Práškové lakovanie

Povrchová úprava práškovým povlakom je najmladšia povrchová technológia, ktorá sa dnes bežne využíva. Rozsah možného použitia práškových povlakov pre povrchovú protikoróznu ale aj estetickú úpravu kovových výrobkov bol známy už v päťdesiatych rokoch dvadsiateho storočia. Využitím fluidizácie práškov, kde nosným médiom je stlačený vzduch a tuhé zrná získavajú vlastnosti kvapalín, bola vyriešená doprava prášku k materiálu. Na udržanie práškovej farby na povrchu kovového materiálu slúži elektrostatický náboj častíc prášku. Práškové farby sa tak dajú nanášať na všetky kovové predmety, ktoré môžu mať elektrostatický náboj a vydržia teplotu  pri vytvrdzovaní farby, ktorá býva medzi 160 – 180 ºC.

Komerčne využiteľnými sa stali práškové farby až v polovici šesťdesiatych rokov. Rozsah ich využitia je porovnateľný s kvapalnými lakmi, ale neporovnateľný je vplyv na životné prostredie a aj ekonomický efekt, ktorý je mnohonásobne výhodnejší. Prášok je možné aplikovať na jednoduché i zložité výrobky, pričom povrch celého výrobku si stále udrží jednotný lesk

Zvýšený nárast záujmu o práškové náterové hmoty je možné pripísať ich výborným fyzikálno-chemickým vlastnostiam, ktoré prevyšujú klasický náterový systém s obsahom rozpúšťadiel (tzv. mokrým náterom), pričom sú splnené najvyššie kritéria kladené na protikoróznu odolnosť i estetické vlastnosti výsledného povrchu.

Výhody práškových farieb

Práškové farby majú oproti tekutým farbám niekoľko výhod. Okrem technických výhod majú aj ekonomické a ekologické výhody.

Technické výhody:

    • výborná mechanická odolnosť
    • vyššia chemická odolnosť
    • lepšie prekrytie hrán
    • účinnejšia ochrana proti korózii
    • estetickejší vzhľad povrhu

Ekonomické výhody:

Jednovrstvové nanášanie: u práškových náterov je možné naniesť požadovanú vrstvu už jedným úkonom. Keďže u mokrých farieb často dochádza k prievisu je nevyhnutné, aby požadovaná vrstva náteru bola vytvorená v niekoľkých úkonoch (krokoch).

Úspora energie: Napriek tomu, že práškové nátery je nutné vypaľovať pri teplotách cca 180-200C, celková spotreba energie je u práškových povlakoch omnoho nižšia ako ubežných mokrých náteroch.

Využitie materiálu: Využiteľnosť práškových farieb je takmer 100%-ná, a vzniknuté množstvo odpadu je zanedbateľné.

Ľahká automatizácia: Proces aplikácie práškových náterov je ľahko automatizovateľný bez komplikovaných a drahých robotov. Keďže prášky sú odolné proti tečeniu, previsom, prebublávaniu riedidla a kvapkaniu ich aplikácia je podstatne jednoduchšia oproti aplikácii mokrých náterov.

Výhodnejšie ceny: Všetky vyššie uvedené ekonomické výhody sa premietnu do cien práškových povrchov, ktoré sú na jednotku lakovanej plochy ekonomicky výhodnejšie.

Jednoduchšia likvidácia odpadu: U práškových náterov sa nevyskytujú kaly, ktoré by bolo nutné likvidovať. Zneškodnenie práškoveho odpadu je finančne nenáročné, pretože práškové hmoty nepatria medzi nebezpečné odpady.

Ekologické výhody:

Bez chemických rozpúšťadiel: práškové náterové hmoty neobsahujú žiadne rozpúšťadlá, čo umožňuje ich okamžitú aplikáciu bez vedľajších činností ako je to u mokrých náterov napr. riedenie, premiešanie, určenie viskozity a pod.

100% povlaku v práškovom stave: Práškové farby majú prakticky 100%-ný podiel povlaku v práškovom stave, na rozdiel od mokrých náterov, kde je pomer sušiny k rozpúšťadlu vo väčšine prípadov cca 50/50.

Redukcia prchavých látok: Z hľadiska životného prostredia významnú úlohu pri výrobe a použití práškových náterov hrá značná redukcia emisií prchavých organických látok (VOC) a ostatných nebezpečných škodlivín do ovzdušia.

Úspora materiálu: Nanášaný prášok, ktorý pri striekaní v kabíne nepriľne na povrch materiálu sa nestáva odpadom, ale sa špeciálnym zariadením (cyklónom) recykluje na opätovné použitie, čím sa dosiahne minimum odpadového materiálu. U mokrých spôsobov je takto nevyužitá farba odpadom, ktorý navyše patrí medzi nebezpečné odpady pre životné prostredie.

Spôsob nanášania práškových farieb

Nanášanie práškových farieb na kovový výrobok spočíva v tom, že častice prášku sa elektrický nabíjajú, pričom upravovaný kovový výrobok je uzemnený. Prášková farba drží na povrchu upravovaných kovových výrobkov vplyvom elektrostatických síl. Čím vyšší je merný odpor prášku, tým lepšie priľne k lakovanému povrchu. Príťažlivosť trvá po dobu niekoľkých hodín.

Častice prášku sa nabíjajú dvomi spôsobmi:

    • elektrostatickým nabitím, kde prášok prechádza vysokonapäťovým poľom sústredeným v tryske striekacej pištole
    • tribostatickým nabitím, kedy náboj vzniká trením pohybujúcich sa častíc prášku o špeciálny druh izolantu v nabíjacích hadiciach

Príprava výrobku pre nanesenie prášku prebieha nasledovnými spôsobmi:

1. Nanášanie prášku bez predhriatia výrobku

Pri procese nanášania prášku sa výrobok najprv pokryje jednotnou vrstvou prášku, ktorý priľne k jeho povrchu. Potom dochádza k efektu odpudivosti medzi povrchom výrobku a oblakom prášku, pri ktorom sa zamedzí nadmernému nánosu práškovej farby. Z toho vyplýva že pri práškovom lakovaní existuje horná medza dosiahnutej hrúbky vrstvy povrchu. Po vytvrdení vo vypaľovacej peci dostávame jednotnú vrstvu povlaku 25 – 35 μm pre dekoratívne a 80 – 150 μm pre funkčné účely.

2. Nanášanie prášku s predhriatím výrobku
Výrobok sa najprv predhreje v peci a prášok sa potom nanáša na jeho horúci povrch. Predhrievacia teplota sa líši v závislosti na tvare výrobku a používaného typu prášku. V prípade, že teplota predhriatého výrobku je vyššia než bod tavenia práškovej farby, častice sa pri dopade na výrobok natavujú. Týmto je možné dosiahnuť silnejšiu vrstvu (0,5 – 1 mm a viac), než striekaním na studený výrobok. Výrobok môže byť taktiež predhriaty na teplotu nižšiu, než je teplota tavenia, čím sa napomáha toku elektrostatického náboja. Nevodivé práškové častice sadajú na teplý povrch, zvyšujú svoju teplotu a tím dochádza k zvýšeniu vodivosti častíc. Tím dosiahneme vyššie vrstvy, než pri striekaní na studený povrch.

Rozdelenie povlakov

Ochrana kovov rôznymi druhmi povlakov je jeden z najdôležitejších spôsobov ochrany kovov proti korózii. Zmena prostredia v ktorom žijeme (napr. zvýšenie agresivity prostredia) má na svedomí, že sa zvýšilo korózne napadnutie povlakov. Súčasne však stúpa náročnosť na kvalitu výrobku, a to nie len na jeho funkčné vlastnosti, ale rovnako na spoľahlivosť, ľahkú údržbu, vzhľadovú stálosť a pod.

Povrchové povlaky môžeme podľa charakteru ochrannej vrstvy rozdeliť na:

    • organické
    • anorganické

Organické povlaky

Aplikácia organických povlakov je najpoužívanejší spôsob ochrany proti atmosférickým vplyvom. Používajú sa na ochranu kovových výrobkov a konštrukcií pred koróziou, predovšetkým proti účinkom atmosféry a vody. Ochrana povrchu organickými povlakmi môže byť na báze náterových hmôt a plastických hmôt.

Anorganické povlaky

Anorganické povlaky  poznáme kovové, oxidové a povlaky z iných anorganických zlúčenín. Kovové povlaky sa rozlišujú akou metódou boli vyrobené. Podľa spôsobu výroby na: galvanické žiarové, kondenzačné, difúzne, metalizované a vytvorené platovaním.

Použitie práškových povlakov

Práškové povlaky sa používajú na povrchovú protikoróznu ale aj estetickú úpravu kovových výrobkov. Práškové lakovnie sa využíva pre širokú škálu kovových výrobkov v takmer všetkých odvetviach strojárskeho priemyslu určené pre vnútorné a vonkajšie použitie.

Práškové farby sa nanášajú v širokom rozmedzí hrúbky a to od veľmi tenkých vrstiev cca 25 μm ktoré sa uplatňujú najmä pri požiadavkách dekoratívneho charakteru, až po vrstvy s hrúbkou 60 – 120 μm pre vonkajšie použitie.

Táto povrchová úprava značne prispieva k úspore výrobných nákladov, surovín a ekológii. Povlaky z práškových hmôt sú odolné proti korózii a proti mechanickému namáhaniu. Práškové hmoty pri vynikajúcej kvalite nanášania redukujú používanie škodlivých materiálov.

Kvalitu výslednej povrchovej ochrany práškovými hmotami ovplyvňuje najmä predúprava podkladu, voľba nanášacieho systému, spôsob a kvalita aplikácie.

Neporovnateľná je aj kvalifikácia pracovného prostredia. V práškových lakovniach ide o základné prostredie bez akýchkoľvek nebezpečí pre zdravie pracovníkov.