí akrylátového nebo polyuretanového pojiva ve vodě. Při aplikaci mívají více než 30% sušiny. Vodou ředitelné materiály patří k dobře plnivým materiálům. Nicméně musíme u nich počítat s obsahem 1-10% rozpouštědel. Mechanické odolnosti a odolnosti proti tekutinám bývají u lacinějších jednosložkových materiálů dostatečné na obývací nábytek, vyšší požadavky lze plnit dvousložkovými nebo UV tvrditelnými verzemi. 12
Obecně platí, že vodou ředitelné materiály vyžadují v mnohém jiný přístup a návyky než máme naučené u materiálů rozpouštědlových. Doba stohovatelnosti většiny vodou ředitelných materiálů je závislá na relativní vlhkosti vzduchu, může se lišit v rozsahu desítek minut až několika hodin. Použitím vodou ředitelných barev a laků pro povrchovou úpravu nábytku a nábytkových doplňků se vytvoří odolný a trvanlivý povrch [6]. Výhody vodou ředitelných nátěrových hmot: - vysoká kvalita, odolný povrch - rychlé schnutí - materiály šetrné k životnímu prostředí - velkou mírou přispívají ke snižování emisí rozpouštědel [6] 3.4 Příprava povrchu před nánosem nátěrové hmoty Dílce musí být před nánosem nátěrové hmoty obroušeny a zbaveny nečistot. Broušení se provádí strojně, ale i ručně, zrnitosti brusných pásů jsou závislé na požadované drsnosti povrchu, ale také na tvrdosti broušené dřeviny. Na strojní broušení se používá ruční pásová bruska - zrnitost brusného pásu na první broušení 120, druhé broušení 150. Někdy je zapotřebí brousit i potřetí, a to hlavně u tvrdých dřevin, na třetí broušení se používá brusného pásu zrnitosti 180. Ručně se brousí zaoblené hrany a jiné komplikované tvary, pracovníci používají na takovou práci brusné houbičky a brusný papír zrnitosti 240. 3.5 Nanášení nátěrových hmot Nanášení nátěrových hmot se provádí technologiemi stříkáním a poléváním. Dílce, které jsou rovné a bez profilování v ploše se polévají a dílce na které nelze nanášet nátěrovou hmotu poléváním se stříkají. Velikost nánosu 100-120 g/m 2 : - základní nános: 120 g/m 2 - vrchní nános: 100 g/m 2 13
3.6 Tónování transparentních laků K tónování neboli obarvování transparentních nátěrových hmot používá firma BMB s.r.o. barviva na vodní bázi od firmy Aliachem a.s. Pardubice a to: - Versanyl zelený N-GM - Versanyl hnědý N-RN - Versanyl hnědý N-BDN - Versanyl hnědý N-2GN - Versanyl žlutý N-G - Versanyl černý BS Tato barviva se míchají v určité poměru s nátěrovou hmotou podle požadované intenzity zbarvení. Tónování se provádí z důvodů sjednocení barevných rozdílů dřeva, k imitaci dřeva, dosažení požadovaného odstínu atd.. Barviva Versanyl: Jsou to pigmentové preparace vhodné především pro vodou ředitelné nátěrové hmoty, kterými se získávají požadované barevné odstíny a efekty [5]. V současné době firma tónuje tyto tři laky: - P98 308 Peter-Lacke - P98 313 Peter-Lacke - HE65 067 Hesse Lignal V budoucnu se tato škála uvažuje rozšířit o výrobek firmy Becker Acroma vodou ředitelný lak EM 1520. K tomu by měla přispět i tato experimentální práce a výsledky při ní dosažené. Systém nánosů u tónovaných nátěrových hmot má firma BMB s.r.o. takový: - základní (první) nános- obarvený lak - druhý nános- obarvený lak - vrchní (třetí) nános- transparentní lak Výjimku tvoří polyurethanový lak, který nelze takto tónovat, protože barviva jsou na vodní bázi. Polyurethanový lak se používá jako vrchní vrstva na již obarvenou základní vrstvu. Ke všem výše uvedeným lakům jsou přiloženy technické listy, k barvivům Versanyl jsou přiloženy bezpečnostní listy. 14
4. Laboratorní ověřování Všechny zkoušky vodou ředitelných laků a barviv Versanyl probíhaly v laboratoři na Ústavu nábytku, designu a bydlení LDF MZLU Brno. 4.1 Stanovení výtokové doby (konzistence) výtokovým pohárkem Při stanovování výtokové doby, neboli konzistence nátěrových hmot bylo postupováno podle ČSN EN ISO 2431 (67 3013) Podstata metody: Měří se doba, která uplyne od okamžiku, kdy zkoušený materiál začne vytékat z otvoru naplněného pohárku do okamžiku, kdy se proud vytékajícího materiálu poprvé přeruší v blízkosti výtokového otvoru [3]. Zkušební zařízení a pomůcky: a) výtokový pohárek - Fordův pohárek o Ø trysky 4mm b) teploměr s přesností 0,2 C, se stupnicí dělenou po 0,2 C c) stojan vhodný k upevnění pohárku, opatřený stavěcími šrouby d) vodováha e) rovná skleněná deska nebo stěrka s rovným okrajem f) stopky se stupnicí dělenou po 0,2 s a s přesností lepší než 0,1 % při době zkoušení přes 60 minut g) teplotně klimatizovaná místnost zajišťující udržování vzorku a pohárku na doporučené konstantní teplotě [3] Vyhodnocení výsledků: Výsledkem měření je aritmetický průměr výsledků měření [3]. 15
4.2 Zkouška barevných odstínů laků podle tabulky z firmy BMB s.r.o. Použité pomůcky: a) tabulky skla b) nanášecí pravítko typ Bird Aplicator 284 od firmy Erichsen GMBH c) odměrný válec objemu 25 ml d) pipeta objemu 2 ml e) nádobky na přípravu jednotlivých odstínů Tab. 1: Přehled používaných odstínů obarvených laků u firmy BMB s.r.o. kód 1 2 3 6 složení laku 2,6litru vodou ředitelného laku + 2,4ml Vers.hnědý N-RN+ ml Vers.zelený N-GM 5,2litru vodou ředitelného laku + 2,4ml Vers.hnědý N-RN+ ml Vers.zelený N-GM 2,6litru vodou ředitelného laku + ml Vers.hnědý N-RN+ 2,6ml Vers.zelený N-GM 1litr vodou ředitelného laku + 1,5ml Vers.hnědý N-BDN+ 0,5ml Vers.zelený N-GM původní název TMA SVĚT NA NOHY NA VLYSY 7 1litr vodou ředitelného laku + 0,5ml Vers.zelený N-GM ZELENÁ 9 1litr vodou ředitelného laku + 1ml Vers.hnědý N-BDN EXTRA Příprava vzorků podle tabulky 1: Do prázdné nádobky je pomocí odměrného válce odměřeno určité množství příslušného laku. Do laku je přidáno barvivo(a) pomocí pipety tak, aby byly dodrženy poměry a kombinace podle tabulky 1. Vzniklou směs je nutno důkladně promíchat. Bylo postupováno podle jednotlivých kódů. Podle každého kódu se zkoušely vždy všechny čtyři druhy vodou ředitelných laků od uvedených výrobců. Polyuretanový lak se zkoušel jen jako druhý nános nanášený v transparentní formě na obarvenou základovou vrstvu. 16
Nános připraveného vzorku: Jednotlivé nánosy byly prováděny na tabulky čistého, odmaštěného skla. Sklo bylo zvoleno z toho důvodu, že představuje inertní podklad a lze na něm hodnotit kvalitu vytvořeného filmu vizuálním způsobem. Na skle jsou vidět i drobné vady a deformace, které by na povrchu dřeva mohly být přehlédnuty. Pomocí nanášecího pravítka je nanesena první vrstva obarveného laku o velikosti nánosu 150 µm, která se nechá vyschnout. Po vyschnutí první vrstvy je nutno povrch přebrousit brusným papírem. Na přebroušení bylo použito brusného papíru zrnitosti 240. Než začneme nanášet druhou vrstvu je nutné povrch po broušení zbavit prachu a nečistot. Poté je nanášena nanášecím pravítkem druhá vrstva obarveného laku kolmo na první vrstvu o velikosti nánosu 100 µm. Nanesený povrch se nechá důkladně zaschnout a poté se vizuálně hodnotí. Výsledky jsou uvedeny v příslušných tabulkách. 17
4.3 Stanovení kritické koncentrace Použité pomůcky: a) tabulky skla b) nanášecí pravítko typ Bird Aplicator 284 od firmy Erichsen GMBH c) odměrný válec objemu 25 ml d) pipeta objemu 2 ml e) nádobky na přípravu jednotlivých koncentrací Příprava vzorku: Tato zkouška byla prováděna pouze u vodou ředitelných laků. Do prázdné nádobky je pomocí odměrného válce odměřeno určité množství příslušného laku. Do laku je přidáno stanovené množství barviva pomocí pipety. Poměr laku k barvivu je uveden v příslušných tabulkách. Nános připraveného vzorku: Nános je prováděn na čisté, odmaštěné sklo pomocí nanášecího pravítka o velikosti nánosu 150 µm. Během zasychání je nutné kontrolovat povrch jestli nedochází k nežádoucím jevům, které by naznačovaly vysokou koncentraci barviva. Jestliže se během vysychání a po zaschnutí nátěrové hmoty neobjeví žádné defekty naneseného filmu hodnoceného laku, je taková koncentrace považována za dobrou. Namíchá se další vzorek s vyšší koncentrací barviva a postup se opakuje (nános na tabulku skla, sledování povrchu při zasychání nátěrové látky) dokud se nedojde ke koncentraci při které začíná docházet k defektům vzhledu naneseného filmu vlivem velkého množství barviva v laku. Za kritickou koncentraci považujeme koncentraci o stupeň nižší než při které došlo k defektům naneseného filmu. 18
5. Statistické vyhodnocení a výsledky 5.1 Stanovení výtokové doby (konzistence) výtokovým pohárkem Použité statistické charakteristiky: Aritmetický průměr Směrodatná odchylka: Variační koeficient : Tab. 2: Výtokové doby vodou ředitelného laku EM 1520 (fa Becker Acroma) číslo měření výtokové doby 1 75,76s 2 73,89s 3 71,81s 4 70,86s 5 68,0s Aritmetický Ø 72,06s Směrodatná odchylka 2,007 Variační koeficient 2,808 Tab..3: Výtokové doby vodou ředitelného laku P98 308 (fa Peter-Lacke) číslo měření výtokové doby 1 55,12s 2 55,33s 3 52,82s 4 52,64s 5 52,11s Aritmetický Ø 53,6s Směrodatná odchylka 1,324 Variační koeficient 3,100 19
Tab. 4: Výtokové doby vodou ředitelného laku P98 313 (fa Peter-Lacke) číslo měření výtokové doby 1 57,1s 2 59,4s 3 58,4s 4 59,2s 5 59,4s Aritmetický Ø 58,7s Směrodatná odchylka 0,881 Variační koeficient 1,501 Tab. 5: Výtokové doby vodou ředitelného laku HE65 067 (fa Hesse Lignal) číslo měření výtokové doby 1 50,43s 2 47,28s 3 46,0s 4 44,54s 5 44,38s Aritmetický Ø 46,53s Směrodatná odchylka 14 Variační koeficient 4,759 Tab. 6: Výtokové doby polyuretanového laku P68 325 (fa Peter-Lacke) číslo měření výtokové doby 1 35,1s 2 35,8s 3 36,1s 4 35,3s 5 34,9s Aritmetický Ø 35,44s Směrodatná odchylka 0,472 Variační koeficient 1,323 - měření výtokové doby bylo prováděno podle normy ČSN EN ISO 2431 (67 3013) - pro měření byl použit Fordův pohárek o Ø trysky 4 mm - měření bylo prováděno za následujících laboratorních podmínek: - teplota vzduchu v místnosti 21,5 C - relativní vlhkost vzduchu v místnosti 24 % 20
5.2 Zkouška barevných odstínů laků podle tabulky z firmy BMB s.r.o. Tab. 7.1 kód 1 Tabulky řady 7: Výsledky zkoušky barevných odstínů u vodou ředitelných laků druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 2,6 P98 308 (fa Peter-Lacke) 2,6 P98 313 (fa Peter-Lacke) 2,6 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 2,6 podle tabulky 1 množství laku [ l ] druh barviva množství barviva [ ml ] 2,4 2,4 2,4 2,4 hodnocení vzhledu nátěrového filmu defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky Historie vzorku: nánosy prováděny na čiré odmaštěné sklo, vždy dvě obarvené vrstvy stejného druhu laku kolmo na sebe s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu. Tab. 7.2 kód 2 druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 5,2 P98 308 (fa Peter-Lacke) 5,2 P98 313 (fa Peter-Lacke) 5,2 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 5,2 množství laku [ l ] druh barviva množství barviva [ ml ] 2,4 2,4 2,4 2,4 hodnocení vzhledu nátěrového filmu defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky Historie vzorku: nánosy prováděny na čiré odmaštěné sklo, vždy dvě obarvené vrstvy stejného druhu laku kolmo na sebe s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu. Tab. 7.3 kód 3 druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 2,6 P98 308 (fa Peter-Lacke) 2,6 P98 313 (fa Peter-Lacke) 2,6 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 2,6 množství laku [ l ] druh barviva 21 množství barviva [ ml ] 2,6 2,6 2,6 2,6 hodnocení vzhledu nátěrového filmu defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky Historie vzorku: nánosy prováděny na čiré odmaštěné sklo, vždy dvě obarvené vrstvy stejného druhu laku kolmo na sebe s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu.
Tab. 7.4 kód 6 druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 1 P98 308 (fa Peter-Lacke) 1 P98 313 (fa Peter-Lacke) 1 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 1 množství laku [ l ] druh barviva Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN + množství barviva [ ml ] 1,5 0,5 1,5 0,5 1,5 0,5 1,5 0,5 hodnocení vzhledu nátěrového filmu defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky Historie vzorku: nánosy prováděny na čiré odmaštěné sklo, vždy dvě obarvené vrstvy stejného druhu laku kolmo na sebe s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu. Tab. 7.5 kód 7 množství laku [ l ] druh barviva množství barviva [ ml ] druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 1 0,5 P98 308 (fa Peter-Lacke) 1 0,5 P98 313 (fa Peter-Lacke) 1 0,5 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 1 0,5 hodnocení vzhledu nátěrového filmu defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky Historie vzorku: nánosy prováděny na čiré odmaštěné sklo, vždy dvě obarvené vrstvy stejného druhu laku kolmo na sebe s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu. Tab. 7.6 kód 9 množství laku [ l ] druh barviva množství barviva [ ml ] druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 1 Vers. Hnědý N-BDN 1 P98 308 (fa Peter-Lacke) 1 Vers. Hnědý N-BDN 1 P98 313 (fa Peter-Lacke) 1 Vers. Hnědý N-BDN 1 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 1 Vers. Hnědý N-BDN 1 hodnocení vzhledu nátěrového filmu defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky defektní - na povrchu nátěrového filmu skvrnky Historie vzorku: nánosy prováděny na čiré odmaštěné sklo, vždy dvě obarvené vrstvy stejného druhu laku kolmo na sebe s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu. 22
Tab. 8: Výsledky ověřování kombinace barevných základů a vrchního transparentního polyurethanového laku P68 325 (fa Peter-Lacke) podle tabulky 1 kód 1 2 3 6 7 9 druh základního laku EM 1520 (fa Becker Acroma) 2,6 P98 308 (fa Peter-Lacke) 2,6 P98 313 (fa Peter-Lacke) 2,6 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 2,6 EM 1520 (fa Becker Acroma) 5,2 P98 308 (fa Peter-Lacke) 5,2 P98 313 (fa Peter-Lacke) 5,2 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 5,2 EM 1520 2,6 (fa Becker Acroma) P98 308 2,6 (fa Peter-Lacke) P98 313 2,6 (fa Peter-Lacke) HE65 067 2,6 (fa Hesse Lignal) EM 1520 (fa Becker Acroma) 1 P98 308 (fa Peter-Lacke) 1 P98 313 (fa Peter-Lacke) 1 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 1 EM 1520 (fa Becker Acroma) 1 P98 308 (fa Peter-Lacke) 1 P98 313 (fa Peter-Lacke) 1 HE65 067 (fa Hesse Lignal) 1 EM 1520 (fa Becker Acroma) 1 P98 308 (fa Peter-Lacke) 1 P98 313 (fa Peter-Lacke) 1 HE65 067 množství laku [ l ] druh barviva Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN + Vers. Hnědý N-BDN Vers. Hnědý N-BDN Vers. Hnědý N-BDN Vers. Hnědý N-BDN množství barviva [ ml ] 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,6 2,6 2,6 2,6 1,5 0,5 1,5 0,5 1,5 0,5 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 hodnocení vzhledu nátěrového filmu (fa Hesse Lignal) 1 1 Historie vzorku: nánosy prováděny na čisté odmaštěné sklo, vždy základová vrstva obarvený vodou ředitelný lak a na něho kolmo vrchní vrstva transparentní polyuretanový lak P68 325 (fa Peter- Lacke) s mezibrusem. Zasychání mezi prvním a druhým nánosem 1 hodinu. 23
Zhodnocení zkoušky barevných odstínů laků podle tabulky z firmy BMB s.r.o.: Defektem nátěrového filmu při těchto zkouškách byly drobné skvrnky objevující se po celé ploše naneseného nátěrového filmu. Drobné skvrnky se na nátěrovém filmu objevovaly vždy až po nanesení druhé vrstvy nanášecím pravítkem. Obr. 7: Defektní, drobné skvrnky na povrchu nátěrového film Bylo zapotřebí zjistit jestli je problém v daném laku, nebo nežádoucí povrch způsobuje přítomnost barviva Versanyl v laku. Proto byly všechny čtyři vodou ředitelné laky podrobeny dodatečné zkoušce, která probíhala takto: - na čisté odmaštěné sklo byla nanesena nanášecím pravítkem první vrstva příslušného laku v transparentní formě, velikost prvního nánosu 150 µm - po vysušení laku byl povrch přebroušen brusným papírem zrnitosti 240 µm a zbaven prachu a nečistot po broušení - nános druhé vrstvy příslušného laku v transparentní formě nanášecím pravítkem napříč první vrstvy, velikost druhého nánosu 100 µm - vysušení laku - vizuální hodnocení povrchu, výsledek zapsán do tabulky 24
Výsledek dodatečné zkoušky: Zkouška prokázala, že defekty v naneseném nátěrovém filmu jsou způsobeny přítomností barviva Versanyl v laku. Po nanesení dvou vrstev transparentního laku kolmo na sebe se neobjevil žádný defekt v naneseném nátěrovém filmu. Tab. 9: Výsledek zkoušky transparentních vodou ředitelných laků druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) P98 308 (fa Peter-Lacke) P98 313 (fa Peter-Lacke) HE65 067 (fa Hesse Lignal) hodnocení vzhledu nátěrového filmu Po konzultaci výsledků se zástupcem firmy BMB s.r.o. se může defekt drobných skvrnek objevujících se na povrchu naneseného nátěrového filmu považovat za zanedbatelný. Je to zdůvodněno tím, že povrch dřeva není dokonale rovný a hladký jako tabulka skla a na povrchu dřeva není tento defekt téměř patrný. 25
5.3 Stanovení kritické koncentrace Tab. 10.1 Tabulky řady 10: Stanovené kritické koncentrace pro příslušné laky a barviva druh laku EM 1520 (fa Becker Acroma) Versanyl druh barviva Vers. zelený N-GM Vers. hnědý N-2GN Vers. žlutý N-G Vers. černý BS poměr laku k barvivu [ objemový ] hodnocení vzhledu nátěrového filmu 200:1 150:1 100:1 50:1 40:1,zkouška zastavena - dochází k úplnému krytí textury dřeva 200:1 150:1 100:1 50:1 40:1,zkouška zastavena - dochází k úplnému krytí textury dřeva 200:1 150:1 100:1 50:1 40:1,zkouška zastavena - dochází k úplnému krytí textury dřeva 200:1 150:1 100:1 50:1 40:1,zkouška zastavena - dochází k úplnému krytí textury dřeva 26
Tab. 10.2 druh laku P98 308 (fa Peter-Lacke) druh barviva Vers. zelený N-GM Vers. hnědý N-2GN Vers. žlutý N-G Vers. černý BS poměr laku k barvivu [ objemový ] hodnocení vzhledu nátěrového filmu 300:1 200:1 150:1, kritická koncentrace 120:1 100:1 defektní - světlé skvrny 300:1 200:1 150:1 75:1, kritická koncentrace 50:1 defektní - světlé skvrny 300:1 250:1 200:1, kritická koncentrace 160:1 defektní - světlé skvrny 150:1 defektní - světlé skvrny 300:1 200:1 150:1, kritická koncentrace 130:1 defektní - světlé skvrny 100:1 defektní - světlé skvrny Tab. 10.3 druh laku P98 313 (fa Peter-Lacke) druh barviva Vers. zelený N-GM Vers. hnědý N-2GN Vers. žlutý N-G Vers. černý BS poměr laku k barvivu [ objemový ] hodnocení vzhledu nátěrového filmu 250:1 200:1 150:1, kritická koncentrace 100:1 defektní - světlé skvrny 40:1 defektní - světlé skvrny 800:1 defektní - světlé skvrny 680:1, kritická koncentrace 600:1 defektní - světlé skvrny 400:1 defektní - světlé skvrny 300:1 defektní - světlé skvrny 520:1 defektní - světlé skvrny 440:1, kritická koncentrace 360:1 defektní - světlé skvrny 300:1 defektní - světlé skvrny 250:1 defektní - světlé skvrny 600:1, kritická koncentrace 520:1 defektní - světlé skvrny 480:1 defektní - světlé skvrny 300:1 defektní - světlé skvrny 250:1 defektní - světlé skvrny 27
Tab. 10.4 druh laku HE65 067 (fa Hesse Lignal) druh barviva Vers. zelený N-GM Vers. hnědý N-2GN Vers. žlutý N-G Vers. černý BS poměr laku k barvivu [ objemový ] hodnocení vzhledu nátěrového filmu 150:1 100:1 80:1, kritická koncentrace 66:1 defektní - světlé skvrny 50:1 defektní - světlé skvrny 150:1 100:1 50:1 43:1 37:1,zkouška zastavena - dochází k úplnému krytí textury dřeva 200:1 150:1 100:1 60:1, kritická koncentrace 50:1 defektní - světlé skvrny 200:1 150:1 100:1 75:1 50:1,zkouška zastavena - dochází k úplnému krytí textury dřeva 28
Zhodnocení zkoušky stanovování kritické koncentrace: Pokud lak obsahoval větší než kritické množství barviva Versanyl, projevilo se to defektem ve vzhledu. Na povrchu naneseného nátěrového filmu se místy tvořily skvrny světlejšího odstínu patrné už při prvním nánosu. Obr. 8: Defektní, skvrny světlejšího odstínu v nátěrovém filmu 29
6. Ověření dosažených laboratorních výsledků v provozních podmínkách Ověřování dosažených laboratorních výsledků v provozních podmínkách probíhalo ve firmě BMB s.r.o.. Po dohodě s firmou BMB s.r.o. bylo stanoveno, že ověřování se bude týkat jen výsledků dosažených při hledání kritických koncentrací a to jen u vybraných druhů laků a barviv Versanyl. Jednalo se o tyto laky a barviva: LAKY: - P98 308 (fa Peter-Lacke) - HE65 067 (fa Hesse Lignal) BARVIVA: - Versanyl zelený N-GM - Versanyl hnědý N-2GN - Versanyl žlutý N-G - Versanyl černý BS Zkušební zařízení a pomůcky: a) stříkací pistole RH 16 HV b) stříkací box c) zkušební vzorky dřeva d) odměrný válec objemu 250 ml e) injekční stříkačka objemu 5 ml f) nádobky na přípravu obarvených laků 30
Ad a: Technické parametry stříkací pistole RH 16 HV - tlaková odolnost pistole 7 bar - vstupní tlak vzduchu (pracovní) 3 4 bar - max. provozní teplota aplikovaného materiálu 50 C - přívod materiálu nádobka horní (M 14 x 1,5) - přívod vzduchu- univerzální závit G 1/4 (1/4 BSP) - vnitřní závit v pažbě pistole (po demontáži šroubení) G 1/4" - spotřeba vzduchu dle tab. Osazení 385 520 l/min -4 - výkon pistole dle tab. osazení 90 200 g/min -4 - hlučnost L AZ (3 4 bar) 90 95 db (A) - hmotnost pistole s nádobkou 600ml 750 g - hmotnost pistole bez nádobky 615 g - rozměry pistole (bez nádobky) š x v 175 x 190 mm [9] Ad b: Obr. 9. Schéma lakovny firmy BMB s.r.o. v Ždánicích 31
Příprava vzorku: Do předem připravených nádobek bylo pomocí odměrného válce odměřeno 200 ml příslušného laku. Do laku bylo pomocí injekční stříkačky přidáno příslušné barvivo Versanyl v množství dle kritické koncentrace. Vzniklou směs je nutné důkladně promíchat. Nános připraveného vzorku: Nános vzorku, byl prováděn pomocí stříkací pistole typ RH 16 HV na předem připravené vzorky dřeva zadýhované olšovou dýhou, v stříkacím boxu. Byla nanášena jen jedna vrstva obarveného laku. Jedna vrstva byla nanášena z toho důvodu, že defekt, který se na povrchu naneseného nátěrového filmu objevoval byl patrný už při prvním nánosu. Zhodnocení výsledků dosažených v provozních podmínkách: Tab. 11: Výsledky ověření kritických koncentrací v provozních podmínkách druh laku P98 308 (fa Peter-Lacke) poměr laku k barvivu [ objemový ] hodnocení vzhledu nátěrového filmu druh barviva 150:1 defektní - světlé skvrny Vers. zelený N-GM 200:1 defektní - světlé skvrny Vers. hnědý N-2GN 75:1 Vers. žlutý N-G 200:1 Vers. černý BS 150:1 HE65 067 80:1 defektní - světlé skvrny (fa Hesse Lignal) Vers. zelený N-GM 100:1 defektní - světlé skvrny Jak je zřejmé z tabulky 11. některé kritické koncentrace zjištěné v laboratoři se potvrdily i v provozních podmínkách. Jako nejproblematičtější barvivo se projevil Versanyl zelený N-GM. Výsledky zkoušky stanovené v laboratoři jsou ovlivněny podmínkami, které v laboratoři jsou (teplota vzduchu, relativní vlhkost vzduchu, podklad na který je tónovaný lak nanášen, atd.). V laboratoři byly laky nanášeny na čisté odmaštěné sklo a v provozních podmínkách byly použity zadýhované vzorky dřeva olšovou dýhou. Toto jsou různé faktory, které mohou ovlivnit výsledek zkoušky. 32
Protože zkoušky s barvivem Versanyl zelený N-GM v provozních podmínkách dopadly negativně, bylo toto barvivo odzkoušeno ještě jednou v laboratoři na Ústavu nábytku, designu a bydlení MZLU Brno. Byly namíchány stejné koncentrace jako při zkoušce v provozních podmínkách a tyto připravené obarvené laky naneseny na dřevěné dílce zadýhované olšovou dýhou. Nános byl prováděn nanášecím pravítkem a velikost nánosu byla 150 µm. Při této tloušťce nánosu se na povrchu naneseného nátěrového filmu neobjevily žádné defekty. V dalším kroku byla tloušťka nánosu změněna ze 150 µm na 200 µm a opět naneseny nanášecím pravítkem namíchané koncentrace na zadýhované dílce. Při této tloušťce nánosu už se na povrchu naneseného nátěrového filmu začaly tvořit skvrny se světlejším odstínem, ale jen zřídka. Závěrem lze tedy říci, že světlé skvrny tvořící se na povrchu nátěrového filmu nemusí být vždy způsobeny jen vysokou koncentrací barviva Versanyl v daném laku, ale do určité míry může být tvorba tohoto defektu ovlivněna i tloušťkou nánosu nátěrového filmu. 33
7. Diskuze dosažených výsledků Při zpracovávání tématu týkajícího se tónování transparentních nátěrových hmot bylo studováno obarvování pouze čtyř druhů vodou ředitelných laků. Jeden lak od výrobce Becker Acroma, dva laky od výrobce Peter-Lacke a jeden lak od výrobce Hesse Lignal. Polyurethanový lak od výrobce Peter-Lacke se neobarvoval, nanášel se jako transparentní vrstva na obarvenou základovou vrstvu. Polyurethanový lak nelze obarvovat těmito barvivy z toho důvodu, že barviva Versanyl jsou na vodní bázi a jsou určena jen do vodou ředitelných laků. Při zkoušce barevných odstínů se jako nejhorší lak projevil vodou ředitelný lak P98 308 (fa Peter-Lacke), který vytvářel drobné skvrnky na povrchu naneseného nátěrového filmu u každého odstínu, který firma BMB s.r.o. používá. Podobné defekty vykazoval i vodou ředitelný lak HE65 067 (fa Hesse Lignal), který vytvářel nátěrový film bez defektu pouze u jednoho odstínu. Jako nejlepší lak při těchto zkouškách se prokázal vodou ředitelný lak P98 313 (fa Peter-Lacke), který tvořil nátěrový film bez defektu u každého odstínu, který firma BMB s.r.o. používá. Vodou ředitelný lak EM 1520 (fa Becker Acroma) se při zkouškách projevoval jako průměrný lak. Zhruba v polovině případů zkoušky barevných odstínů vytvářel nátěrový film bez defektů a v polovině tvořil na povrchu naneseného nátěrového filmu defekty v podobě drobných skvrnek vyskytujících se po celé ploše. Jak již bylo uvedeno ve zhodnocení zkoušky barevných odstínů laků, drobné skvrnky, které se objevují na nanesené nátěrovém filmu na tabulce skla, nejsou na naneseném povrchu dřeva téměř patrné. Je to způsobeno tím, že dřevo nemá tak dokonale hladký povrch jako sklo a tyto drobné defekty se na povrch dřeva do jisté míry ztrácejí. Daleko horším problémem z hlediska povrchové úpravy tónovanými nátěrovými hmotami je defekt, který se objevoval při překročení kritické koncentrace laku barvivem Versanyl. V tomto případě docházelo k tvorbě skvrn světlejšího odstínu na povrchu naneseného nátěrového filmu. Aby se tomuto defektu mohlo předejít bylo důležité stanovení kritických koncentrací barviv Versanyl v daných lacích. 34
Jako lak, který se nejlépe snáší s barvivy Versanyl se ukázal vodou ředitelný lak EM 1520 (fa Becker Aroma), u kterého k defektům nátěrového filmu nedocházelo ani při vysokých koncentrací barviva Versanyl. Zkouška byla vždy přerušena. Byla přerušena z toho důvodu, že lak obsahoval takové množství barviva Versanyl, že docházelo k úplnému krytí textury dřeva. Naopak lak, který barviva Vresanyl snáší nejméně je vodou ředitelný lak P98 313 (fa Peter-Lacke). Je to zřejmé z výsledků, konkrétně z tabulky 10.3, kdy už při nižších koncentracích barviva Versanyl v laku se začínají tvořit defekty v podobě skvrn světlejšího odstínu na povrchu naneseného nátěrového filmu. Dále bylo prokázáno, že nejlépe lze obarvovat barvivy Versanyl vodou ředitelný lak EM 1520 (fa Becker Acroma), což vyplývá z výsledků této práce. Je to důležitý poznatek pro firmu BMB s.r.o., protože tento lak nejvíce vyhovuje technologickým podmínkám firmy. 35
8. Závěr V souladu s cíli bakalářské práce zadané na Ústavu nábytku, designu a bydlení LDF MZLU Brno byly stanoveny kritické koncentrace barviv Versanyl ve vybraných vodou ředitelných lacích. Z výsledků zkoušek vyplývá, že vodou ředitelný lak EM 1520 od výrobce Becker Acroma je možné bez větších problémů tónovat barvivy Versanyl. Dále byly odzkoušeny barevné odstíny vodou ředitelných laků běžně používaných ve výrobních podmínkách firmy BMB s.r.o. s pozitivními výsledky. Dosažené výsledky v této bakalářské práci jsou také důležité z hlediska zvýšení kvality povrchové úpravy výrobků firmy BMB s.r.o. a tím zlepšení konkurenceschopnosti na trhu s nábytkem. Současně budou sloužit jako důležitá informace pro stanovení dalších barevných odstínů laků pro další nový výrobní program. 36
Použitá literatura a prameny: [1] Hartman, E., Lukařský, L., Svoboda, B. Povrchová úprava nátěrovými hmotami v nábytkářském průmyslu. Praha: SNTL, 1988 [2] Liptáková, E., Sedliačik, M. Chemia a aplikácia pomocných látok v drevarskom priemysle. Bratislava: ALFA, 1989 [3] Polášek, J. Zkoušení nátěrových hmot a povrchových úprav. Brno: MZLU, 2003 [4] Rothkamm, M., Hansemann, W., Bötcher, P. Lack-Handbuch Holz. Leinfelden- Echterdingen: DRW- Verlag Weinbrenner GmbH, 2003 [5] http://www. synthesia.cz [6] firemní materiály Becker Acroma [7] firemní materiály Peter-Lacke [8] firemní materiály Hesse Lignal [9] firemní materiály BMB s.r.o. 37
Soupis tabulek: Tab. 1: Přehled používaných odstínů obarvených laků u firmy BMB s.r.o. Tab. 2: Výtokové doby vodou ředitelného laku EM 1520 (fa Becker Acroma) Tab. 3: Výtokové doby vodou ředitelného laku P98 308 (fa Peter-Lacke) Tab. 4: Výtokové doby vodou ředitelného laku P98 313 (fa Peter-Lacke) Tab. 5: Výtokové doby vodou ředitelného laku HE65 067 (fa Hesse Lignal) Tab. 6: Výtokové doby vodou ředitelného laku P68 319 (fa Peter-Lacke) Tab. 7.1 7.6: Výsledky zkoušky barevných odstínů vodou ředitelných laků podle tabulky 1 Tab. 8: Výsledky ověřování kombinace barevných základů a vrchního polyurethanového laku P98 319 (fa Peter-Lacke) podle tabulky 1 Tab. 9: Výsledky zkoušky transparentních vodou ředitelných laků Tab. 10.1 10.4: Stanovení kritické koncentrace pro příslušné laky a barviva Versanyl Tab. 11: Výsledky ověření kritických koncentrací v provozních podmínkách 38
Soupis obrázků: Obr. 1: Příklad sestavy ALEX Obr. 2: Příklad sestavy TINA Obr. 3: Příklad sestavy VENEZIA v provedení ořech Obr. 4: Příklad pracovny Obr. 5: Příklad ložnice BERNAU Obr. 6 Příklad ložnice HANAU Obr. 7: Defektní, drobné skvrnky na povrchu nátěrového filmu Obr. 8: Defektní, skvrny světlejšího odstínu v nátěrovém filmu Obr. 9: Schéma lakovny firmy BMB s.r.o. v Ždánicích 39
40