Podstawowe badania jakości powłok lakierowych
Wyroby lakiernicze mają spełniać dwa podstawowe zadania:
• chronić materiał konstrukcyjny przed działaniem czynników korodujących,
• nadać wyrobowi założony wygląd estetyczny.
Muszą więc posiadać odpowiednie własności mechaniczne, fizykochemiczne, ochronne i dekoracyjne.

14.1. Laboratoria.
Sprawdzenie, czy wyroby lakiernicze te zadania spełniają, należy do laboratoriów wytwórców produktów do renowacji powłok lakierowych (niezależne badania przeprowadzają też laboratoria organizacji certyfikujących lub konsumenckich). Producenci chcąc sprzedać produkt muszą konkurować na rynku. Podstawową cechą konkurencyjności jest jakość.
Uzyskanie długiej trwałości i jakości powłoki nie jest zadaniem prostym ani łatwym. O ile badania produktu w obecnym czasie nie przedstawiają problemów technicznych, o tyle najtrudniejszą rzeczą jest ocena zachowania się powłoki lakierowej w czasie jej eksploatacji. Klienci żądają gwarancji na powłoki, i wielu wytwórców aut udziela je - nawet na okres 3 lat i więcej. Wieloletnie cykle badań są prowadzone w warunkach naturalnych, tj. w stacjach klimatycznych i na pojazdach. Jednakże w celu skrócenia cyklu wytwórcy nagminnie posługują się metodami sztucznymi. Stosują urządzenia takie jak; komora solna, komora wilgotnościowa, komora klimatyczna, które znacznie przyspieszają badania. Nazwy komór określają jednocześnie ogólny zakres badań, więc nie wchodzimy w szczegóły.

14.2. Zakres i metodyka badań w laboratoriach
Badania przeprowadza się oceniając materiał (wyrób) do lakierowania oraz gotową już powłokę lakierową. Odbywają się one w oparciu o normy międzynarodowe, krajowe, branżowe, czy zakładowe (producenta). Te ostatnie dominują.
Krótkie opisy badań, jakie przeprowadza się w kraju na materiałach i powłoce kończy numer normy, według której się je bada.
W przypadku jej braku jest to test fabryczny.

14.2.1. Ocena wyrobu w stanie płynnym:
1) Lepkość umowna - miara lepkości charakteryzowana czasem wpływu (s) roztworu żywicy, lub materiału malarskiego z kubka wypływowego określana jest jako lepkość handlowa, czyli określona w normie przedmiotowej na dany wyrób, oraz jako lepkość robocza, czyli taka, do jakiej należy doprowadzić wyrób przed jego stosowaniem. (PN-EN 535 – 1993).
2) Gęstość w g/cm3 - pomiar zgodnie z PN-82/C-81551.
3) Czas przydatności do stosowania - określany często jako “czas życia” (ang. “poot life”). Jest oceną czasu przydatności przygotowanej do aplikacji mieszaniny komponentów. Pojęcie stosuje się dla wyrobów dwukomponentowych np. poliuretanowych.
4) Rozcieńczalność - największa objętość rozcieńczalnika, którą można dodać do określonej ilości materiału malarskiego bez wywoływania niekorzystnych efektów.

14.2.2. Ocena powłoki lakierowej:
1) Czas schnięcia powłoki - czas osiągnięcia
przez powłokę założonego wyschnięcia. Określa się w stopniach 1-7, przy czym stan praktycznego wyschnięcia powłoki odpowiada stopniom 3 do 7. (PN-79/C-81519)
2) Krycie - jest to najmniejsza ilość (wagowo
lub objętościowo) materiału malarskiego kryjącego, która nałożona na 1m2 podłoża czyni je niewidocznym na całej powierzchni. (PN-89/C-81536)
3) Rozlewność - własność samorzutnego rozpływania się świeżo nałożonej warstwy materiału lakierniczego, decydująca o powstaniu powłoki o równej gładkiej powierzchni. Określa się w stopniach 0-10 (najlepsza). (PN-76/C-81507)
4) Elastyczność - zdolność powłoki do ulega-
nia, łącznie z podłożem, odkształceniom zginającym bez wystąpienia pęknięć, utraty przyczepności i odczepienia od podłoża. (PN-76/C-81528).
5) Grubość powłoki - grubość wyschniętej powłoki warstwy wymalowania. (PN-93/C-81515)
6) Połysk powłoki - określa się liczbowym stosunkiem strumienia świetlnego odbitego zwierciadlanie od badanej powłoki do strumienia świetlnego padającego na tę powłokę pod określonymi kątami 20, 60 i 80°. Nowoczesne metody pomiaru połysku oparte są na pomiarach fotoelektrycznych, w których stosuje się następujące określenia stopnia połysku oraz stosowanego kąta pomiaru.
7) Odporność na uderzenia - jest to zdolność zachowania przez powłokę swoich pierwotnych właściwości pod wpływem uderzenia ciężarka o masie 1 kg z wysokości ustalonej w normie, nie powodując uszkodzeń mechanicznych w postaci spękań powłoki, odprysków i łuszczeń.
8) Tłoczność - zdolność powłok do ulegania, łącznie z podłożem metalowym, wytłoczeniom bez wystąpienia pęknięć lub utraty przyczepności powłok. Określa się zgodnie z PN-75/C-81529.
9) Przyczepność - zdolność powłoki do wiązania się z podłożem (przyczepność do podłoża) lub poprzednią warstwą powłoki (przyczepność międzywarstwowa) wymagającego określonych sił do jej oderwania się. Określa się w stopniach 1 - 4 (najgorszy) wg PN-80/C-81531.
10) Odporność na ścieranie - własność powłoki charakteryzująca jej podatność na ścieranie, czyli zmniejszenie masy (grubości) wskutek ścierania. Określa się wg PN - 76 / C - 81516.
11) Wygląd powłoki - ocena organoleptyczna wyglądu powłoki w rozproszonym świetle dziennym.
12) Odporność na działanie H20 - ocena odporności powłoki na długotrwałe działanie wody pozwalająca na sprawdzenie jej zdolności odizolowania podłoża od czynników korodujących. Określa się zgodnie z PN-76/C-81521.
13) Odporność na działanie roztworu NaCl
- jest to jedna z metod odporności powłoki na działanie czynników korodujących. Pomiar wykonuje się poprzez zanurzenie powłoki w 5 % lub 3 % roztworze NaCl na czas określony norma przedmiotową. Jeżeli określa norma przedmiotowa przed pomiarem wykonuje się przecięcie krzyżowe powłoki dla oceny odporności na korozję podpowłokową. Pomiar wykonuje się zgodnie z PN-88/C-81522, Metoda A.
14) Odporność na działanie mgły solnej- badanie polega na poddaniu powłok lakierowych działaniu mgły solnej wytworzonej przez rozpylenie roztworu chlorku sodu w warunkach ustalonych w PN-88/C-81523 Metoda B.
15) Odporność na działanie substancji agresywnych - własności powłoki charakteryzujące się zdolnością zachowania pierwotnych własności po ustalonym okresie oddziaływania substancji agresywnych takich jak: alkohol etylowy, kwasek cytrynowy, benzyna, oleje itp.
16) Odporność na działanie zmiennych temperatur - badanie ma na celu ocenę zachowania się powłoki przy działaniu dużych zmian temperatury. Jeżeli normy przedmiotowe nie podają inaczej, stosuje się cykl: 1 h + 500C, 1 h – 400C
Stopień odporności na zmienne temperatury jest wyrażony ilością cykli, jaką powłoka wytrzymuje bez popękania. Określa się zgodnie z BN-88/C-81556.

14.3. Przyrządy pomiarowe.
Jak nietrudno się domyślić, do podanych powyżej badań wyrobu w stanie płynnym i badań powłoki lakierowej muszą zostać użyte odpowiednie przyrządy do pomiaru zadanych w normach wielkości fizyko – chemicznych. Są to np. przyrządy do badania lepkości, przyrządu do oznaczania gęstości, przyrządy do pomiaru krycia, przyrządy do określania przyczepności. W każdej z tych grup może być po kilka przyrządów służących do wykonywania tego samego zadania, różniących się między sobą zasadą działania lub budową.

14.4. Metody i przyrządy stosowane w lakierniach.
W warsztatach lakierowych używamy gotowego już produktu, lub co najwyżej go rozcieńczamy. Praktycznie go nie badamy. Natomiast powłokę lakierową tak, i to na próbach. Trudno sobie wyobrazić, aby położoną na cudzym (klienta) samochodzie powłokę lakierową badać metodami niszczącymi ją.
(Powłoka będzie “dobra”, jeśli wymagania technologiczne podawane przez producenta dotyczące szpachli, podkładów i lakierów wykańczających, jak i temperatury otoczenia i czasu schnięcia poszczególnych warstw, nie mówiąc o przygotowaniu blachy itp., będą ściśle przestrzegane - to przypomnienie).
Dlatego też w warsztatach lakierowych używamy paru prostych metod, takich jak:
• pomiar lepkości,
Pomiar leplości odbywa się poprzez mierzenie czasu wypływu (w sekundach) materiału lakierniczego z pojemnika (kubka) o odpowiednim kształcie, pojemności oraz średnicy otworu wypływu. Kubki mogą być trzymane w ręku lub umieszczane na stojakach, rys. 1.
W użyciu znajduje się parę systemów pomiaru lepkości. Wobec czego należy podawać, jakim kubkiem należy dokonać (lub dokonano) pomiaru, np. kubek Forda nr 4.
• pomiar krycia,
Krycie zależy od lakieru tj. pigmentów.
Jakość krycia to “łatwość” pokrycia kolorem skrajnych barw – białej i czarnej. Praktycznie ustalamy ilość warstw natrysku lub gęstość lakieru. Przyrządem, którym się posługujemy, jest specjalny papier pokryty czarno-białą szachownicą lub nakładanymi na siebie kwadratami tworzącymi ramki czarno-białe itp. Bywają też próbki trójkolorowe: czarno-szaro-białe. Test polega na pokryciu próbnika lakierem i sprawdzeniu czy nie przebija przez niego kontrast.
• przyczepność,
To badanie wiązania powłoki z podłożem lub między warstwami. Najprostszy sposób to badanie ręcznym przyrządem służącym do wykonywania siatki nacięć na badanej powłoce. Tym przyrządem jest uniwersalny nóż krążkowy, w którym można zmieniać ilość i rozstaw ostrzy (w zależności od tego według jakiej normy badamy). Badanie przyczepności polega na nacięciu nożami (ich odległości: 1 do 3 mm) siatki pod katem prostym, nie mniej niż 25 pół (kwadratów). Następnie szczotką o sztywnym włosiu “czyścimy” naciętą powierzchnię lakierową. Sprawdzamy przez lupę z ilu pól odpadł lakier i przeliczamy to wg wzornika.
• elastyczność,
Prostym przyrządem ręcznym do badania elastyczności jest “cylindryczny przyrząd do zginania na sworzniach”. Oznaczanie nim jest szybkie i powtarzalne. Polega ono na zginaniu próbek wokół łatwo wymienialnych sworzni (f 2-32 mm), których jest 14 (dla aluminium - 12). Wartość elastyczności określa się przez podanie średnicy sworznia, przy którym powłoka zgięta razem
z blachą pęka. Podobnym urządzeniem jest przyrząd, w którym zamiast cylindrów są stożki. Rys. 2.
• twardość,
Najprostszym pomiarem twardości jest metoda “ołówkowa”. “Ołówkiem” jest przyrząd zbudowany w następujący sposób:
w tulejce z wyskalowanym okienkiem umie-
szczana jest iglica twardego metalu, napinana sprężyną (dającą 3 naciski, od zera do 300, 1000 i 2000 g). Pomiar polega na pionowym ustawieniu “ołówka” i przesuwaniu go po badanej powłoce z szybkością 10 mm na sekundę. Następnie porównujemy rysy wykonane z różnym obciążeniem. Skala (w niutonach) mówi nam od razu o twardości powłoki.
W kraju produkuje się urządzenie do badania twardości powłok lakierowych metodą “ołówka”, do warunków pomiaru zawartych w BN-78/6110-03, “Wyroby lakierowe - pomiar twardości powłok metodą ołówkową”. (Nr rejestru Urzędu Patentowego RP, W-98615). Rys. 3.
• grubość powłoki,
Pomiar grubości powłoki jest istotny nie tylko w działalności warsztatu lakierniczego, ale też rzeczoznawców i policji. Pomiar grubości powłoki lakierowej stwierdza rzeczywistą jej grubość, ale także pozwala określić czy pojazd był przemalowywany (“lakier na lakier”).
Obecnie dostępna jest cała gama przyrządów magnetycznych i elektronicznych pozwalająca mierzyć powłokę bez jej niszczenia. Metodą niszczącą jest mechaniczna metoda nacięć i pomiaru grubości powłoki śrubą mikrometryczną (z dokładnością do 5 mm) np. za pomocą przyrządu Rossmanna.
Przyrządy magnetyczne do pomiaru grubości powłok przeznaczone są do pomiaru niemagnetycznych powłok na stali. Działają one na zasadzie oderwania magnesu od przedmiotu pokrytego powłoką. Pomiar bezprądowy nie uszkadza powłoki. Wynik jest podawany mechanicznie (na skali do odczytu wyniku).
Mikroprocesorowych przyrządów do pomiaru powłok o kieszonkowych wymiarach można używać na powierzchniach płaskich, wklęsłych i wypukłych. Są one wyposażone w wyświetlacze ciekłokrystaliczne i również nie niszczą powłoki. Przyrządy te mają możliwość współpracy z różnymi sondami (więc mogą mierzyć grubość powłoki na różnych materiałach). W zależności od wersji mogą rejestrować wartość pomiarów, gromadzić je, mogą być podłączone do drukarek i komputerów. Jedyną wadą jest ich cena. Rys. 4.
Grubość powłoki mokrej mierzy się na próbkach lub powierzchniach lakierowanej. Rys. 5
Zbigniew Neumann