LES wood 51 (1999) 4 Znanje za prakso 99 ZNANJE za prakso Brizganje lakov v obrti 1. Uvod Brizganje lakav je zahtevno in ob~utljivo opravilo. Za uspešno delo moramo imeti znanje, izkušnje, ro~no spretnost in dar opazovanja. Razpršena premazna sredstva neugodno vplivajo na zdravje delavca in na okolje. Naprave za razprševanje in pre-mazna sredstva se stalno izboljšujejo. To pa od nas zahteva ve~ znanja in pro`nosti, ko opuš~amo stare, znane materiale in `e preizkušene na~ine brizganja lakov zamenjamo z novimi. V vsakem primeru moramo tisti del laka, ki ga razpršimo mimo obdelovanca, izlo~iti iz zraka. To storimo s suhimi filtri ali izpiralnimi vodnimi zavesami. Zbrane odpadke nato odstranimo v skladu s predpisi o okolju škodljivih snoveh. 2. Vrste sistemov za brizganje lakov Materiale za oplemenitenje lesa pogasto nanašamo na obdelovance s pištolami za brizganje. Pri tem postopku teko~e materiale za oplemenitenje lesa fino razpršimo in brizgamo na obdelovanec. Brizgamo lahko s stisnjenim zrakom ali pa brez njega. Posebnost je elektrostati~no brizganje lakov. Za brizganje in razprševanje uporabljamo brizgalne pištole. Glede na tlak, ki ga potrebujemo za razprševanje, razlikujemo: nizkotla~no brizganje, visokotla~no brizganje in pa brezzra~no brizganje. Pri nizkotla~nem in pri visokotla~nem brizganju potrebujemo za razprševanje stisnjen zrak. Pri brezzra~nem brizganju (Airless postopku) stisnjen zrak ni potreben. Navedene tehnike nanašanja materialov za površinsko obdelavo lesa so posebej primerne za delo v obrti. V industrijski proizvodnji so bolj ustrezne tehnike: vro~e brizganje lakov, elektrostati~no brizganje in avtomatsko brizganje s CNC napravami. Preglednica 1 prikazuje delavni tlak, po katerem se navedeni postopki brizganja razlikujejo med seboj. Preglednica 1. Obmo~je tlaka pri razli~nih postopkih brizganja, vir: Böhme, 1984, str. 75 Postopek Delovni tlak v barih Nizlotla~no brizganje (zra~no) 0,20...0,50 Visokotla~no brizganje (zra~no) 1,50...4,00 Brezzra~no brizganje, Airless postopek 35,00...200,00 2.1. Nizkotla~no brizganje (zra~no razprševanje) Prednost nizkotla~nega brizganja je v tem, da z nizkim zra~nim tlakom nanesemo visok dele` laka na površino. Slabo pa je, da potrebujemo veliko koli~ino zraka in da nanašamo relativno po~asi. Kvalitetno površino dobimo le, ~e uskladimo višino tlaka stisnjenega zraka (delovnega tlaka), viskoznost laka, velikost šobe na pištoli in razdaljo brizganja (razdaljo med šobo in obdelovancem). Temeljne orientacijske vrednosti, ki jih moramo upoštevati pri nizkotla~nem brizganju lakov, prikazuje preglednica 2. Preglednica 2. Pomembni parametri nizkotla~nega brizganja, vir: Böhme, 1984, str. 76 ** V sodobnih postopkih nizkotla~nega brizganja lakov (s Finecoat-pištolo), znaša razdalja brizganja samo 140 mm do 180 mm. Parameter v postopku Enota Orientacijske vrednosti Delovni tlak bar 0,2...0,5 Premer šobe mm 1,8...2,5 Razdalja brizganja mm 200...300" Temperatura materiala (laka) DC 20 Viskoznost materiala izto~ne sekunde 15...25 Širina sploš~enega curka mm 70...80 Nizkotla~no brizganje je sodobna alternativa visokotla~-nemu brizganju, pri katerem smo izgubili do 70 % laka v obliki razpršenih meglic. Zaradi slabe gospodarnosti in zaradi neugodnega vpliva na okalje visokotla~no brizganje vedno bolj opuš~amo. Nadomeš~amo ga s H.V.L.P. tehniko (High Volume Low Pressure). Lak se fino razprši zaradi velike prostornine zraka. Zaradi nizkega tlaka zraka imajo delci majhno hitrost. Izgube v obliki odve~nega razprševanja (Overspray), so minimalne. Brizgalni curek je obdan z zra~nim sto`cem, kar dodatno zmanjšuje izgube zaradi razprševanja. Pri nas imenujemo postopek H.V.L.P. nizkotla~no brizganje. V nekaterih dr`avah je ta postopek brizganja zakonsko predpisan, ker najbolj ustreza okoljevarstvenim zahtevam. Delovni tlak sme znašati maksimalno 0,7 bara. S sodobnimi napravami za brizganje in tudi z manjšo razdaljo brizganja dose`emo pri nizkotla~nem brizganju kakovostne površine. Tako revija dds, das Magazin für Möbel und Ausbau št.2, 1997 priporo~a tehniko nizkotla~nega brizganja lakov. LES wood 51 (1999) 4 Znanje za prakso 700 2.1.1 Razprševanje pri nizkotla~nem brizganju Potrebujemo kompresor s sesalno zmogljivostjo 700 l/min in napravo za zni`anje zra~nega tlaka, imenovano kontroler. Zaradi varnostnih predpisov pri uporabi eksplozijsko varnih naprav instaliramo v lakirnicah naprave s kontrolejem. Zrak za razprševanje lahko proizvaja turbina, ki jo uporabimo, kadar brizgamo lake zunaj lakirnice. Kontroler ima nalogo, da zra~ni tlak, ki ga proizvede kompresor in znaša najve~ 10 barov, zreducira na tlak v obmo~ju 0,5 bara. V kontroler prihaja relativno majhen volumen zraka, ki se tam razteza (ekspandira) in z ni`jim tlakom vodi v pištolo. V tem postopku potrebujemo pištolo za nizkotla~no brizganje, s posodo za sesanje laka (slika 1). Kadar brizgamo ve~je koli~ine laka, priklju~imo pištolo brez posode na kotel s prostornino 10 litrov (slika 2). Slika 1. Pištola za nizkotla~no brizganje s posodo za sesanje laka 2.1.2. Kakovost površine Pri klasi~nem nizkotla~nem brizganju smo opozarjali, da je razprševanje laka groba, da se lak relativno slabo razliva in da je lakirana površina hrapava. S sodobnim postopkom nizkotla~nega brizganja dose`emo primerljivo kakovost lakirane površine kot s postopkom visokotla~nega brizganja. Vendar pri visokotla~nem brizganju izgubimo manj laka med nanašanjem, ker nastaja manj meglic. Edina slaba stran pri nizkotla~nem brizganju je, da je hitrost dela manjša kakor pri visokotla~nem brizganju. Zato pa je stopnja u~inkovitosti nanašanja visoka. Stopnja u~inkovitosti nanosa je razmerje med skupno koli~ino nanešenega laka in skupno koli~ino razpršenega laka, izra`eno v odstotkih. S H.V.L.P. alternativno tehniko nizkot-la~nega brizganja izboljšama stopnja u~inkovitosti nanosa na pribli`no 65 % do 80 %. To pomeni, da se, odvisno od vrste obdelovanca, izgubi okrog 20 % laka kot “overspraj. Grafikon nam prikazuje stopnjo u~inkovitosti nanosa pri razli~nih tehnikah brizganja (grafikon 1). Grafikon 1. Stopnja u~inkovitosti nanosov pri posameznem postopku brizganja. Od skupne koli~ine brizganega laka, ostane na obdelovancu dolo~en dele` (v odstotkih). (dds, Stuttgart, št.2, 1997) 2.1.3. Mo`nosti uporabe nizkotla~nega brizganja lakov ali “H.V.L.P.” tehnike S tehniko nizkotla~nega brizganja lahko nanašamo lake na opremo potem, ko jo vgradimo v objekt. Tako stopnice, ki smo jih vgradili, lakiramo z dvokomponentnim lakom. Pomembno je, da med brizganjem nastaja ~im manj meglic. Pri nizkotla~nem brizganju lahko curek laka usmerimo natan~no na najmanjše mesto. Ta tehnika dela je primerna tudi za popravljanje poškodovane lakirane površine, zlasti na objektih (zunaj lakirnice). V tem primeru je bolje, ~e lak brizgamo, kakor ~e premazujemo s ~opi~em. Poteze ~opi~a ostanejo vidne, ko se lak posuši, posebna pri površinah, lakiranih z vodnim lakom. Pri lakiranju obdelovancev, ki jih vgradimo v objekt, praviloma ne uporabljamo H.V.L.P. kontrolerja (pretvornik zra~nega tlaka), ki je vezan na kompresor s 700 l sesalne zmogljivosti. Za razprševanje zraka uporabimo turbino. Brizgalno pištola kontrolerja pa lahko uporabimo. Dopolnimo torej samo turbino, gumeno cev in ustrezni priklju~ek. Slika 2, 3. Naprava za nitkotla~no brizganje ve~je koli~ine laka s kotlom (10 l), vir: dds, S sistemom nizkotla~nega brizganja lahko segrevamo in Stuttgart, št. 2, 1997 nanašama materiale za površinsko obdelavo lesa. Takšen LES wood 51 (1999) 4 Znanje za prakso 101 sistem je npr. AirTherm, katerega prednost je v tem, da segreje zrak za razprševanje laka. Zato je potreben ni`ji tlak za razprševanje kakor pri pri hladnem brizganju, razvije se manj meglic laka. Prihranimo lahko do 30 % materiala. Posebno dobre rezultate dosegamo s sistemom “AirTherm” pri nanašanju temetjnih lakov, lazur in voskov. 3. Visokotla~no brizganje (zra~no razprševanje) Potrbujemo ~ist stisnjen zrak, brez vadnih kapljic, ki ga dovajama da pištole po cevi. Delovni ttak zaša, odvisno od vrste laka, med 1,5 in 7 bari. To je tlak stisnjenega zraka za razprševanje. Bolj viskozen in hladen lak brizgama z višjim tlakom kakor pa manj viskozen in segret lak. Poraba stisnjenega zraka je v glavnem odvisna od premera šobe in tlaka zraka. Npr pri premeru šobe 1,5 mm in tlaku zraka 2 bara porabimo 20 m3 zraka v 1 uri. Parametri v preglednici 3, orientacijsko dolo~ajo postopke visokotla~nega brizganja lakov. Preglednica 3. Pomembni parametri pri visokotla~nem brizganju lakov, vir: Böhme, 1984, stran 76 Vrsta parametra Postopek enokomponentnega brizganja hladno brizganje vro~e brizganje Dvokomponentno brizganje delovni tlak (v barih) 1.5 ...3.5 1.7...5.5 1.5...3.5 premer šobe (v mm) 1 .2...1 .8 1 .2...1.5 1 .2..! .8 razdalja brizganja (v mm) 250 150...200 250 temperatura laka (°C) 20 60...80 20 viskoznost laka (v sek.) izto~ni ~as 14...22 150..! 80 14...22 širina sploš~enega curka laka v mm 80...100 80..! 00 80..! 00 3.1. Enokomponentno in dvokomponentno brizganje lakov Poznamo enakomponentni in dvokomponetni postopek brizganja. Laki, ki se strjujejo s kemijsko reakcijo (reakcijski laki), imajo omejen ~as trajanja in jih te`e prilagodimo dolo~enim pogojem. Pri dvokomponentnih lakih sta komponenti pod tlakom v lo~enih posodah. V specialni pištoli za brizganje lakov doziramo komponenti to~no po navodilih proizvajalca laka, da vzpostavimo ustrezno mešalno razmerje. Obe komponenti se pomešata šele ob izhodu iz razli~nih komor, v curku laka. Tako lahko prihranimo veliko laka, pri poliuretanskih, kislinskih in poliestrskih lakih zni`amo odpadek in znatno skrajšamo ~ase ~iš~enja naprav. 3.2. Toplo in vro~e brizganje lakov Glede na temperaturo laka, ki ga brizgamo, razlikujemo toplo in vro~e brizganje lakov. Pri toplem in vro~em brizganju lakov izhaja manj topil. Ustrezno ni`jo viskoznost lakov dose`emo najve~krat z dodajanjem razred~il, s ~imer zni`amo dele` suhe snovi v laku. Topila, ki izhlapijo, pa moramo nato odstraniti z odsesovanjem. S segrevanjem lakov v posebni napravi, pri 30 °C do 35 °C, zni`amo viskoznost laka. Pri tem pa nismo dodali topil v lak. Segret lak se lepše razliva, pri brizganju laka se ne pojavljajo brazgotine in ne ste~ine. Za poliuretanske in kislinske lake ni primerno segrevanje nad 30 °C, ker reakcijo preve~ pospešimo. Kadar lak pred brizganjem segrejemo na 60 °C do 80 °C, govorimo o vro~em brizganju lakov. Tako segrevamo le specialne, zlasti enokomponentne lake, ki vsebujejo okrog 40 % suhe snovi. Pomembno je, da enakomerno segrevamo vso homogeno koli~ino laka (ne smemo segrevati laka, kjer so se trdni delci usedli na dno). 3.2.1. Prednosti vro~ega brizganja lakov * Z vro~im brizganjem lakov nastanejo filmi suhega laka, ki imajo višjo gostoto, so debelejši, se manj kr~ijo, bolje pokrivajo obdelovalno površino. Med obdelavo se enakomerneje razlivajo in nastaja manj razpršenega laka v obliki meglic. * Med brizganjem se zra~na vlaga ne kondenzira. * Koli~ina topil, ki izhlapeva na razdalji med šobo in obdelovancem, se zmanjša pribli`no za 1/4. * Neravnosti se lepše izena~ijo. 3.2.2. Slabe strani toplega in vro~ega brizganja lakov * Lake za toplo in vro~e brizganje segrejemo prek njihovega plameniš~a. Zato morajo naprave za brizganje ustrezati najstro`jim po`arnovarnostnim predpisom. * Prostor, kjer brizgamo, velja za eksplozijsko nevarno ob-mo~je. Vse naprave morajo biti zavarovane pred eksplozijo. Toplo ali pa vro~e brizganje se izpla~a le, ~e tako prihranimo en delovni postopek. 3.3 Visokotla~no brizganje ima ve~ prednosti * Razprševanje laka lahko reguliramo. * Brizgamo lahko zelo viskozne lake in lake z nizko viskoznostjo. * Z ustrezno šobo z majhnim premerom in z visokim zra~nim tlakom lahko sen~imo (premer šobe 0,8 mm ali pa patiniramo z lu`ili. S tehniko patiniranja dose`emo izena~enje barvnega tona na površini lesa tako, da na les nanašamo lu`ilo ali lak. * Slaba stran visokotla~nega brizganja lakov je velika koli~ina meglic, ki nastajajo pri razprševanju laka. Izgube premaznega sredstva znašajo od 50 % do 70 %. Zato moramo vedno skrbeti za brezhibno odsesovanje. 4. Brezzra~no brizganje lakov (Airless) Brezzra~no brizgamo lake brez stisnjenega zraka. Lak se razprši zaradi tlaka, ki znaša od 125 barov do 250 barov, in stiska lak skozi šobo, premera od 0,3 mm do 0,5 mm, tako da nastane meglica laka. Stisnjenega zraka v curku LES wood 51 (1999) 4 Znanje za prakso 102 laka ni ve~. Bistveni sestavni dele naprave za brezzra~no brizganje laka so: visokotla~na ~rpalka, visokotla~na cev za lak in pištola. Postopek je najbolj primeren za brizganje bolj viskoznih lakov (preglednica 4). Z visokotla~no ~rpalko posesamo lak iz posode z lakom ter lak stisnemo - zgostimo. ^rpalko poganja ali elektrika ali stisnjen zrak. Zgoš~eni lak prihaja po ve~ metrov dolgi cevi do pištole za brizganje. ^e lak pred pred zgoš~evanjem segrejemo na pribli`no 90 °C, lahko znatno zni`amo izgube materiala in zni`amo potrebni tlak za lak. Za brizganje dvokomponentnih lakov so prirejeni sistemi z dozirnimi ~rpalkami, ki omogo~ajo kakovostno in gospodarno delo. Z brezzra~nim brizganjem (Airless postopkom) lahko velike površine obdelamo bistveno hitreje, kakor s pištolami na stisnjen zrak. Preglednica 4. Pomembni parametri v postopkih brezzra~nega (Airless) brizganja lakov Vir: (Böhme, 1984, str. 78) Parameter Hladno brizganje Toplo brizganje Vro~e brizganje delovni tlak (bar) do 200 35...65 30...50 premer šobe (mm) 0,23...0,63 0,23...0,63 0,23...0,63 razdalja brizganja (mm) 300 300 300 temperatura laka (°C) 20 50 60...80 viskoznost laka (izto~na sek.) 60...100 60...80 60...80 širina sploš~enega curka laka (mm) 20...500 20...500 20...500 4.1 Prednosti brezzra~nega Airless postopka * Zaradi visokega tlaka, ki mu je izpostavljen lak, letijo delci laka iz šobe direktno na površino obdelovanca, zrak pa se od te površine ne odbija. V curku laka ni zraka in ne nastajajo zra~ni vrtinci. * Votle obdetovance in notranjost pohištva lakiramo brez te`av. * Uporabljamo lake z ve~jim dele`em suhe snovi in ustrezne viskoznosti, zato je koli~ina topil v lakih ni`ja. Na poti med šobo in obdelovancem izhlapi manj topil, kakor pri visokotla~nem zra~nem brizganju, vendar zaradi visokega tlaka še vedno relativno precej. * Brizgalni curek laka lahko bolj natan~no nastavimo in natan~no usmerimo, s ~imer prihranimo lak. * Pri brizganju vro~ih lakov lahko tlak zni`amo na 40 barov. Tako so izgube pri brizganju še ni`je. 4.2. Slabe strani brezzra~nega brizganja (Airless postopka) Slabo je, da z brezzra~nim (Airless) brizganjem ne moremo sen~iti površin ali izena~evati barvnega tona s patiniranjem. Ne moremo popraviti manjših napak. Poškodbe pri delu so zaradi mo~nega curka laka zelo hude. Za sodobne Črpalke za brezzračni nanos barv in lakov okoljevarstvene zahteve nastaja še vedno preve~ meglic razpršenega laka. 5. Mešani postopek brizganja (Aircoat ali Airmix postopek) Pri mešanem postopku kombiniramo tehniko visokotla~-nega brizganja (zrak) s postopkom brezzra~nega brizganja (z Airless postopkom). Aircoat postopek kon~no zdru`uje prednosti obeh navedenih postopkov. Pri tej tehniki je lak izpostavljen ni`jemu tlaku (okoli 40 barov do 80 barov), kakovost površine pa ni slabša. Zaradi manjše porabe zraka ne nastajajo dodatne meglice laka. Onesna`evanje okolja je zato manjše. Prihranimo lak in stroški odsesovan-ja so ni`ji. Brizgamo lahko bolj natan~no, pri ~emer so robovi obrizgane površine manj ostri, barvni prehod je bolj blag kakor pri brezzra~nem (Airless) postopku. 6. Sklep Sistemi za brizganje lakov vedno manj ogro`ajo zdravje delavcev in so bolj prizanesljivi do okolja. S sodobno tehniko in materiali se poraba lakov in energije zni`uje, stopnja u~inkovitosti nanašanja takov pa naraš~a. Odve~nega raz-prševanja lakov mimo lesnih površin je vse manj. 7. Viri 1. Altenhof / Rebholz, Spritztechnik, dds das magazin für möbel und ausbau, Stuttgart, št. 2, 1997 2. Böhme P, Oberflächenbehandlung von Formteilen aus Holz, VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1984 3. Dittrich / Wehmeyer, Oberflächenbehandlung in der Holzverarbeitung, DRW Verlag Weinbrenner, Stuttgart, 1990, druga izdaja 4. Erklenz / Wittchen / Zeiss, Holzfachkunde für Tischler, Holzmechaniker und Fensterbauer, B.G. Teubner Stuttgart, Leipzig, 1998, tretja izdaja 5. Fusseder / Wenniger / Beck, Holzoberflächenbehandlung, Verlag Wolfgang Zimmer, Augsburg, 1986, šesta izdaja 6. Kotnik D, Površinska obdelava v izdelavi pohištva, Zveza društev in`enirjev in tehnikov gozdarstva in lesarstva Slovenije, Ljubljana, 1990 7. Tomc M., Tehnologija obdelave 2, SLŠ Škofja Loka, 1987 8. Alternative Lackiertechnik, dds, das magazin für möbel und ausbau, Stuttgart, št. 2, 1997 Jo`ica POLANC, dipl. in`. 4235