Témata
Reklama

Nátěry pro hezčí vzhled i lepší funkčnost

Nátěrové hmoty se běžně používají k dosažení dekoračních, ochranných a dalších funkčních účinků na určitém povrchu. Své o tom ví i společnost Synpo, která se již od padesátých let minulého století zabývá výzkumem a vývojem syntetických pryskyřic a laků. Jejich nátěrové hmoty používají např. výrobci dopravních prostředků, zemědělských strojů a jiných strojních zařízení.

Navštívila jsem firmu Synpo v jejich sídle v Pardubicích a přináším vám reportáž. Hned úvodem jsem se dozvěděla, že…

…„Mnoho výrobních podniků nevěnuje povrchovým úpravám tolik pozornosti, kolik by si jejich výrobky zasloužily. Mnoho výběrových řízení bylo prohráno právě kvůli nedostatečné povrchové úpravě,“ stěžuje si vedoucí oddělení výroby a technologie Ing. Jan Skoupil, CSc.

Synpo vzniklo z bývalé výzkumné organizace – Výzkumného ústavu syntetických pryskyřic a laků –, která podléhala generálnímu ředitelství Unichem. To sdružovalo různé druhy chemických továren a společnost Synpo se věnovala výzkumu pojiv pro výrobu nátěrových hmot, zalévacích hmot pro elektrotechniku, adheziv apod. Vedle vývoje a výzkumu nátěrových hmot se zabývá také smluvním výzkumem, vývojem a formulacemi v oblasti polymerů, kompozitů a lepidel, výrobou nátěrových hmot (Akrylmetal, Veromix, Zirafinol), zakázkovou výrobou specialit v oblasti polymerní chemie, vývojem procesů na poloprovozním a výrobním zařízení, analýzou polymerních materiálů a zkušebnictvím v akreditovaných laboratořích.

Reklama
Reklama
Spektrofotometr změří tzv. barevné souřadnice příslušného odstínu a nově vyrobená barva se tónuje tak, aby tyto souřadnice odpovídaly změřeným hodnotám.

V devadesátých letech minulého století se v rámci privatizace z výzkumného ústavu stala výzkumně-výrobní organizace zabývající se výzkumem a malotonážní výrobou nátěrových hmot. Po roce 2003 se stoprocentním vlastníkem společnosti Synpo stala Spolchemie.

Zařízení na výrobu pryskyřice – polymerizační reaktor.

Původně se společnost věnovala malovýrobě a dodávkám pro opravárenský průmysl automobilů. Tento obor podnikání však v posledních deseti letech téměř vymizel, protože se již z důvodů vysokých nákladů nevyplácí nátěry na automobilech opravovat. Firma Synpo se dnes pohybuje hlavně v oblasti kvalitního lakování a výroby vysoce kvalitních laků. Jejich produkty se dodávají do prvovýroby kolejových, vojenských a užitkových vozidel, ale aplikují se též na různé povrchy, kde důležitější roli hraje spíše funkčnost než estetika (nádrže, stojany apod.). Také není problém vyrobit i malé množství barvy – od jednoho kilogramu až do objemu několika tun. Vzhledem k vyšším nákladům na výrobu malého množství nejsou všichni výrobci ochotní jej vyrábět. K zajištění variabilnosti produktového portfolia své stávající produkty podle potřeby také modifikují a upravují (odolnost proti chemikáliím apod.).

Nátěrové hmoty a ekologie

Během posledních desetiletí se nároky na nátěrové hmoty hodně změnily. Nejvíce je to asi znát na ekologickém hledisku. Rozpouštědlové nátěrové hmoty se nahrazují vodouředitelnými systémy. Další odpovědí na vysoké ekologické nároky jsou tzv. vysokosušinové nátěrové hmoty s nízkým obsahem rozpouštědel nebo nátěrové hmoty, kde jsou tato neekologická rozpouštědla nahrazena rozpouštědly ohleduplnějšími k životnímu prostředí. Nicméně i vodouředitelné nátěrové hmoty obsahují určité množství dalších přídavných látek, které ovlivňují např. přilnavost a které také mohou zatěžovat životní prostředí. Nedá se tedy tvrdit, že by vodouředitelné nátěrové hmoty byly jednoznačným skokem do ekologické budoucnosti.

Na disolveru, který může být průtokový nebo cirkulační, lze dosáhnout velikosti zrna až 5 mikronů.

Spolu se snahou neustálého snižování nákladů a obecně energetické náročnosti se mění také materiály používané např. v automobilovém průmyslu. Takovým typickým příkladem je náhrada kovových dílů za díly plastové (např. nárazníky). I tyto plasty je potřeba povrchově upravovat. Ne že by snad plast mohl zkorodovat, i když některé plasty po určité době také podléhají vlivům okolního prostředí, ale kupec bude pravděpodobně požadovat automobil s kompletně lakovanou a barevně sladěnou karoserií. Problém je, že na různé druhy povrchů mají nátěrové hmoty různé schopnosti přilnout, což je způsobeno nízkým povrchovým napětím. Aby nátěrová hmota dobře přilnula na plastový povrch, používají se různé „přednátěry“, „koronování“ nebo technologie plazmování, kdy působením plazmatu lze dosáhnout vyššího povrchového napětí. Této technologii se již téměř 40 let věnuje Masarykova univerzita a Ústav fyzikální elektroniky.

Zalévací hmota pro elektrotechniku je charakteristická svou šedou barvou.

Ve firmě Synpo se také nachází experimentální zařízení vysokofrekvenčního plazmatu 13,5 MHz v argonu. Má definovanou atmosféru a do ní lze přidávat další plyny či páry a tím modifikovat povrch součásti. Např. je možné vytvořit hydroxylové skupiny na povrchu polyetylenu, propylenu apod. nebo dosáhnout požadované funkcionality těchto povrchů. Tato činnost je součástí aktivit Centra kompetence vypsaného Technologickou agenturou ČR. Projekt s názvem Centrum výzkumu povrchových úprav (CVPÚ) je relativně rozsáhlý a zahrnuje výzkumně-vývojové a inovační aktivity směrované zejména na oblast organických povlaků. Hlavním řešitelem projektu je právě firma Synpo. Je také zodpovědná za všechny členy (14) a za plnění stanovených úkolů. Projekt byl zahájen vloni na jaře a během minulého roku se připojil ještě sedmý pracovní balíček, který se zabývá tzv. vysokoteplotním plazmatem při povrchových úpravách a depozici keramických povrchů. Na konci roku 2015 jsou očekávány první výstupy. Projekt byl navržen na šest let a Technologická agentura ČR ho dotuje zhruba 120 miliony korun.

Nádoba, ve které se míchá barva, je elektrolyticky leštěná, aby se na ní hmota nenapékala.

Výroba barev

Výroba barev se zdá být poměrně jednoduchou záležitostí. Každá barva se skládá z několika komponent, kdy ve většině případů se do tekuté složky, kterou tvoří pryskyřice (většinou transparentní, aby neovlivňovala barevný odstín), zamíchávají složky práškové, tj. pigmenty a pojiva, které dále modifikují vlastnosti barvy. Tyto složky se míchají v zařízení od společnosti Hagemann. Po důkladném smíchání jednotlivých složek je potřeba barvu ještě zjemnit (velká zrna by ovlivňovala výslednou jakost povrchu). Na disolveru, který může být průtokový nebo cirkulační, lze dosáhnout velikosti zrna až 5 mikronů. Tomuto zařízení se také někdy říká perlový mlýn – to z toho důvodu, že uvnitř válce se nachází velký počet kuliček, které mechanicky rozmělňují práškové složky.

Diferenční skenovací kalorimetr DSC 2000 měří tepelný tok ze vzorku během teplotního skenu v kontrolované atmosféře. Měření lze provádět od -180 °C do 725 °C s řízením rychlosti ohřevu i chlazení.

Podle mého názoru je složitější výroba přesného, požadovaného barevného odstínu. Jistě se vám již někdy stalo, že jste se s manželkou přeli a to, jakou ta košile má barvu. Vnímání barev je totiž velmi individuální a barevná škála je prakticky nekonečná. Z tohoto důvodu vznikla celá řada barevných etalonů, pomocí nichž se barevné odstíny určují.

Ještě jednodušší je použití spektrofotometru. Přístroj změří tzv. barevné souřadnice příslušného odstínu a nově vyrobená barva se tónuje tak, aby tyto souřadnice odpovídaly změřeným hodnotám. Následně pak přístroj slouží i pro zpětnou vazbu, kdy vyrobený odstín je po výrobě přístrojem kontrolován. V případě, že odstín neodpovídá zadání, přístroj navrhne patřičnou úpravu.

Ing. Vladimír Špaček, CSc., (vlevo) a Ing. Martin Kaška, Ph.D., (vpravo) u zkušební komory Discovery.

Míchání

Přestože se používání těkavých látek při výrobě barev stále více omezuje, jak vcházíme do haly, kde se barvy míchají, je zápach rozpouštědel naprosto charakteristický. Ve velkých kádích se přelévá transparentní tekutina, ale se znatelně vyšší viskozitou, než má voda. Jde o přípravu pryskyřice. V jiné kádi se zase míchá zalévací hmota pro elektrotechniku šedého odstínu. V každé místnosti jsou až do stropu vyskládané plechovky, které už naplněné byly nebo ještě čekají na naplnění. V další místnosti se nacházejí nádoby obsahující pigmenty. Barvy všude, kam se podívám…

Ve firmě Synpo se vyrábí ucelená výrobková řada sedmi výrobkových skupin, každá obsahuje několik typů výrobků, které se od sebe liší – např. leskem či přilnavostí k různým podkladovým materiálům. Celkem se tedy bavíme o zhruba 50 až 60 produktech. Jednu pryskyřici vyrábějí tady v Pardubicích, ostatních šest berou od jiných dodavatelů. Přesto, že se téměř žádné barvy nevyrábějí na sklad (pouze na zakázku), je výroba prostorově náročná. Už jen z toho důvodu, že bílá barva se nesmí kontaminovat žádným jiným odstínem, je potřeba na přípravu bílé barvy mít jedno zvláštní zařízení, každá barva má pak také svou nádrž atd. „Prostory nám již přestávají vyhovovat. V současné době pracujeme na rozšíření výrobních prostor,“ říká Ing. Martin Kaška, Ph.D.

Přestože se firma aplikací barev nezabývá – v případě potřeby se podílí na zavádění nové technologie apod., ale není to předmětem činnosti společnosti –, disponuje dvěma stříkacími boxy a jedním stříkacím robotem. Používají se hlavně jako výstupní kontrola, zejména tam, kde je např. předepsaný stupeň matu apod.

Metalické vodouředitelné barvy, které obsahují hliníkové částice, uvolňují vodík, který pak může i zvednout víko od plechovky. Na tomto zařízení se měří množství uvolněného vodíku.

Analýza a zkušebnictví

Jednou z nosných aktivit společnosti je analýza a zkušebnictví. Většinou se odehrává nezávisle na výzkumných aktivitách, z důvodu zavádění nových výrobků do výroby apod. Když např. v automobilce chtějí zavést nový produkt (barvu), trvá třeba půl roku, než se linka na nový produkt odladí. Zpravidla to probíhá tak, že se nalakuje určitý počet karoserii a pak se nějakou dobu testují a hodnotí.

Rozsáhlé zkušební laboratoře jsou vybaveny většinou moderními zkušebními zařízeními (DMA, mikrotvrdoměr, odtrhová zkouška, odolnost proti povětrnosti, klimatické komory, …). K dalším frekventovaným zkouškám patří např. analýza obrazu pomocí mikroskopu nebo měření tepelné kapacity pomocí DSC kalorimetru.

Mezi klasické testy využívané pro hodnocení nátěrových hmot dále patří vyhodnocení přilnavosti barvy k podkladu (odtrhová zkouška), pružnosti povlaku (ohýbání vzorku přes určitý úhel), tvrdosti (mikrotvrdoměr, měření tvrdosti kyvadlem, zkouška hloubením, vtlačování apod.), čistitelnosti, oděruschopnosti a dalších.

A mezi ty nejvýznamnější zkoušky patří zkoušky odolnosti povlaku proti korozi, chemikáliím a slunečnímu svitu (barevná stálost). Pro tyto zkoušky je společnost Synpo vybavena řadou zkušebních komor a zařízení, které zkráceně řečeno simulují různé povětrnostní podmínky.

Zkušební laboratoře společnosti Synpo jsou vyhledávané řadou výrobců z důvodu provádění akreditovaných zkoušek.

Děkuji firmě Synpo a jejím pracovníkům za příjemnou prohlídku výrobních prostor a laboratoří. Přeji hodně úspěchů v obchodním i výzkumném počínání.

Eva Buzková, Pardubice

Eva.buzkova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #12
Firmy
Související články
Přesné měření tloušťky povlaků

Pro optimalizaci vlastností povrchových povlaků a filmů ve výzkumu, vývoji i průmyslové výrobě je důležitá přesná kontrola jejich tloušťky a rovnoměrnosti rozložení. Metrologická metoda CCI představuje mimořádnou přesnost měření pro široký rozsah tlouštěk povlaků.

Vliv míchání na elektrickou vodivost povlaků

Antistatické nátěrové hmoty slouží k vytvoření elektricky vodivých povlaků, jež jsou svými vlastnostmi vhodné pro prostředí, ve kterých je nutné zamezit tvorbě a negativním důsledkům elektrostatického náboje (statické vybíjení, kumulace prachových částic a další negativní jevy).Svá uplatnění nacházejí v petrochemickém průmyslu, přesné optice, elektrotechnice a v celé řadě dalších odvětví. V rámci výzkumu na Ústavu strojírenské technologie ČVUT v Praze byl sledován vliv metody dispergace plniva a parametrů procesu míchání antistatických nátěrových hmot na finální technologické a funkční vlastnosti povlaku.

Vývoj a výzkum nátěrových hmot pro letecký průmysl

Letecký průmysl vždy patřil a stále patří k tradičním průmyslovým odvětvím v České republice. Výrobky tuzemských firem a podniků „létají“ prakticky po celém světě a svými užitnými vlastnosti dlouhodobě konkurují i jiným renomovaným světovým výrobcům. Nedílnou součástí zajištění požadovaných vlastností leteckých výrobků jsou i povrchové úpravy a ochrany, které jim poskytují přidané ochranné či funkční vlastnosti a umožňují provozovat je po celou dobu jejich technického života.

Související články
Nanokompozitní supertvrdé povlaky

Supertvrdé povlaky jsou dnes běžně používané na celou řadu aplikací. Nejvíce se však aplikují na řezné obráběcí nástroje a vyměnitelné břitové destičky, a to z důvodu zvýšení jejich životnosti při obrábění i velmi tvrdých materiálů. Prof. Dr. Stanislav Vepřek, rodák z Písku, se již od roku 1963 velmi významně podílel na vývoji depozice tenkých filmů pomocí CVD technologie (Chemical Vapour Deposition). V roce 1995 byl u zrodu principu koncepce supertvrdých nanokompozitních materiálů na Technické univerzitě v Mnichově. Publikoval 398 odborných prací, obdržel mnoho významných ocenění a dodnes přednáší na univerzitách v mnoha zemích po celém světě. V oborech materiálů a povrchů je tedy světovou špičkou a MM Průmyslové spektrum vám s ním přináší rozhovor.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ekonomická řešení čištění - základní faktor úspěchu

Kvalitní čištění dílů je v průmyslu stále důležitější. Většina firem klade hlavní důraz na výrobu. Samozřejmě nelze přehlížet vazby mezi výrobním procesem a čištěním. Výrobce čisticích zařízení Pero AG proto svým zákazníkům nabízí vedle moderních technologií i komplexní poradenství pro ekonomiku a efektivitu čisticích procesů. Přesvědčit se o tom, a získat informace o aktuálních inovacích, mohli návštěvníci zákaznických dnů Pero 2018.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Zvýšení odolnosti polymerních nátěrů pomocí nano/mikrogelů

Polymerní nátěrové hmoty aplikované na výrobcích plní různé funkce, nejčastěji estetickou a ochrannou. Moderní typy nátěrových hmot by měly tyto funkce kombinovat a rovněž i vyhovovat stále se zpřísňující chemické legislativě a požadavkům kladeným na ochranu životního prostředí a pracovních potřeb. Přirozeným důsledkem je neustálá potřeba vyvíjet a zavádět nové sofistikované formulace nátěrových hmot, a to jak v oblasti rozpouštědlových, tak i vodouředitelných nátěrových hmot.

Využití povlaků pro zvýšení životnosti hoblovacích nožů

Nanostrukturované povlaky použité jako povrchová úprava hoblovacích nožů pro obrábění dřeva z rychlořezné oceli přinesly výrazné zvýšení životnosti nástroje a tím i zvýšení kvality povrchu obráběného dřeva.

Tryskání až 250 tun těžkých odlitků

Pokud jde o výrobu nesmírně velkých, těžkých a složitých odlitků, je jejich původcem slévárna PJSC Energomashspetsstal. S procesem odlití je spojena rozsáhlá kontrola kvality. Aby byl získán povrch o požadované kvalitě, jsou až 12 metrů dlouhé, 7 metrů široké, 5 metrů vysoké a až 250 tun těžké díly tryskány. Zařízení, které je vůbec celosvětově největším tryskacím zařízením, koncipovala společnost Rösler, která se přitom zcela přizpůsobila stávající prostorové situaci.

Vyšší výkon při nižších nákladech

Energetická účinnost výrobních strojů a zařízení se dostává stále více do centra pozornosti. To je určitě důvod, proč je stále více tryskacích zařízení vybavováno turbínami Rösler Long Life Rutten - umožňují totiž energetické úspory až 25 %.

Koroze a ochrana proti korozi zásobníků na kapalná paliva

Známe-li příčiny koroze zásobníků na kapalná paliva (viz 1. část článku v minulém čísle), pak můžeme aplikovat ochranu proti korozi. Způsoby ochrany proti korozi lze rozdělit na následující technologické postupy: aplikace povlaků (organických a kovových), použití inhibitorů koroze a katodické ochrany. Každý z těchto postupu je jedinečný a unikátní.

Kompozitní galvanické povlaky

Stále se zvyšující požadavky na vlastnosti povrchů urychlily vývoj slitinových povlaků kombinovaných s povlaky kompozitními, čímž se vzájemně kombinují a rozšiřují výhody a možnosti nových povlaků.

Použití DLC povlaků (nejen) v automobilovém průmyslu

Povlakování v České republice zažívá v posledních letech velmi plodné období. Těchto služeb masivně využívají zejména firmy z všeobecného strojírenství a automobilového průmyslu. Stále více nachází uplatnění také u firem působících v leteckém, potravinářském, energetickém a elektrotechnickém průmyslu.

Porušení celistvosti při žárovém zinkování

Nanášení povlaků žárového zinku spočívá v ponoření ocelových součástí do tekutého kovu o teplotě cca 450 °C. Zinkovaný dílec je při ponořování do taveniny vystaven nerovnoměrnému působení zvýšené teploty, kdy část pod hladinou se rychle prohřívá, zatímco část nad hladinou má teplotu prostředí. Součásti jsou proto v průběhu ponořování do zinkové taveniny namáhány významným proměnným pnutím vyvolaným tepelnou roztažností materiálu. Napětí jsou tahová a tlaková a dosahují meze kluzu materiálu. Zinkované dílce se vždy deformují a obsahují zbytková napětí.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit