Poškození laku - JIPA, spol. s ro

téma materiály & technologie
Poškození laku
Prevence, rozpoznání, ochrana
Článek s bohatou fotografickou dokumentací se zabývá aspekty
kvalitní ochrany dřeva. Všímá si především vlivu správného opra­
cování dřeva před nátěrem, konstrukcí a jejími vadami, které
ovlivňují výsledný nátěr, zabývá se příčinami poruch přilnavosti
i příčinami vzniku nežádoucího probarvení. Příspěvek vyslechli
v Liberci návštěvníci semináře pro zákazníky, který v loňském
roce připravila JIPA, spol. s r.o. Autorem je dr. Andreas Tretter,
jehož text z němčiny přeložil ing. Martin Čulík.
1. Dřevěný podklad, konstrukce
1.1 Ochrana dřeva
Jednou z nejpodstatnějších příčin odprýskávání lakových vrstev od podkladu je
silné kolísání vlhkosti ve dřevě. Důležitým hlediskem ochrany je tedy schopnost
vyloučit vniknutí vody do dřeva. Pouze tak může nepoškozený povrstvovací
systém chránit dřevo před působením fyzikálních a biologických vlivů (např.
napadení houbovými mikroorganismy).
Obr. 02 Rozložení působení sil v závislosti na ostrosti nástroje.
Použitím hydraulického vystředění hoblovacího nástroje (hydrohobl) se dají
účinně potlačit defekty (rázy od nožů) na povrchu dílu, které způsobuje ex­
centricita hřídele. Při základním broušení i při mezibrusu povrchu dílu musí
být dřevěná vlákna kompletně a bezezbytku odřezána kvalitním brusným
papírem. Jinak tato vzpřímená vlákna fungují jako knot, vedou vodu skrze
lak k samotnému podkladu (kapilární efekt), což v důsledku vede k vytvoření
podmínek pro odloučení povrchové úpravy od vlhkého podkladu.
1.1.1 Konstrukční ochrana dřeva
Konstrukční ochrana dřeva představuje veškerá opatření, která zabraňují vniknutí
nežádoucí vlhkosti do dřevěných stavebních dílů (okna, dveře).
1.1.1.1 Profil stavebních dílů
Sleduje se především:
• dostatečně šikmé plochy (úhel sklonu min. 15°) umožňují rychlý odvod
srážkové vody;
• dostatečné zaoblení hran (min. poloměr 3 mm) zabrání „odfouknutí“
laku od hrany a naopak zajistí rovnoměrné pokrytí plochy i hran vrstvou
nastříkaného laku. Díky tomu se zabrání odprýskávání laku od hran;
• pečlivé a čistě provedené silikonování zabrání vniknutí nežádoucí vlhkosti
zasklívacími polodrážkami do okenní konstrukce.
Obr. 03 Kapilární (knotový) efekt u kolmo stojících vláken.
Obr. 01 Znaky konstrukční ochrany (šikmé plochy, zaoblení hran, tmel).
1.1.2 Chemická opatření
U dřevin, které patří do třídy odolnosti 3 a horší, je nutná preventivní chemická
ochrana, především před působením dřevozbarvujících a dřevokazných
houbových mikroorganismů.
1.1.1.2 Opracování dřevěných dílů
Při mechanickém obrábění povrchů dřevěných stavebních dílů (hoblování, fré­
zování) musí být vždy zaručeno, že používané řezné nástroje jsou nepoškozené
a zejména dostatečně ostré. Při používání ostrých nástrojů nedochází k mecha­
nickému poškození („rozloupnutí“) přechodu mezi jarním a letním dřevem.
Zabrání se tak vzniku poměrně hluboké praskliny. Vniká-li pak do ní vlhkost, má za
následek pozdější výrazné vystoupnutí „měkkých“ letokruhů. Vystouplé letokruhy
způsobují pnutí v laku a vedou k mechanickému poškození vrstvy laku s následným
odprýskáváním od podkladu. Dále pak ostrý nástroj působí na obráběný podklad
daleko menším tlakem, takže nejsou dřevové buňky drceny. Právě takto rozdrcené
buňky na povrchu dílu ochotně přijímají vodu z okolí, a zvyšuje se tak vlhkost dílu.
36
www.ProfiMag.cz
1.1.1.3 Zabudování
Základním předpokladem je, aby dřevěný díl byl rovnoměrně povrstven ze
všech stran nátěrem, jehož tloušťka filmu za sucha je 120 až max. 150 µm. Styk
dřevěného dílu se stavbou musí být proveden těsně, kvalitně a rovnoměrně.
Nepřípustné je instalovat díly, u kterých se prováděly přímo na stavbě dodatečné
truhlářské úpravy (přiřezávání, dohoblování), aniž by byla opětovně provedena
odpovídající povrchová úprava.
Je rovněž nutné mít na paměti, že vlhkost v novostavbách musí být dostatečně
odváděna (větrání). Na ochranu lakových vrstev dílu se při malířských a zed­
nických činnostech mohou používat pouze takové ochranné či maskovací
pásky, jejichž snášenlivost s lakem je ověřená. Pásky na lakové ploše mohou
zůstat pouze po nezbytně nutnou dobu.
1.1.2.1 Preventivní ochranné impregnování
Pro tyto účely se používají impregnační a základovací materiály, které obsahují
biocidní chemické látky. Tyto materiály ovšem také mají svůj podíl na vyplňování
pórů ve dřevě, zrovnoměrňují nasákavost, omezují příjem vlhkosti do dřeva
a zároveň tvoří spojovací můstek pro následná povrstvení. Rozhodující pro
účinné impregnování je hloubka vniku materiálu do dřeva, a tím dosažení
nasycení vláken. Přitom jsou současně uzavřeny póry a účinné chemické látky
(fungicidy) zakotveny ve dřevě.
materiály & technologie téma
1.1.2.2 Impregnační techniky
Potřebného nasycení vláken se docílí nejlépe flutováním nebo namáčením.
Důležitá je zde doba, po kterou je dřevo v kontaktu s impregnačním, popř.
základovacím materiálem. Pro borové dřevo je tato doba doporučována
v délce 15 s celkem. Natíráním či jen pouze postřikováním se nikdy nedocílí
potřebné úrovně nasycení vláken! Kromě toho není možné, aby materiály
s biocidními látkami byly jen tak rozstřikovány bez náležitých osobních
ochranných pomůcek.
2. Poruchy přilnavosti
2.1 Způsob fungování přilnavosti laku
na dřevěném podkladu
Podstatná pro přilnavost laku je skutečná plocha styku spodní vrstvičky laku
s podkladem.
Obr. 04
Části plochy lakového filmu lnoucí k podkladu.
2.1.1 Vzájemné mechanické působení
Drsnost podkladu v přilnavostním mechanismu laku sice jistou roli hraje,
ale pouze druhořadou. I sebelépe vybroušená plocha vykazuje nějakou, byť
skutečně malou drsnost. Tato velice malá drsnost, při které se lakový film
a dřevěný podklad navzájem do sebe „zakusují“, však v žádném případě
nesmí být zaměněna povrchem s jemnými vztyčenými vlákny. Tato vlákna
pak fungují jako skutečné přívody vlhkosti k podkladu a urychlují mechanismy
poškození vlhkem (porov. nákres 03).
2.1.2 Vzájemné elektrostatické působení
Stejně jako pojivová pryskyřice v laku, tak i základní složky dřeva (celulóza,
lignin) obsahují zvláštní, chemicky aktivní skupiny. Ty vykazují opačnou po­
laritu, a podílejí se tak na přilnavosti formou elektrostatických přitažlivých
sil. Rozsah působení těchto sil je sice nepatrný, ale o to větší, čím je těsnější
kontakt lakového filmu s dřevěným podkladem. Toho se dá docílit jedině
vysokou kvalitou smočení dřevěného podkladu (zesíťování) povrstvovacím
materiálem spolu s jeho správně nastavenou viskozitou. Tekutá laková vrstva
by proto měla vykazovat o něco menší povrchové napětí než dřevěný podklad,
aby jej mohla dokonale obklopit, smočit a také vyplnit póry. Teprve pak je
umožněn co nejtěsnější kontakt částic dřeva a pojiva laku, a tím se iniciují
elektrostatické přitažlivé síly v celém účinku. Při schnutí lakové vrstvy se tyto
účinky ještě zesilují, a přispívají tak podstatnou měrou k přilnavosti základní
vrstvy k podkladu. Za normálních podmínek musí být přilnavost tak velká,
že u neporušené vrstvy nátěru při odtrhovém testu se odtrhuje lak spolu
s vlákny dřevěného podkladu.
odtrhne. Vzniklý obrazec se vyhodnotí podle daných kritérií, a určí se tak kvalita
přilnavosti laku. V druhém případě se na testovanou lakovou plochu přilepí
zkušební tělísko (štempl) a lakový film kolem něho se kruhovitě prořízne. Po
zaschnutí lepidla je zkušební tělísko taženo kolmo vzhůru, přitom je měřena
síla (v Nm) potřebná k odtržení lakové vrstvy od podkladu.
2.2 Poruchy přilnavosti
Jestliže je nějakým způsobem porušen vnitřní kontakt lakové vrstvičky
s dřevěným podkladem, nastává odloučení laku od podkladu. Příčin bývá
mnoho a často se projevují současně.
Přítomnost nejrůznějších látek, jako např. tuky, pryskyřice apod., narušuje
přilnavost laku, dříve zmíněné přitažlivé síly působí jen málo nebo vůbec
nepůsobí. Nejčastěji však bývá účinek těchto sil nepříznivě ovlivňován
nadměrným množstvím vlhkosti ve dřevě, přilnavost laku je silně narušena
nebo dokonce zcela vymizí. K tomuto jevu rovněž dochází, je-li příčinou
nepřípustná nadměrná vlhkost způsobená vnějším mechanickým narušením
lakového filmu (otevřené póry, mikropraskliny, mechanické defekty) nebo
dlouhodobou difuzí vodních par do dřeva skrze lakový film.
Vlhkost v podkladu neutralizuje účinek chemických aktivních sil, ruší účinek
elektrostatických polárních sil mezi částicemi laku a dřeva, vlhkost vlastně působí
jako klasický dělicí prostředek.
Obr. 05
Částečky vody blokují polární zóny mezi
dřevem a lakem.
(Za příznivých podmínek se přilnavost po opětovném vyschnutí dokonce
i obnoví.)
Jak si dále ukážeme, vnikání vlhkosti do dřeva se děje mnoha cestami.
Odprýskávání laku může být principiálně vyvoláno dvěma důvody, tj. rušivými
vlivy, které vycházejí z podkladu a/nebo vlivy působícími z vnějšku. Podle
vzhledu a výrazu poruchové zóny je označujeme jako plošné vady (odlupování
v plátech) nebo vady lokální (bubliny).
2.2.1 Příčiny v podkladu
2.2.1.1 Struktura dřeva
Otevřené čelní řezy představují hlavní zdroj nežádoucího přísunu vlhkosti
do hloubi struktury dřeva, a proto musí být vždy řádně a pečlivě zatěsněny.
2.1.3 Vzájemné chemické působení
U dvoukomponentních nátěrových hmot přímo chemicky reagují složky
tvrdidla se dřevem a s lakem, čímž je zajištěno velmi pevné přímé zakotvení
laku do struktur dřeva.
2.1.4 Kontrola přilnavosti laku
Přilnavost laku k podkladu lze vyhodnocovat různými technikami, například
formou mřížkového řezu (kvalitativně) nebo nalepovací odtrhovou meto­
dou (kvantitativně). V případě mřížkového řezu se na dřevěném podkladu
vytvořený lakový film kolmo křížem prořeže speciálním nožem, takto vzniklý
reliéf (mřížka) se přelepí k tomu určenou lepicí páskou. Páska se poté prudce
Obr. 06 Vlhkost vniká otevřeným čelním řezem dovnitř.
3 | 2008 SPEKTRA
37
téma materiály & technologie
2.2.1.2 Doprovodné látky
Doprovodné látky, jako např. pryskyřice, narušují lakový film, a poškozují tak
povrch lakové plochy.
Obr. 07 Extrémní provlhnutí způsobené netěsností čelního řezu, nastává promodrání.
Obr. 12 Složky pryskyřice (terpeny) poškozují povrstvení.
Povrstvení pórovitých dřevin, jako jsou např. meranti, eukalyptus apod.,
vykazuje velmi často nevyplněné nebo nedostatečně vyplněné póry. Póry ve
dřevě jsou rovněž dokořán otevřenou branou pro nadměrný vstup vlhkosti
do dřeva, představují také i budoucí poruchové zóny (bubliny, odprýskávání).
Také třísloviny vzhledem ke svému značnému obsahu organických kyselin
napadají chemicky pojivovou strukturu laků a poškozují je.
Na tomto místě je nutno zmínit i problém používání ochranných prostředků
na dřevo, které obsahují sloučeniny bóru. Tyto sloučeniny nevratně poškozují
akrylátové laky.
2.2.1.3 Opracování dřeva
Během opracovávání dřevěných stavebních dílů může mít vliv na pozdější
přilnavost laku také přítomnost roznesených pryskyřic po povrchu (smolníky,
výrony), dále použití nevhodných kluzivových a mazacích prostředků.
Obr. 08
Narušení celistvosti lazurového filmu
na nevyplněném póru.
Velký význam má také sledování tzv. levé a pravé strany dřeva u těch dílů,
jejichž povrstvení je vystaveno působení venkovních vlivů. Při silných kolísáních
vlhkosti vystupují na levé straně dřeva vlivem vznikajícího pozitivního zakřivení
podélné praskliny v laku.
Obr. 13 Odlupování filmu, výron pryskyřice.
Obr. 09
Deformace pravé a levé strany dřeva
při kolísání vlhkosti.
Samozřejmě je naprosto nepřípustné jakékoliv znečistění povrchu dřeva silikony
(tmely, oleje apod.), zde kromě ztráty přilnavosti laku se navíc přidávají i poruchy
tvorby filmu při polymeraci – silikonové kráterky. Pokud se povrstvuje vlhké dřevo
(relativní vlhkost víc než 12 %), je pozdější odprýskávání laku pravděpodobné.
Při následném dosychání dřeva dochází ke zmenšení objemu dílu, tvoří se tzv.
vrásy v lakovém filmu a lak se může od podkladu odloučit.
Při nedostatečně provedeném základování nepřijmou tvrdé letokruhy dostatečné
množství materiálu, což má za následek vytvoření nekvalitního spojovacího
můstku a lak v těchto zónách odprýskává.
Obr. 10 Odprýskávání laku na tvrdých letokruzích. Obr. 11 Silně vystouplé letokruhy
(srovnej 1.2.1.2).
38
www.ProfiMag.cz
Obr. 14 Odprýskávání lakového filmu vyvolané opětovným vyschnutím dřevěného dílu.
materiály & technologie téma
2.2.1.4 Lepené spoje
U naprosté většiny dřevěných stavebních dílů představují lepené rohové spoje
speciální problémové zóny. Neprolepenými netěsnými místy snadno proniká
do hloubi dílu vlhkost a je příčinou následného odprýskání nátěru.
Pokud se k opravám defektů ve dřevě použijí nevhodné měkké vosky, způsobí
trvalé problémy s přilnavostí laků na opravovaných místech.
Obr. 15
Problém netěsné spáry způsobený nedosta­
tečným prolepením spoje.
Obr. 18 Puchýře na vosku.
Velmi důležité je zajistit, aby lepený spoj rozpor–čep byl zcela vodotěsný.
Znamená to, že všechny spáry (i přiznané) musí být vodovzdorným lepidlem
zcela vyplněny. Toto není až tak důležité pro pevnost rohového spoje jako
pro těsnost V-spár. Čelní řezy ve V-spárách musí být dále ještě zatěsněny
vhodným tmelem proti vnikání vlhkosti.
Tloušťky příslušných lakových vrstev v systému (suchých) jsou dány předpisem
od výrobce laků. Kompletní povrstvovací systémy mívají zpravidla celkovou
tloušťku suchého filmu kolem 120–150 µm. Příliš silné lakové vrstvy znemožňují
paropropustnost, a za nepříznivých podmínek pak dochází k plošnému
odprýskávání lakových vrstev.
Obr. 16
Zatmelení čelních řezů brání vnikání vlhkosti
do spáry. Pozor: Zatmelení V-spáry v žádném
případě nenahrazuje nedostatečné prole­pení!
Výronky lepidla musí být okamžitě a pečlivě za mokra odstraněny. Místa
potřísněná zaschlým lepidlem odpuzují základovací materiál a navíc podstatně
snižují přilnavost laku, lak drží jen málo nebo vůbec ne.
2.2.2 Vlivy a působení na nátěrový systém
Na přilnavost lazurovacích a krycích povrstvovacích systémů mají následný
vliv i vnější podmínky.
2.2.2.1 Skladba povrstvení
Povrstvení by mělo vždy vycházet z příslušného systému, jehož komponenty
mají společnou vlastnost (např. vodové komponenty). Kombinace nátěrových
hmot od různých výrobců v jednom systému je však vždy na pováženou! Podle
možností by také neměly být libovolně kombinovány nátěrové hmoty vodové
a syntetické. Výjimkou jsou zpravidla syntetické impregnační prostředky.
Zbytkové podíly ředidel v podkladu (zejména z důvodu nedostatečného
proschnutí) mohou způsobit jak lokální separaci lakových vrstev, tak i plošné
odloučení laků od podkladu.
Obr. 17 Puchýře způsobené zbytky ředidel v podkladu.
Obr. 19 Odprýskání laku na dveřích, důvodem je příliš silná vrstva laku (zde více
než 400 µm za sucha!).
Schnutí čerstvě vytvořeného lakového nástřiku by mělo ideálně následovat při
hodnotách relativní vlhkosti vzduchu od cca 60 % a výš, v průběhu další poly­
merace (vytvrzování) by měla vlhkost okolního vzduchu být alespoň 30 %.
V sušicích tunelech by měly být dosoušeny dřevěné díly, které se nacházejí
ve stadiu „suchý na prach“ (teplota na vstupu tunelu cca 25 °C, na výstupu
kolem 38 °C). Příliš rychlé zasychání nátěru (vysoká počáteční teplota, nízká
vlhkost okolního vzduchu) vede zpravidla k dalším poruchám tvorby lakového
filmu, které se navenek projeví trhlinami v laku.
Obr. 20 Trhliny způsobené překotným sušením laku, tvorba krakel (mikrosnímek),
vstupní brána pro příjem vlhkosti.
3 | 2008 SPEKTRA
39
téma materiály & technologie
Pokud naopak povrstvujeme příliš suché dřevo (relativní vlhkost dílů je zřetelně
méně než 12 %), pak tento podklad velmi rychle přijme vodový podíl z nátěrové
hmoty. To má za následek vznik značných poruch při tvorbě vlastního filmu,
někdy se také hovoří o „propálení laku“.
2.2.2.2 Zabudování
Pokud jsou nová okna a dveře zabudovávány do novostaveb, trpí především
všemi vlivy působící stavební vlhkosti. Zejména v chladnějších ročních ob­
dobích, kdy jsou stavby nedostatečně větrány, se vlhkost sráží a škodí laku
jako kondenzační voda.
Lepicí pásky z PVC obsahují značná množství změkčovadel, která vnikají do
laku, lak měkne a ztrácí přilnavost.
Obr. 27 Kohezní zlom v povrstvení v důsledku použití nevhodné lepicí pásky.
Obr. 28 Odtržení laku lepicí páskou a zbarvení způsobené změkčovadly.
Pokud se při osazování nějakým způsobem poškodí povrstvení v oblastech
stavebních připojení, může to v nepříznivých případech vést k lokálním průnikům
vlhkosti do dílu, což vede ke vzniku vodových puchýřů („vodní pytle“).
Obr. 21 Proudění vzduchu v horní části ventilačky (kondenzace par na chladnějších
částech konstrukce, např. kování). Obr. 22 Srážení kondenzační vody, důvodem
je vysoká vlhkost stavby.
Tato voda a okolní stavební vlhkost vnikají do dřevěné konstrukce, povrstvení
ztrácí přilnavost a odprýskává.
Obr. 29 Tvorba vodového puchýře. Obr. 30 Vodový puchýř na rámu (chyba při
zabudování).
2.2.2.3 Vlivy povětrnosti (IR záření, UV záření, vlhko)
Poruchy přilnavosti laku způsobují ovšem i venkovní vlivy, jako je působení
povětrnosti. Sluneční záření poškozuje lakové vrstvy zejména svými neviditel­
nými částmi spektra – infračerveným a ultrafialovým zářením. Za nepříznivých
podmínek se podílejí obě složky na poškození laku z důvodů ztráty přilnavosti.
Příliš silné zahřívání tmavé lazurovací vrstvy laku na oknech vede doslova
k přímému „připalování“ lakového filmu (poškození laku prasklinami vzniklými
ohřátím infračerveným zářením).
Obr. 23 Bobtnání lazurového filmu z dů­
vodu vysoké vlhkosti podkladu.
Obr. 24 Plošná ztráta přilnavosti la­
zurového filmu.
Nabobtnalé lazurovací vrstvy ztrácejí přilnavost k podkladu, při případném
odstraňování maskovacích či ochranných lepicích pásek se odlupuje laková
vrstva spolu s páskou.
Obr. 31 Odprýskávání laku způsobené IR zářením.
Účinkem UV záření je postihován
především lignin přímo v dřevěném
podkladu. Po odbourání ligninu je
povrch dílu narušen, v důsledku toho
lak ztrácí přilnavost.
Obr. 25 Odprýskávání lazury. Obr. 26 Odtržení lakové lazurové vrstvy lepicí
páskou.
40
www.ProfiMag.cz
Obr. 32 Odprýskávání laku způsobené
UV zářením.
INZERCE
3. Probarvení
Na povrstvených plochách dřevěných stavebních
dílů se nezřídka objevují nepříjemná nežádoucí
zbarvení. Také zde rozlišujeme původ zbarvení,
tedy má-li příčinu v dřevěném podkladu, nebo byl
defekt vyvolán vnějším působením.
3.1 Doprovodné látky (pryskyřice,
třísloviny, oleje atd.)
Mnohé tropické dřeviny (např. niangon, žluté
meranti, merbau a mnohé jiné), ale i tuzemské
dřeviny (kaštan, dub) obsahují zbarvující dopro­
vodné látky.
Obr. 36 Zbarvení působením plísní.
3.3 Koroze (kovové části)
Také koroze kovových součástí oken může vyvolat
nežádoucí zbarvení lakových ploch. Buďto na kovové
díly nebo na kovové pigmenty působí samotná vlh­
kost nebo i v součinnosti s kyselými doprovodnými
látkami. Vznikající chemické sloučeniny nepříznivě
ovlivňují vzhled lakovaných ploch.
Obr. 33 Dřevozbarvující doprovodné látky prorážejí
do laku.
Prorážení nežádoucích dřevozbarvujících dopro­
vodných látek lze účinně bránit příslušnou izolační
mezivrstvou v povrstvovacím systému. Izolační
mezivrstvy obsahují účinné substance, které za­
mezují dalšímu putování (difuzi) dřevozbarvujících
látek do horních vrstev laku, a tím poškození
filmu.
A
BARVY
PROFESIONÁLŮ
Již od roku 1792 Sikkens poskytuje nátěrové systémy přinášející
vynikající technickou kvalitu, inovaci
a vysoký výkon
B
Obr. 34 Způsob fungování izolační lakové mezivrstvy.
3.2 Napadení houbovými
mikroorganismy
Nežádoucímu zabarvení lakových ploch způ­
sobenému houbovými mikroorganismy se účinně
vyhýbáme cíleným bráněním nadměrného za­
vlhnutí dřevěných dílů (ideální do 12 %). Fun­
gicidy v impregnačních a základovacích ma­
teriálech zabraňují rozšíření a růstu houbových
mikroorganismů.
Ŷ lazury a krycí laky na dřevo
průmyslová a řemeslná aplikace
Ŷ fasádní a interiérové barvy
Obr. 37 Zbarvení tříslovinami z dubového dřeva.
Ŷ barvy na kovy
JIPA, spol. s r.o.
Obr. 38 Zbarvení laku produkty koroze měděných
odvodňovacích trubiček.
Obr. 35 Dřevozbarvující houbové mikroorganismy
(promodrávání dřeva pod nátěrem).
www.jipa.cz
výhradní distributor
stavebních barev Sikkens v ČR
Družstevní 63, 463 31 Chrastava
tel/fax: +420 482 411 011
w w w. j i p a . c z