Kdy barva zaschne? Tato otázka se týká každého, kdo pracuje s barvami – od běžného člověka, který používá barvy pro domácnost pro domácí účely, až po specialistu, pro kterého je práce s nátěry barvami a laky povoláním a způsobem výdělku.
Důležitost rychlosti schnutí barvy je způsobena několika důvody, z nichž hlavním je, že rychlost schnutí určuje tempo výroby barvy. Pokud barva schne dlouho, lakýrník i lakovna budou dlouho nečinně čekat na zaschnutí nátěru, zatímco rychleschnoucí materiál zajistí vysokou rychlost výroby. Dalším důvodem je možnost provádět jakoukoli práci vedle lakované konstrukce. Pokud nátěrové hmotě dlouho schne, pak nezahálejí jen malíři, ale i pracovníci příbuzných profesí. Je třeba také pamatovat na to, že čím déle barva schne, tím déle se z ní bude odpařovat rozpouštědlo, které nepříjemně zapáchá a má škodlivý vliv na fyzický stav a zdraví personálu.
Doba schnutí tedy přímo souvisí s ekonomikou malířského průmyslu, což nás zase vede k závěru, že drahá, ale rychleschnoucí barva může být levná v tom smyslu, že její vliv na rentabilitu celé výroby vykompenzuje tzv. vysoká cena samotné barvy.
Stupně sušení praktického zájmu ve výrobě
V praxi jsou nejdůležitější tři stupně sušení povlaku:
- Suché na dotek. Tento stav fólie je charakterizován vysycháním její horní části, zatímco zbývající část fólie zůstává nevysušená. Je důležité, aby zaschlá horní část fólie byla nelepivá, to znamená, že se na ní neulpívaly cizí částice. V reálné výrobě je sušení na dotek řízeno, protože při dosažení tohoto stavu nátěru lze pracovat v blízkosti lakované struktury, přičemž na zaschlém povrchu nezůstane prach, nečistoty a jiné cizí částice. dotek. Ve fyzikálním smyslu je sušení dotykem stav, kdy je fáze odpařování rozpouštědla z filmu ukončena, zatímco ostatní fyzikálně-chemické procesy pokračují. V tomto stavu lze lakovaný povrch přesunout do teplotní komory pro urychlené sušení při zvýšených teplotách.
- Zasychá na tvrdý film. Jakmile je dosaženo tvrdého filmu, nátěr odolává mechanickému namáhání: lakované konstrukce lze přemisťovat, zajišťovat pomocí popruhů, skladovat, chodit atd. V praxi je tato podmínka důležitá, protože umožňuje zahájit další fázi práce: pokud se jedná o závod na výrobu kovových konstrukcí, můžete uvolnit místo pro lakování nových výrobků přesunem již natřené konstrukce na místo hotových výrobků, a pokud je to například lodní balastní nádrž, pak podél suchých malířů může začít obcházet první vrstvu pevného filmu, aby se začala připravovat na druhou vrstvu. V lakovnách obvykle vysychání na tvrdý film signalizuje možnost nanesení následného nátěru (u vícevrstvých systémů). Fyzikálně se u dvousložkových materiálů jedná o stav, kdy jsou fyzikální procesy ve filmu ukončeny, ale polymerace pokračuje.
- Připraven k použití. Tento stupeň sušení je důležitý pro nátěry používané v agresivním prostředí. Mezi takové povlaky patří například materiály ponořené do různých kapalin (ropa a ropné produkty, chemikálie, mořská voda atd.). Jedná se o dvousložkové nátěry, které mají v této fázi vytvrzování vysoký stupeň polymerace. Pokud se povlak, který nedosáhl požadované polymerace, dostane do kontaktu s těmito látkami, může to vést k jeho destrukci.
Díky znalosti dob sušení odpovídajících těmto třem stupňům sušení lze plánovat výrobní procesy.
Podívejme se, jak stávající normy popisují stupeň sušení.
GOST 19007-73
Nejběžnější v Rusku je GOST 19007-73 „Materiály pro barvy a laky. Metoda pro stanovení doby a stupně schnutí“, která určuje sedm stupňů v závislosti na zatížení aplikovaném na nátěr:
Sušení na stupeň 1 se kontroluje následovně. Po vymizení lepivosti se na malovaný talíř rozsypou skleněné kuličky. Po minutě se talíř nakloní a skleněné kuličky se smete měkkým kartáčem. Pokud jsou odstraněny všechny kuličky a nedojde k poškození povrchové vrstvy, pak bylo dosaženo stupně 1.
Pro kontrolu suchosti na stupně 2-7 použijte následující postup. Na natřený vzorek se položí list papíru, na který se umístí pryžová destička a závaží příslušné hmoty (viz tabulka výše). Po určité době se závaží a pryžová deska odstraní a natřený vzorek s kouskem papíru se hodí po okraji na dřevěný povrch, načež se výsledek testu vyhodnotí podle přilnavosti papíru k povlaku a přítomnosti značka z váhy.
Výrobci barev a laků často uvádějí v technické dokumentaci ke svým materiálům dobu schnutí do stupňů 1 a 3, přičemž stupeň 1 je obvykle považován za suchý na dotek a stupeň 3 je podmíněně suchý na tvrdý film.
Stupně sušení 4 a 7 se v praxi nevyskytují. Jedním z důvodů je, že ne všechny povlaky jsou schopny dosáhnout těchto stupňů.
ISO 9117
Kromě GOST 19007-73 existuje další způsob, jak určit dobu sušení – jedná se o řadu norem ISO 9117, která zahrnuje 6 částí:
Část 1 – Stanovení stavu úplného vyschnutí v celé tloušťce a doby jeho dosažení
Část 2 – Tlaková zkouška ke stanovení stohovatelnosti
Část 3 – Zkouška schnutí povrchu pomocí Ballotiniho koulí
Část 4 – Zkouška mechanického zapisovače
Část 5 – Modifikovaný Bandow-Wolffův test
Část 6 – Bez testu otisků prstů
Normy této řady se nepoužívají tak často, i když mají větší praktický význam než GOST 19007-73. Tyto normy uplatňují především zahraniční výrobci barev a laků.
ISO 9117-3: 2010 popisuje metodologii podobnou té, kterou navrhuje GOST 19007-73 pro stupeň sušení 1. Výsledky zkoušek pro obě metody jsou blízké.
Další podobnost mezi ISO 9117 a GOST 19007 spočívá v tom, že část 5 ISO 9117 je ve skutečnosti kopií naší GOST 19007.
ISO 9117-1:2009 uvažuje úplné vysušení fólie, tzn. stav, ve kterém je fólie schopna odolat mechanickému namáhání. Výsledky získané pomocí této metody nekorelují s výsledky získanými podle GOST 19007-73.
ISO 9117-4 poskytuje zajímavé možnosti: mechanický zapisovač umožňuje konzistentně určovat různé stupně sušení od dotyku až po zcela tvrdý film. Chcete-li pracovat pomocí této metody, budete potřebovat vybavení (samotný záznamník), ale účinnost metody ospravedlňuje jeho nákup.
Mechanický záznam doby sušení
Jak výrobci barev udávají doby schnutí?
Mnoho ruských výrobců nátěrů ve své technické dokumentaci uvádí pouze čas pro dosažení stupně 3 (GOST 19007-73) při teplotě 20 0 C nebo čas pro dosažení stupně 1 a 3 při stejné teplotě. Někteří výrobci poskytují samostatné (často rozptýlené) informace o schnutí: například uvádějí pouze čas do vymizení lepivosti nebo pouze čas před nanesením další vrstvy, přičemž v mnoha případech zůstává nejasné, jakými metodami se tyto parametry určují. Existují také výrobci, kteří poskytují podrobné rozšířené informace o sušících materiálech, ale takových výrobců je malý.
Je třeba pamatovat na to, že doba schnutí nátěru závisí nejen na teplotě povrchu a prostředí, ale také na relativní vlhkosti a také na tloušťce filmu. Závislost na tloušťce je relevantní zejména pro silnovrstvé nátěry: při výrazném rozdílu v tloušťce filmu může být významný i rozdíl v době schnutí. Obvykle jsou doby schnutí uvedeny pro průměrnou tloušťku filmu, nicméně ve všech případech se doporučuje ověřit si tuto informaci u výrobce materiálu.
Praktický význam GOST 19007 a ISO 9117
Obě normy popisují laboratorní techniky, které jsou v reálných výrobních podmínkách špatně reprodukovatelné. Zejména podle těchto metod musí být všechna měření prováděna při teplotě +20 °C nebo +0 °C a určité vlhkosti, přičemž v podnicích a zařízeních se mohou klimatické parametry od uvedených značně lišit.
Výrobci potřebují znát skutečnou dobu schnutí materiálů za různých podmínek (teplota, vlhkost, tloušťka filmu), a to není možné pomocí výše uvedených norem. Zbývá pouze provést experimentální barvení. Přes subjektivitu výsledků získaných během experimentálního barvení poskytují tyto údaje dobrý základ pro plánování výroby.
Proč tedy potřebujeme GOST 19007-73 a ISO 9117? Ukazuje se, že pouze za účelem použití těchto údajů k porovnání různých materiálů podle kritéria sušení a také ke kontrole údajů deklarovaných výrobcem při vstupní kontrole. Tyto informace lze stěží nazvat velmi praktickými, pokud se maluje například na ulici.
Jaké další stupně sušení jsou při výrobě důležité?
Na začátku tohoto článku jsme uvedli tři hlavní fáze schnutí nátěrů, které umožňují plánování výroby az tohoto důvodu jsou praktické: suché až nelepivé, suché na tvrdý film a připravené k použití.
Kromě těch, které jsou uvedeny, existuje několik dalších stavů sušení nátěrů, které by také mohly být zajímavé z praktického hlediska. Zařadili jsme je do samostatného seznamu a důvodem tohoto rozhodnutí je nedostatek jasných kritérií pro dosažení těchto titulů. Tak:
Před nanesením další vrstvy osušte. To je rozhodně důležitý parametr ve výrobě, který se ve 100% případů určuje prstem. Někteří malíři považují za možné nanést další vrstvu až po vymizení lepivosti, zatímco jiní se domnívají, že při lehkém stlačení prstem je fólie na dotek tvrdá. Téměř každý hraje na jistotu tím, že nechá trochu delší dobu schnutí, protože chyba zde může být drahá.
Vysušte až do transportu. Důležitý parametr při výrobě kovových konstrukcí, který ovlivňuje dobu cyklu práce se šarží výrobků. Závisí na hmotnosti konstrukce, kterou je třeba připevnit pomocí závěsů a přepravit, a lze ji proto určit pouze experimentálně.
Sušte do stohování. Velmi důležité pro mezioperační půdy, méně často – pro jiné povlaky. U dílenských základních nátěrů to obvykle uvádí výrobce, pro ostatní nátěry lze použít ISO 9117-2 nebo určit experimentálně.
Jak skloubit teorii a praxi (závěr)
Jak asi tušíte, myšlenka tohoto článku je založena na rozporu mezi teoretickými a praktickými informacemi: výroba potřebuje skutečná data o době sušení v různých podmínkách, zatímco regulační dokumentace poskytuje pouze omezené nástroje, v důsledku čehož pracovníci výroby získat všechny potřebné informace od výrobce barvy. Vzhledem k důležitosti řešeného problému by popsaný rozpor neměl být ignorován.
Existuje několik možností, jak tuto situaci vyřešit:
- Experimentální stanovení parametrů sušení. Celkově lze experimentálně určit jakoukoli charakteristiku sušení. Metoda se vyznačuje vysokou přesností získaných dat pro konkrétní výrobu, kde se provádějí pilotní práce, a to je důvodem její oblíbenosti. Dobře se hodí pro kovovýrobu a méně vhodné pro dlouhodobé venkovní nátěry, kde se teploty v průběhu roku výrazně mění.
- Tvorba tabulek časů schnutí u výrobců barev. Jak jsme uvedli výše, možnost poskytování informací v souladu s GOST 19007-73 nebo ISO 9117 je omezena na teploty +20 0 C/+23 0 C, nicméně výrobce nátěrových hmot může vzít tyto normy za základ pro vývoj metodika stanovení doby sušení při různých teplotách. Přesně tak postupují zahraniční společnosti, které v technické dokumentaci uvádějí rozšířené údaje o době schnutí. Kromě toho můžete pro úplnost poskytnutých údajů uvést také výsledky sušení v souladu s GOST 19007-73 – to pomůže ověřit vlastnosti deklarované výrobcem podle standardního postupu.
- Vývoj nového standardu pro stanovení doby sušení. V letošním roce slaví GOST 19007 své 50. výročí. Pravděpodobně je čas jej aktualizovat a provést vhodné doplňky.
Na konci článku uvádíme tabulku běžných stupňů sušení s odpovídajícími metodami stanovení.
Ocelové plechy podle GOST 16523-89, velikost 70´ 150 mm.
Talíře z černého cínu dle TU-14-1-3433-82, rozměr 70´ 150 mm.
Je povoleno používat desky vyrobené z jiných materiálů a velikostí, pokud je to stanoveno v regulační a technické dokumentaci pro zkoušený materiál barvy a laku.
Vyčistěte suché skleněné kuličky (Ballotini) s prosévací frakcí od 100 do 355 mikronů.
Listy čtvercového tiskového papíru o straně 24 – 25 mm, neobsahující dřevitá vlákna, hladkost od 20 do 80 s, plošná hmotnost od 60 do 70 g/m2 dle GOST 9095-89.
Pryžové desky o průměru 22 mm, tloušťce 4 – 6 mm a tvrdosti (Shore A) (35 ± 5) konvenční jednotky podle GOST 263-75.
Stopky nebo hodinky se vteřinovou ručičkou.
Plochý, měkký kartáč na vlasy o šířce 25 mm a délce vlasu 30 mm.
Hmotnosti dle tabulky. 1.
Je povoleno používat závaží s lepenými pryžovými deskami.
Pro stanovení stupně sušení od 4 do 7 je povoleno použít speciální zařízení k vytvoření zátěže (viz referenční příloha).
Zařízení pro měření tloušťky filmu s chybou měření maximálně 5 mikronů v rozsahu do 100 mikronů, maximálně 10 mikronů v rozsahu nad 100 mikronů.
Laboratorní rtuťový skleněný teploměr v souladu s GOST 28498-90 s mezemi měření od 0 do 100 °C a dílky stupnice po 1 °C.
Zařízení pro měření vlhkosti vzduchu.
(Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
2.1. Desky pro nanášení nátěrového a lakového materiálu jsou připraveny v souladu s GOST 8832-76, pokud nejsou v normě nebo regulační a technické dokumentaci pro testovaný nátěrový a lakový materiál uvedeny jiné pokyny.
(Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
2.2. Materiál desek, způsob nanášení a viskozita materiálu barvy a laku, režim sušení, jakož i tloušťka povlaku musí být specifikovány v normě nebo jiné regulační a technické dokumentaci pro materiál barvy a laku. testováno.
(Upravené vydání, změna č. 1).
(Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
3.1. Zkouška se skládá ze stanovení doby schnutí materiálu barvy a laku potřebné k tomu, aby dosáhl stupně zaschnutí uvedeného v tabulce. 2.
Doba a stupeň sušení se stanoví při (20 ± 2) °C a relativní vlhkosti vzduchu (65 ± 5) % na třech vzorcích ve vzdálenosti alespoň 20 mm od okraje vzorku po přirozeném nebo horkém vysušení vzorku. nanesená vrstva barvy a lakového materiálu.
(Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
3.2. Desky s vrstvou přirozeně schnoucího nátěrového a lakového materiálu se uchovávají ve vodorovné poloze v místnosti chráněné před prachem, průvanem a přímým slunečním zářením, při teplotě (20 ± 2) °C a relativní vlhkosti vzduchu (65 ± 5) %. čas specifikovaný v regulační a technické dokumentaci pro testovaný materiál a poté se provede test.
(Upravené vydání, změna č. 2).
3.3. Desky s vrstvou teplem schnoucího nátěrového a lakového materiálu jsou udržovány ve vodorovné poloze v režimu sušení specifikovaném v normě nebo jiné regulační a technické dokumentaci pro zkoušený nátěrový a lakový materiál a poté po vystavení nátěru Zkoušku proveďte po 3 hodinách při (20 ± 2) °C a relativní vlhkosti vzduchu (65 ± 5) %.
3.4. Při přirozeném a horkém sušení je povolena vertikální nebo 45° úhlová poloha desek s nanášeným nátěrovým materiálem, pokud je to stanoveno v normě nebo jiné regulační a technické dokumentaci pro zkoušený nátěrový a lakový materiál.
3.5. Pro stanovení stupně a doby sušení se test provádí postupně, jak je uvedeno v tabulce. 2.
Pokud je podle regulační a technické dokumentace požadováno stanovení určitého stupně sušení, pak se jiné stupně sušení neurčují. Každý test se provádí na novém místě filmu.
Stupeň sušení, který má být stanoven při kontrole kvality, je uveden v regulační a technické dokumentaci testovaného materiálu barvy a laku.
(Upravené vydání, změna č. 1).
3.6. Stanovení doby sušení do stupně 1
Nalévání skleněných korálků
Skleněné kuličky jsou zcela odstraněny měkkou vlasovou nití, aniž by došlo k poškození povrchu fólie
Papír se nelepí na povlak
Papír se k potahu nepřilepí, na povrchu potahu se vytvoří stopa po zatížení
Papír se nelepí na potah a nezanechává stopy po zatížení
Papír se nelepí na povlak. Na povrchu povlaku zůstává stopa po zatížení
Papír se nelepí na potah a nezanechává stopy po zatížení
3.6.1. Zkouška začíná poté, co zmizí lepivost nátěrového filmu, což se zjistí lehkým dotykem prstů na povrch fólie. Poté se z výšky 30 až 50 mm nasype na vodorovný povrch nátěrového filmu asi 0,5 g skleněných kuliček. Jako pomůcku pro nalévání kuliček lze použít rozmetací zařízení. Kuličky se nasypou na plochu o průměru 18–22 mm tak, aby ležely v jedné vrstvě. Je povoleno nasypat na plochu kuličky ve formě proužku. Zbývající povrch nátěrového filmu se doporučuje chránit před skákajícími koulemi, aby jej bylo možné použít pro další testy nebo pro srovnání se zkušební plochou.
Po (60 ± 2) s se deska nakloní pod úhlem přibližně 20° vzhledem k vodorovné rovině, skleněné kuličky se snadno smetou měkkým kartáčem. Úroveň sušení 1 je dosažena, když jsou odstraněny všechny kuličky, aniž by došlo k poškození povrchové vrstvy. Zaznamená se doba odpovídající dosažení 1. stupně sušení.
(Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
3.7. Stanovení doby sušení do stupně 2
3.7.1. Při testování položte čistýma rukama nebo pinzetou na natřený talíř kus papíru a uchopte jej za jeden z volných rohů. Na kus papíru se položí pryžová deska, do jejíž středu se umístí závaží o hmotnosti 20 g; po (60 ± 2) s se závaží a pryžová deska odstraní a natřená deska s kouskem papíru se volně odhodí po okraji z výšky 28 – 32 mm na dřevěný povrch. Pokud se papír nepřilepí na fólii, bylo dosaženo stupně sušení 2. Je dovoleno odstraňovat papír jakýmkoli způsobem, který nevede k viditelnému poškození fólie, a přitom přidržovat papír na povrchu (například v důsledku statické elektřiny), pokud je to uvedeno v regulační a technické dokumentaci pro barvy a laky.
3.7, 3.7.1. (Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
3.8. Stanovení doby sušení na stupně 3 až 7
3.8.1. Zkouška se provádí tak, jak je uvedeno v článku 3.7, při použití zatížení a zaznamenávání stavu povrchu podle tabulky. 2. Stupeň sušení od 3 do 7 se hodnotí 30 s po odstranění zátěže.
Pokud se papír nelepí na fólii a povrch pod ní odpovídá charakteristikám uvedeným v tabulce. 2, poté zaznamenejte čas potřebný k dosažení stupně sušení od 3 do 7.
Pokud je dosaženo stupně sušení 6 před stupněm sušení 5, je rozhodující vyšší stupeň sušení.
3.9. Po určení doby nebo stupně schnutí přímo v blízkosti zkušebního místa se na všech třech lakovaných deskách určí tloušťka filmu.
Pokud normativní a technická dokumentace neuvádí přípustný rozdíl v tloušťkách, pak je maximální odchylka tloušťky fólie od aritmetického průměru ± 15 %. V případě neshody při stanovení tloušťky filmu by maximální odchylka tloušťky filmu od aritmetického průměru neměla překročit ± 10 %.
3.8, 3.8.1, 3.9. (Vloženo dodatečně, změna č. 1).
4.1. Výsledek zkoušky se bere jako čas v minutách, hodinách nebo dnech potřebný k dosažení určitého stupně zaschnutí materiálu barvy a laku naneseného na desku při tloušťce a podmínkách sušení stanovených normou nebo jinou regulační a technickou dokumentací pro testovaný materiál barvy a laku. V tomto případě se požadovaný stupeň sušení považuje za dosažený, pokud alespoň dvě ze tří paralelních stanovení odpovídají charakteristikám tohoto stupně sušení.
4.2. Doba schnutí se vypočítá jako aritmetický průměr tří paralelních stanovení, přičemž přípustné rozdíly mezi nimi nepřesahují ± 15 %.
(Uvedeno dodatečně, Rev. č. 1).
4.3. (Smazáno, rev. č. 2).
1 – základna; 2 – vydržet; 3 – stavěcí šroub; 4 – rameno páky; 5 – pouzdro s vinutou pružinou; 6 – kontrolní značka; 7 – zkušební deska
Tlak na zkoušenou lakovanou desku je vytvářen pružinou nasměrovanou ve válci s chybou nejvýše 5 %. Je nutné pravidelně kontrolovat kalibraci pružiny. Je povoleno používat zařízení jiné konstrukce, která zajistí uvedenou přesnost.
(Změněné vydání, dodatek č. 1, 2).
Dodatek 2 (Vypuštěno, změna č. 1).
INFORMAČNÍ ÚDAJE
1. VYVINUTO A PŘEDSTAVENO Ministerstvem chemického průmyslu SSSR
V. A. Berezin, Ph.D. ekon. vědy; M. I. Karyakina, doc. chem. Vědy (vedoucí témat); R. E. Shmain
2. SCHVÁLENO A NABÍZENO usnesením Státního výboru pro normy Rady ministrů SSSR ze dne 20. července 1973 č. 1789
