Předúprava povrchu před lakováním
Předúprava povrchu je důležitou součástí celého nátěrového systému. Je na místě tvrdit, že předúprava povrchu má významný vliv na přilnavost barvy k povrchu součásti. Tím se podílí na celkovém vzhledu, odolnosti a životnosti laku. Z kovových materiálů se odstraňují nečistoty (např. odmaštění), upravuje přilnavost (např. tryskání) nebo prodlužuje antikorozní ochrana (např. fosfátování).
Čištění povrchu
Z předcházejících procesů výroby, skladování, nebo svařování apod. mohou na dílci přetrvávat okuje, rez, struska apod., které je nezbytné před lakováním z povrchu odstranit. Nejčastěji používané způsoby čištění povrchu:
Tryskání - pískování
Otryskáváním je povrch vystaven tryskacímu materiálu, který je unášen silným proudem vzduchu. Povrch je pak zbaven koroze, nečistot, ale také dochází k jeho zdrsnění, což výrazně zlepšuje přilnavost pro barvy a tím snižuje náchylnost ke korozi. Přílišné zdrsnění je ovšem taky nežádoucí, pak jsou vrcholky struktury tryskaného podkladu zakryty jen malou vrstvou barvy z důvodu vytvoření Faraday klece ve výčnělcích nerovností. Materiálem pro tryskání se používá křemičitý písek, ocelové broky, korund, ale mohou to být taky drtě z ovocných pecek, plasty, sklo, struska, apod. Jejich použití je různé a také mají své omezení např. nedoporučuje se ocelový tryskací materiál k tryskání hliníku (mohl by nastartovat korozi hliníku) Pro tryskání hliníku je nejvhodnější korund a dá se použít i písek. Velikost částic tryskacího materiálu je 0,4-0,8 mm a používáním se zmenšuje. Proto jsou drobné částice oddělovány spolu s otryskaným odpadem v cyklonech.
Pro srovnání, předúpravou kartáčováním lze dosáhnout životnosti nátěru 2,9 roku, stejný nátěr, ale předúprava chemickým mořením pak umožní životnost 10 let, tryskání 11 let a více.
Moření
Moření je chemické odstraňování korozních produktů a okují z ocelí, hliníku, zinku a jiných kovů pomocí kyselin či hydroxidů. Kromě nečistot se mořením rozpouští i samotný kov, ale také dochází k nežádoucímu vnikání vodíku a rozpustných solí do povrchu dílce. Soli se odstraňují oplachem a pasivací, ale atomární vodík vniká mj. do krystalické mřížky mořeného materiálu, koncentruje se a může se následně uvolňovat při vypalování barev. Tlak nahromaděného vodíku může činit i několik set atmosfér.
Moření trvá podle použité kyseliny (na ocel, měď, zinek) či hydroxidu (pro zinek, hliník) několik sekund až minut. Většinou dochází mořením k naleptání povrchu, na kterém mají lakované systémy lepší přilnavost. Problém zůstává s unikáním vodíku (při zahřátí součásti) a riziko vzniku rychlé koroze na mořených materiálech. Proto po moření následuje ve většině případech pasivace.
Odmašťování povrchu
Odmašťování má za úkol odstranit mastnoty, prach, soli a jiné chemické látky z povrchu dílce. Společně s čištěním jsou vytvořeny předpoklady pro kvalitní přilnavost barvy na povrchu dílce. Odmašťování je prováděno mnoha způsoby, které se i vzájemně kombinují. Uvádíme zde nejpoužívanější způsoby odmašťování:
Alkalické odmaštění
Alkalické odmašťování používá nejčastěji hydroxid sodný, nebo uhličitan sodný ve spojení se smáčedly (tenzidy) při koncentracích do 10% účinných látek a teplotě 40-70°C po dobu 1-20 minut (závisí na stupni znečištění podkladu). Mastnota v roztocích emulguje - zmýdelňuje, a má snahu se opět usazovat na hladině zásobních nádrží, ze kterých je potřeba ji odstraňovat. Účinnost odmašťování snižuje tvrdá voda, která se nejčastěji upravuje fosfáty. Při odmaštění ponorem je důležité zajistit účinné proudění kapaliny a při postřiku, aby se netvořila pěna. Po alkalickém odmašťování následuje oplach demi-vodou (demineralizovaná voda).
Odmaštění organickými rozpouštědly
(hořlavé i nehořlavé) principem je rozpouštění mastnot čímž vznikají jejich roztok, které jsou regenerovány destilací. Tím je možné opětovně použít rozpouštědlo. Dnes jsou používané různé typy rozpouštědel, od technického benzínu, který ve spojení s hadrem je ne příliš účinný (mastnota se rozmazává po výrobku) a velmi neekologický, přes halogenované uhlovodíky užívané v mycích stolech, až po uzavřené systémy parních odmašťovacích zařízení, kde páry odmašťovadla kondenzují na výrobku, strhávají mastnotu, padají zpět do lázně a znovu se dokola destilují.
Elektrolytické odmašťování
Principem je zapojení dílce jako katody, na kterém se v roztoku elektrolytu uvolňuje vodík, který přispívá k uvolňování mastnot a nečistot.
Předúprava povrchu pro zvýšení antikorozní ochrany
Někdy je samotná aplikace barev na očištěné a odmaštěné podklady nedostatečná z hlediska antikorozní ochrany a každé zvýšení této ochrany má značné ekonomické přínosy.
Fosfátování
Fosfátování se používá pro ocelové, zinkové, ale i hliníkové povrchy. Při fosfátování se využívá schopnosti některých kovů (Fe, Zn, Mn) vytvářet primární, sekundární nebo terciární fosforečnany těchto kovů ve dvojmocné formě. Trojmocný existuje pouze fosforečnan železitý, který je ze všech nejméně rozpustný. Fosfatizace probíhá působením kyseliny fosforečné na kov, kdy vznikají nerozpustné fosforečnany chemicky vázané do krystalické mřížky kovu. Chemické složení fosfatizačních lázní se liší podle kovu, který se má takto upravovat. Pro úspěšné fosfátování je nutné dodržovat předepsanou teplotu v rozmezí +/- (5 -8) °C a koncentraci roztoku. Proces fosfátování oceli, ať železitého nebo zinečnatého by sám osobě probíhal při teplotě 90°C asi 20-30 minut, proto se urychluje různými oxidačními činidly (dusičnany, chlorečnany) v jejichž důsledku se při teplotě 30-70°C může zkrátit potřebná doba při ponoru na 5-10 minut, při postřiku na 1-3 minuty. Množství vyloučeného fosfátu se pohybuje v rozmezí 0,5-8,0 gramů fosfátu na m², tedy cca 0,25-4,0 (mikro)m. Vyšší vrstvy můžou být křehké a způsobit tak horší přilnavost barvy u mechanicky namáhaných výrobků.
Chromátování
Chromátování je účinné pro úpravu téměř všech kovů, nejčastěji zinku a hliníku. Reakcí roztoku šestimocného chrómu s kovem se chrom redukuje, povrch kovu oxiduje, a vzniklá nerozpustná sloučenina chrómu a daného kovu. Pro toxicitu šestimocného chrómu se dnes nahrazuje jinými způsoby, např. u předúpravy hliníku tzv. titanování.
Titanování
předúprava v roztoku kyseliny tetrafluortitaničité.
Odstraňování předchozí lakované vrstvy
Někdy je samotná aplikace barev na očištěné a odmaštěné podklady nedostatečná z hlediska antikorozní ochrany a každé zvýšení této ochrany má značné ekonomické přínosy.
Opalování
Nalakovaný díl je ohříván na teplotu, kdy nátěr měkne, a lze ho lehce mechanicky odstranit. Odstranění barvy není nikdy úplně dokonalé, je potřeba dalších mechanických dočištění, broušením kartáčováním a podobně. Nelze opalovat výrobky, u kterých hrozí deformace, či např. rozletování spojů. Vyšší teplotou a delším působením dojde k pyrolýze (tepelnému rozkladu) tedy spálení vrstvy organického laku, která se provádí ve speciálních pecích. Oba způsoby jsou často užívány při odlakovávání závěsů na lakování výrobků.
Mechanické odstranění l.v.
je stejné s mechanickým čištěním podkladu. Lze provádět broušení, kartáčování, frézování, tryskání (které je zároveň úpravou pro další lakování). Nevýhoda tryskání je v tom, že se nedají tryskat měkké a tenké podklady (např. tenké plechy).
Pomocí hydroxidů
velmi účinný způsob odlakování ocele ( hliník se v hydroxidu sodném snadno rozpouští, a proto není tento způsob pro hliník použitelný) S vyšší teplotou roste rychlost a účinnost tohoto odlakování, používají se teploty až 50-90°C a koncentrace hydroxidu sodného kolem 10-30%. Po odlakovaní pomocí hydroxidů je nutné důkladné opláchnutí dílce.
Pomocí organických rozpouštědel
Barvy zasychající jen odpařením rozpouštědla (nitrocelulózové, lihové, chlorkaučukové, apod.) lze odstranit pouhým ponořením do patřičného rozpouštědla. Chemicky síťované barvy (epoxidy, polyestery, MIX, polyuretany, alkydy) jsou rozpustné ve speciálních rozpouštědlech, většinou vyšších alifatických nebo aromatických uhlovodících. Rychlost měknutí barvy pak závisí na typu pojiva barvy, tloušťce lakované vrstvy, teplotě rozpouštědla. Zbytky barvy je nutné odstranit mechanickou cestou.