MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV NÁBYTKU DESIGNU A BYDLENÍ
STANOVENÍ TECHNOLOGICKÝCH PODMÍNEK A MATERIÁLŮ PRO POVRCHOVOU ÚPRAVU NÁBYTKOVÝCH DÍLCŮ
DIPLOMOVÁ PRÁCE
2010/2011
BC. JAN REGULA
ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Stanovení technologických podmínek a materiálů pro povrchovou úpravu nábytkových dílců zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje závěrečná práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských
práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko
univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
V Brně, dne: …………………………………..podpis studenta
JMÉNO: Bc. Jan Regula
NÁZEV: Stanovení technologických podmínek a materiálů pro povrchovou úpravu nábytkových dílců
ABSTRAKT: Diplomová práce se zabývá vlivem vybraných technologických podmínek na kvalitu povrchové úpravy nábytkových dílců pro firmu Ikea dokončovaných navalováním a porovnáním vybraných vlastností nátěrového filmu s požadavky definovanými v dokumentu Surface coatings and coverings – general requirements (IOS-MAT-0066). Na základě analýzy zjištěných a eventuálně možných defektů, které by měly vliv na požadovanou kvalitu povrchové úpravy, byla navržena opatření proti jejich vzniku a návrh kontroly konečné jakosti povrchové úpravy.
KLÍČOVÁ SLOVA: Válcové nanášení, nátěrový film, povrchová úprava, technologické podmínky, UV vytvrzování, jakost.
NAME: Bc. Jan Regula
THEMA: Determination of process conditions and materials for surface finishes of furniture parts
ABSTRACT: This thesis deals with the influence of selected technological conditions on the quality of
the finishes for furniture
components for
IKEA roller
coating process
of
completionand a comparison of selected properties of the paint film to the requirements definedin the document, Surface Coatings and coverings - General Requirements(IOSMAT-0066). Based
on the
affect therequired
analysis of quality
detected
and possibly potential defects that would
of finish, were
designed from their
inception
and draft final qualitycontrol of finishes.
KEY WORDS: Roller coating process, paint film, finishing, technological requirements, UV curing, quality.
OBSAH 1.
ÚVOD.................................................................................................................................................. 7
2.
CÍL PRÁCE........................................................................................................................................ 8
3.
DŘEVOTVAR, VÝROBNÍ DRUŽSTVO ZNOJMO...................................................................... 9
4.
POPIS STROJNĚ-TECHNOLOGICKÉHO ZAŘÍZENÍ ............................................................ 10
4.1. ŠIROKOPÁSOVÁ BRUSKA COSTA LEVIGATRICI SERIE SA............................................ 11 4.2. VÁLCOVÁ NANÁŠEČKA BURKLE SLC 1300........................................................................... 11 4.3. IR SUŠÍCÍ TUNEL – ŠVOMA STROJE ŽĎÁR NAD SÁZAVOU.............................................. 12 4.4. KOMBINOVANÁ VÁLCOVÁ NANÁŠEČKA / TMELIČKA MOD. SORBINI SMARTCOATER SP1.............................................................................................................. ............... 12 4.5. VYTVRZOVACÍ UV TUNEL S JEDNOU LAMPOU MOD. UV2000 M1-TTE 2500............... 13 4.5.1. TYČKOVÝ DOPRAVNÍK, TYP TTE 2500................................................................................ 13 4.6. VÁLCOVÁ NAVALOVAČKA S JEDNOU HLAVOU SORBINI SMARTCOATER MF OPTI 0,84 DRÁŽEK...........................................................................................................................13 4.7. VYTVRZOVACÍ UV TUNEL SE DVĚMI LAMPAMI MOD. UV2000 M2-TTE 4000 + SRC1350......................................................................................................................................................14 4.7.1. TYČKOVÝ DOPRAVNÍK, TYP TTE 1350................................................................................ 15 5.
POUŽITÉ MATERIÁLY................................................................................................................ 16
5.1. MATERIÁL DÍLCŮ......................................................................................................................... 16 5.2. APLIKOVANÉ NÁTĚROVÉ HMOTY ......................................................................................... 16 5.2.1. ED1205-9047 LAQUA PRIME .................................................................................................... 17 5.2.2. UF 1187-9001 BECKRY PRIME.................................................................................................. 17 5.2.3. UF 61498 BECKRY PRIME........................................................................................................ 17 5.2.4. UH 1192 BECKRY TOP 25 .......................................................................................................... 17 5.2.5. UH 61614-4 BECKRY TOP 15 ..................................................................................................... 17 5. 3. PRINCIP VYTVRZOVÁNÍ POUŽITÝCH NÁTĚROVÝCH HMOT....................................... 18 5.3.1. VYTVRZOVÁNÍ IR ZÁŘENÍM.................................................................................................. 18 5.3.2. VYTVRZOVÁNÍ UV ZÁŘENÍM ................................................................................................ 18 6.
TECHNOLOGICKÝ POSTUP POVRCHÉ ÚPRAVY................................................................ 22
6.1. PLOCHA A ....................................................................................................................................... 22 6.2. PLOCHA B........................................................................................................................................ 22 7.
POŽADAVKY NA KVALITU NÁTĚROVÉHO FILMU............................................................ 25
7. 1. PHYSICAL PROPERTIES – FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI ...................................................... 25 7. 1. 1. ODOLNOST POVRCHU........................................................................................................... 25 7. 2. VISUAL REQUIREMENTS – VIZUÁLNÍ POŽADAVKY ....................................................... 26 7. 2. 1. BARVA ........................................................................................................................................ 26 7. 2. 2. LESK............................................................................................................................................ 26 7. 2. 3. VÝSTUPKY A DEFEKTY DOKONČENÉHO FILMU ......................................................... 27 7. 2. 4. OTISK PRSTU............................................................................................................................ 27
8.
METODIKA HODNOCENÍ VYBRANÝCH
VLASTNOSTÍ NÁTĚROVÉHO FILMU..... 28
8.1. HODNOCENÍ ODOLNOSTI POVRCHU PROTI PŮSOBENÍ STUDENÝCH KAPALIN ..... 28 8. 2. HODNOCENÍ VZHLEDOVÝCH VLASTNOSTÍ ....................................................................... 30 8.3. MĚŘENÍ HODNOTY LESKU ........................................................................................................ 31 8.4. TVRDOST NÁTĚROVÉHO FILMU ............................................................................................. 31 8.5. MŘÍŽOVÁ ZKOUŠKA................................................................................................................... 32 9.
VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ ........................................................................................................... 33
9. 1. ODOLNOST POVRCHU VŮČI PŮSOBENÍ STUDENÝCH KAPALIN .................................. 33 9.2. LESK................................................................................................................................................. 33 9.3. VÝSKYT NEDOVOLENÝCH DEFEKTŮ .................................................................................... 33 9.4. TVRDOST NÁTĚROVÉHO FILMU ............................................................................................. 34 9.5. MŘÍŽOVÁ ZKOUŠKA.................................................................................................................... 34 10. PŘÍČINY VZNIKU DEFEKTŮ A JEJICH ŘEŠENÍ, NÁVRH KONTROLY KVALITY ........ 35 10.1. PŘÍČINY VZNIKU DEFEKTŮ ................................................................................................... 35 10.1.1. LESK............................................................................................................................................ 35 10.1.2. PŘILNAVOST NÁTĚROVÉHO FILMU ................................................................................. 36 10.1.3. VÝSTUPKY A DEFEKTY NA POVRCHU............................................................................. 36 10.1. 4. STOPY PO NANÁŠECÍM ZAŘÍZENÍ.................................................................................... 37 10.1.5. VYTVRZENÍ POVRCHU ......................................................................................................... 38 10.2. NÁVRH KONTROLY PROCESU A KVALITY POVRCHOVÉ ÚPRAVY.......................... 39 11.
DISKUSE ...................................................................................................................................... 43
12.
ZÁVĚR ......................................................................................................................................... 46
13.
SUMMARY .................................................................................................................................. 48
14.
POUŽITÁ LITERATURA.......................................................................................................... 50
15.
SEZNAM PŘÍLOH...................................................................................................................... 53
1.
ÚVOD Střední a velké nábytkářské firmy, jenž jsou zaměřeny převážně na sériovou
výrobu nábytku a bytových doplňků, mohou být nuceny hledat nové produkty v době ztlumené či zcela odeznívající poptávky po svých vlastních výrobcích. Tyto produkty mohou zajistit využití jejich technologického zařízení v mezidobí, kdy firma není schopna zaplnit výrobu stávajícími produkty a ještě nemá vytvořený či dokončený sortiment nový. V důsledku toho je technologické zařízení vytíženo pouze částečně či nulově. Cestou, jak docílit krátkodobého i dlouhodobého zvýšení využití vlastních výrobních kapacit je výroba pro jiné výrobní nebo obchodní subjekty. Tyto subjekty často předkládají již vypracovanou výkresovou dokumentaci a stanovují i požadavky na vlastnosti výrobku a materiálů na něj použitých. Základem pro tuto i opakovanou spolupráci je schopnost firmy vyrábět a garantovat požadovanou konstantní kvalitu během celého období výroby (způsobilost výrobního procesu) pro svého obchodního partnera. V případě, kdy je tímto partnerem nadnárodní podnik působící na více národních trzích jak v Evropě, tak i na dalších kontinentech, vzrůstá povědomí nejen o samotném podniku, ale přispívá také k dobrému jménu celého nábytkářského průmyslu v České republice. Z velké části určuje konečné vlastnosti a vzhled výrobku jeho povrchová úprava a právě z tohoto důvodu je na její jakost kladen velký důraz. Je tedy na místě, aby se podnik detailně seznámil s požadavky na kvalitu povrchové úpravy požadované jeho obchodním partnerem a to nejen z důvodu jeho spokojenosti, ale také z důvodu jejího racionálního a co nejefektivnějšího provedení. Jsou-li tyto poznatky zpracovány, lze je pak využít opakovaně a to i s delším časovým odstupem. Tato diplomová práce byla vypracována ve spolupráci s podnikem Dřevotvar Znojmo, v. d. a je prvotně zaměřená na aplikaci v této firmě. Může ovšem poskytnou také informace studentům zabývajících se problematikou povrchové úpravy válcovým nanášením i jako prvotní informace o implementaci standardů jakosti do výroby.
7
2.
CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce je posoudit, zda jsou vybrané vlastnosti povrchové
úpravy dílců dokončených technologií navalováním na daném technologickém zařízení firmy Dřevotvar Znojmo, v.d., za použití daných nátěrových hmot a technologického postupu v souladu s požadavky firmy IKEA na povrchovou úpravu nábytkových dílců. Dále stanovit technologické podmínky ovlivňující konečnou kvalitu této povrchové úpravy a navrhnout opatření pro dosahování požadované konstantní, případně zvýšené kvality povrchové úpravy.
8
3.
DŘEVOTVAR, VÝROBNÍ DRUŽSTVO ZNOJMO V roce 1946 vzniklo Lidové truhlářské družstvo ve Znojmě. V té době poskytlo
družstvo většímu množství obyvatel v regionu zaměstnání v oboru nábytku. Družstvo má více jak šedesátiletou tradici výroby nábytku. Během období existence prošlo různými etapami ve výrobě. Vyrábělo čalouněný, kovový i rákosový nábytek. Také bylo jedním z výrobců duralových lyžařských holí. Dnes se firma zabývá výrobou bytového nábytku, kancelářského nábytku a zhotovením zakázkových interiérů. Převážnou část produkce tvoří dýhovaný nábytek, dále pak nábytek z masivu a laminotřískových desek. Mezi nejprestižnější zahraniční zakázky patří soudní síně Konstitučního soudu v Moskvě a Petrohradě. Dále pak družstvo zařídilo nábytkem několik desítek zastupitelských úřadů ČR po celém světě. V České republice například zhotovilo interiér Škodova paláce – Magistrát hlavního města Prahy. Dále interiéry Letiště Praha – VIP a CIP salonky (http://www.drevotvar-znojmo.cz). Dřevotvar Znojmo, v.d. je členem Asociace českých nábytkářů, Klastru českých nábytkářů a Svazu českomoravských výrobních družstev.
Obr. 1: Logotyp společnosti Dřevotvar, výrobní družstvo Znojmo
Obr. 2: Logo Asociace českých nábytkářů
9
4.
POPIS STROJNĚ-TECHNOLOGICKÉHO ZAŘÍZENÍ Stávající technologické zařízení na povrchovou úpravu plošných dílců válcovým
nanášením bylo účelově sestaveno do linky (obr. 3) z těchto strojů: širokopásová bruska Costa levigratici serie S, válcová nanášečka BURKLE SLC 1300, IR sušící tunel Švoma stroje, kombinovaná válcová nanášečka / tmelička mod. SORBINI SMARTCOATER SP1 s vytvrzovacím UV tunelem s jednou lampou, mod. UV2000 M1-TTE 2500 s laťkovým dopravníkem typ TTE 2500, válcová navalovačka s jednou hlavou SORBINI SMARTCOATER MF-OPTI 0,84 drážek s vytvrzovacím UV tunelem se dvěma lampami mod. UV2000 M2-TTE 4000 + SRC 1350 a na konci zařazeným laťkovým dopravníkem typ TTE 1350.
Obr. 3: Linka PU navalováním, Dřevotvar Znojmo, v.d.
10
4.1. ŠIROKOPÁSOVÁ BRUSKA COSTA LEVIGATRICI
SERIE SA
Prvním strojem linky na jejím vstupu je horní širokopásová bruska Costa levigatrici, serie SA s jednou dotykovou patkou, pracovní šířkou pásu 1350 mm a délkou 2620 mm.
Obr. 4: ŠIROKOPÁSOVÁ BRUSKA COSTA LEVIGATRICI SERIE SA
4.2. VÁLCOVÁ NANÁŠEČKA BURKLE SLC 1300
BURKLE SLC 1300 je jednohlavová válová nanášečka s maximální pracovní šířkou 1400 mm a volitelnou pracovní rychlostí od 6 do 30 m/min. Je vhodná pro řazení do linky. Průměr dávkovacího válce je 174 mm, nanášecího 238 mm. Posuv dílců ve stroji je zajišťován spodním posuvným pásem.
Obr. 5: Válcová nanášečka s jednou hlavou Burkle SLC-1300 Roller Coater http://www.ferwood.net 11
4.3. IR SUŠÍCÍ TUNEL – ŠVOMA STROJE ŽĎÁR NAD SÁZAVOU
Sušící tunel má celkovou délku 2500 mm a šířku 1700 mm. Je osazen vyhřívací trubicí o celkové délce 1400 mm a příčných rozměrech 33 x 15 mm, 6 IRM zářiči o výkonu 325 W a 18 IRK zářiči 250 W a jedním ventilátorem.
Obr. 6: IR Sušící tunel
4.4. KOMBINOVANÁ VÁLCOVÁ NANÁŠEČKA / TMELIČKA MOD. SORBINI SMARTCOATER SP1
Kombinovaná válcová nanášečka / tmelička s jednou hlavou a jedním hladícím válcem je vhodná pro aplikaci tmelů, základových i vrchních nátěrových hmot. Nanášecí, dávkovací a hladící válce mají hlavy o průměru 50 mm, celkový průměr dávkovacího válce je 173mm. Pohyb dílců zajišťuje pryžový dopravní pás poháněný výstupním pryžovým válcem o průměru 131 mm. Pracovní rychlost je volitelná od 5 do 20 m/min. Opracovatelná šířka dílců je maximálně 1300 mm a tloušťka dílců se pohybuje v rozmezí od 3 do 70 mm.
12
Obr. 7: Kombinovaná válová nanášečka / tmelička SMARTCOATER SP1 http://www.ceflafinishinggroup.com/en/products/
4.5. VYTVRZOVACÍ UV TUNEL S JEDNOU LAMPOU MOD. UV2000 M1-TTE 2500
Jedná se sušící tunel s vysokovýkonnými UV lampami přímého záření. U tohoto tunelu se běžně používají běžné rtuťové lampy o max. výkonu 120 W/cm s maximální vlnovou délkou 367 nm. Tento tunel může být osazen i lampami Galliovými s vlnovou délkou 420 nm pro pigmentové nátěrové hmoty, případně i jinými lampami odlišných vlnových délek.
4.5.1. TYČKOVÝ DOPRAVNÍK, TYP TTE 2500
Tyčkový dopravník je nejpoužívanějším pro posuv dílců ve vytvrzovacích UV tunelech. Dopravník je má pochromované otočné laťky o průměru 25 mm s krokem 114,3 mm. Pracovní šířka dopravníku je 1445 mm s min. délkou dílce 240 mm.
4.6. VÁLCOVÁ NAVALOVAČKA S JEDNOU HLAVOU SORBINI SMARTCOATER MF - OPTI 0,84 DRÁŽEK
Tato válcová navalovačka je vhodná pro aplikaci základových i vrchních nátěrových hmot. Nanášecí a dávkovací válce mají hlavy o průměru 50 mm. Ocelový dávkovací válec je opláštěný tvrdým chromovaným nátěrem tloušťky 0,12 mm, celkový průměr dávkovacího válce je 173 mm. Množství aplikované nátěrové hmoty je
13
regulováno přítlakem mezi dávkovacím a nanášecím válcem OPTI ROLER (průměr 250 mm). Pohyb dílců válcovou navalovačkou zajišťuje pryžový dopravní pás s regulovatelnou pracovní rychlostí v rozmezí od 5 do 20 m/min. Opracovatelná šířka dílců je maximálně 1300 mm při tloušťce dílců v rozmezí od 3 do 70 mm.
Obr. 8: Válcová navalovačka s jednou hlavou sorbini smartcoater MF http://www.ceflafinishinggroup.com/en/products/machines/smartcoater-m-roller-coater
4.7. VYTVRZOVACÍ UV TUNEL SE DVĚMI LAMPAMI MOD. UV2000 M2-TTE 4000 + SRC1350
Sušící tunel s vysokovýkonnými UV lampami přímého záření, přičemž je možné tunel nastavit tak, aby akceptoval pouze jednu lampu. U tohoto tunelu se běžně používají běžné rtuťové lampy o max. výkonu 120 W/cm s maximální vlnovou délkou 367 nm. Tento tunel může být osazen i lampami Galliovými s vlnovou délkou 420 nm pro pigmentové nátěrové hmoty, případně i jinými lampami odlišných vlnových délek.
14
Obr. 9: Vytvrzovací UV tunel UV2000 http://www.ceflafinishinggroup.com/en/products/machines/uv2000-drying-machine
4.7.1. TYČKOVÝ DOPRAVNÍK, TYP TTE 1350
Tyčkový dopravník je nejpoužívanějším pro posuv dílců ve vytvrzovacích UV tunelech. Tento laťkový dopravník je má pochromované otočné laťky o průměru 25 mm s krokem 114,3 mm. Pracovní šířka dopravníku je 1445 mm s min. délkou dílce 240 mm.
Obr. 10: Schéma linky povrchové úpravy válcovým nanášením
1. Širokopásová bruska
7. Válcová nanášečka III.
2. Válcová nanášečka I.
8. Ga + Hg UV lampy
3. Sušící IR tunel
9. Laťkový dopravník
4. Válcová nanášečka II. 5. Hg UV lampa 6. Laťkový dopravník
15
5.
POUŽITÉ MATERIÁLY 5.1. MATERIÁL DÍLCŮ
Dokončované dílce jsou vyrobeny ze středně husté vláknité desky - MDF, Medium Density Fibreboard - v tloušťkách 14, 16 a 18 mm. MDF
desky
jsou
vyráběny
z dřevních
vláken
nebo
vláken
jiných
lignocelulosových materiálů. Desky se vyznačují stejnorodou strukturou slisovaných vláken v celém průřezu, jsou vyráběny převážně jako jednovrstvé. Patří do skupiny polotvrdých vláknitých desek s hustotou od 400 do 800 kg/m3 a jsou dodávány broušené. Poslední broušení se provádí brusnými pásy zrnitosti 150 (Hrázký, J., Král, P. 2007).
5.2. APLIKOVANÉ NÁTĚROVÉ HMOTY
Na dokončení dílců byla použita vodou ředitelná nátěrová hmota (NH) Becker Acroma ED1205-9047 a nátěrové hmoty vytvrzované ultrafialovým zářením (UV) UF1187-9001, UF 61498, UH1192-91022 a UH 61614-4. Technické a bezpečnostní listy těchto nátěrových hmot jsou součástí přílohy. Vodou ředitelné nátěrové hmoty vytvrzují odpařením vody a organických rozpouštědel. Obsah vody je obvykle 10 – 65% a 3 – 18% organických rozpouštědel. Tato organická rozpouštědla snižují v tekuté vodou ředitelné nátěrové hmotě dočasně MFT při nanášení. MFT minimální filmotvorná teplota je nejnižší teplota, při které tvoří nátěrová hmota po nanesení nátěrový film. Při nižší teplotě se voda odpaří, ale disperze a polymery nesplynou, nevytvoří film (Tesařová, D. 2007). Nátěrové hmoty vytvrzované UV zářením jsou skupinou nátěrových hmot s velmi vysokým obsahem sušiny (téměř 100%), kde základní filmotvornou složkou je ve všeobecnosti nenasycená pryskyřice, která je rozpuštěná v reaktivním rozpouštědle. Dále systém obsahuje fotoiniciátor, který se ultrafialovým zářením rozkládá na radikály, které následně iniciují polymeraci nenasycené pryskyřice s reaktivním rozpouštědlem. Do těchto NH se přidávají v malém množství (obvykle 1 - 2% u navalovacích laků) aditiva pro zlepšení rozlivu (Muzikář, Z. 2008).
16
5.2.1. ED1205-9047 LAQUA PRIME
Jednosložková vodou ředitelná základní nátěrová hmota v bílém odstínu s obsahem sušiny 57%. Je určená pro aplikaci válcovým nanášením na většinu materiálů na bázi dřeva. Doporučené aplikované množství je 15-20 g/m2. Čas schnutí při teplotě 20 °C je 10 až 30 minut. Při použití IR záření výrobce doporučuje 5-10 lamp.
5.2.2. UF 1187-9001 BECKRY PRIME
Bílá základní UV nátěrová hmota bez obsahu rozpouštědel určená pro úpravu dřevotřískových a MDF dílců válcovým nanášením. Doporučené množství nánosu této nátěrové hmoty se pohybuje od 8 do 12 g/m2. Pro vytvrzení je nutná minimální UV dávka 500 mJ/cm2 při vlnové délce 280-320 nm.
5.2.3. UF 61498 BECKRY PRIME
UV základní lak v bílém odstínu určený pro povrchovou úpravu neporézních povrchů z většiny materiálů na bázi dřeva válcovým nanášením. Teoretický obsah sušiny je 100%. Pro vytvrzení je nutná minimální UV dávka 300 mJ/cm2 při vlnové délce 280-320 nm.
5.2.4. UH 1192 BECKRY TOP 25
Bílá vrchní barva vytvrzovaná UV zářením s podílem rozpouštědel méně než 1% určený pro válcové nanášení. Doporučený aplikační nános je 10 až 25 g/m2. Minimální UV dávka pro vytvrzení filmu je 400 mJ/cm2 při vlnové délce 280-320 nm.
5.2.5. UH 61614-4 BECKRY TOP 15
Vrchní bílá UV barva v odstínu Ikea white no. 2 určená pro aplikaci na neporézní substráty s teoretickým obsahem sušiny 100%. Doporučené množství nánosu je 15 až 25 g/m2. Minimální UV dávka pro vytvrzení filmu je 350 mJ/cm2 při vlnové délce 280-320 nm Hg lampy + 500 mJ/cm2 při vlnové délce 390-450 nm Ga lampy. 17
5. 3. PRINCIP VYTVRZOVÁNÍ POUŽITÝCH NÁTĚROVÝCH HMOT
5.3.1. VYTVRZOVÁNÍ IR ZÁŘENÍM
Infračervené záření zaujímá široku oblast mezi nejkratšími radiovými vlnami -3
(λ=10 m) a světlem (λ > 770 nm) (obr. 11). Zdrojem infračerveného záření jsou tělesa zahřátá na vyšší teplotu. Při pohlcování infračerveného záření dochází k tepelné výměně a ozářené těleso se ohřívá. Tak je tomu např. u infrazářiče, jehož topné těleso hřeje, ale nesvítí (Svoboda a kol. 2005). Při nárazu infračerveného paprsku na těleso mohou být paprsky odraženy (reflexe), pohlceny materiálem (absorbce) nebo materiálem proniknou (transmise), přičemž pro vytvrdnutí nátěrového filmu je nejpodstatnější absorpce, která by měla být co největší. Protože mají zářiče široké spektrum vyzařování, vyskytují se reflexe, absorbce a transmise téměř vždy současně, i když jednotlivé poměry závisí na podmínkách, které se v daném čase vyskytují (Trávník, A., Svoboda, J. 2007). Pro sušení nátěrového filmu má největší vliv absorce. V tomto případě jsou totiž vyzařované délky v resonanci (souladu) s vlnovými délkami, které těleso (nátěrový film) maximálně absorbuje (Zemiar, J. 2009). U infračerveného záření je tedy záření absorbováno nátěrovou hmotou, kde se přeměňuje v teplo a tím nátěrový film vysouší. Infrazářiče lze rozdělit do tří skupin podle vlnové délky záření (Rothkamm, M., Hansemann, W., Böttcher, P. 2003): •
IRK - krátkovlnné – 0,78 – 2,00 µm
•
IRM – středněvlnné – 2,00 – 4,00 µm
•
IRL – dlouhovlnné – 4,00 – 20,00 µm Nátěrových hmoty vytvrzované infračerveným zářením musí být upraveny tak,
aby poměrně vysoké teploty při vytvrzování nevyvolaly vznik bublinek a puchýřků (Drápela, J. a kol. 1980).
5.3.2. VYTVRZOVÁNÍ UV ZÁŘENÍM
Ultrafialové záření je elektromagnetické vlnění o vlnové délce kratší než světlo fialové barvy (λ = 390 nm) a jeho nejkratší vlnové délky zasahují do oblasti rentgenového záření (λ ~ 10 nm) (obr. 11). Zdrojem ultrafialového záření jsou tělesa zahřátá na vysokou teplotu (Slunce) nebo speciální výbojky naplněné párami rtuti. 18
Obyčejné (tzv. draselné) sklo ultrafialové záření pohlcuje, proto se výbojky zhotovují ze skla křemenného (Svoboda a kol. 2005).
Obr. 11: Elektromagnetické spektrum http://www.steribeam.com
Každá UV lampa vyvíjí kromě cca 15% UV záření v požadovaném spektrálním rozsahu ještě i cca 5% viditelného záření a zbytek je nežádoucí IR záření. Stárnutím lampy se podíl UV záření zmenšuje a naopak narůstá podíl IR záření (Chamrád, S., Krhut, L. 2008). UV zářiče lze rozdělit na (Hartman a kol. 1988) (Hlaváček, T. 2008):
a) nízkotlaké – Mají nízkou intenzitu vyzařování. Jsou vhodné pro vytvrzování bezparafinických polyesterových laků a tmelů. Jejich působením dochází k předpolymeraci laku po dobu 2 až 4 minut a k vyloučení parafínu na povrchu nátěru.
b) vysokotlaké – V porovnání s nízkotlakými mají intenzitu vyzařování vyšší, asi 65% vyzářené energie připadá na oblast ultrafialového záření a 35 % na viditelné záření. Používají se zejména jako druhá polymerační zóna při vytvrzování nátěrových hmot a tmelů s obsahem parafínu. Doba vytvrzení je zhruba 30 až 60 sekund. V případě potřeby je lze použít jako IR zářiče.
c) středotlaké - produkují poměrně velký podíl energie v ultrafialovém pásmu. V poslední době jsou nejužívanější, životnost se udává 1000 až 2000 hodin
Rtuťové UV zářiče jsou výbojky ze skleněné trubice jejíž stěna je opatřena vrstvou luminiscenční látky. Trubice je vyplněna inertním plynem s nízkým tlakem a malým množstvím rtuti. Na koncích skleněné trubice jsou umístěny elektrody. Pokud 19
jsou uvedeny pod napětí, vysílají páry rtuti díky výboji UV záření, které vyvolává v laku fotochemické reakce. Teplota UV zářiče na jeho povrchu dosahuje přibližně 800 – 900 °C. (Fišer, P. 2010) (www.osram.cz).
Obr. 12: Nízkotlaká výbojka – princip práce www.osram.cz/osram_cz/PROFESIONLOV/Veobecn_osvtlovn/Zivky/Technologie/Nzkotlak_vbojky/ind ex.html
Po dopadu UV záření vysílá luminiscenční látka viditelné světlo. Vhodnou kombinací luminiscenčních látek vznikají různé variace barvy světla a tak se zářivky mohou přizpůsobovat různým aplikacím. Podle vlnové délky a intenzity se UV paprsky používají pro různé aplikace: - UVA paprsky 315 – 380 nm jsou vhodné pro pomalé vytvrzování velmi silných vrstev laků nebo barev - UVB paprsky 280 – 315 nm jsou vhodné pro vytvrzování do hloubky - UVC paprsky 200 – 280 nm přispívají k rychlému průběhu chemické reakce a dosahují dobré vytvrzení povrchu.
Pro vytvrzování transparentních laků se používají zářiče rtuťové (Hg), které pracují při vlnové délce 200 – 420nm. Vysokotlaké rtuťové zářiče mají výkon cca 40 W/cm (Liptáková, E., Sedliačik M. 1989). Životnost těchto lamp je cca 1000 hodin. Pro vytvrzování pigmentových laků a barev je vhodnější použití zářičů gáliových (vlnová délka 400 – 420nm), které obsahují mimo plynné rtuťové výbojky také halogenid galia a mají větší účinek do hloubky (Fišer, P. 2010) (http://www.beckeracroma.dk).
20
UVC
UVB
UVA
NÁTĚROVÝ FILM
PODKLADOVÝ MATERIÁL
Obr. 13: Prostup UV záření různých délek nátěrovým filmem Raimont, J. UV Measurement & Process Control:Theory vs. Reality Overview of EIT Products & Measurement Techniques
Součástí vytvrzovacího zařízení je kromě zdroje záření i vhodně zvolená soustava parabolických nebo eliptických odrazových reflektorů. Odrazové reflektory jsou umístěny za zdrojem, UV lampou, a mají dát UV záření nejvyšší možnou intenzitu. Parabolický odrazový reflektor odráží vyzařovanou energii z lamp, které jsou umístěné v epicentru paraboly, v paralelním proudu paprsků. Ve snaze o co nejkolmější dopad paprsku na plochu dílce se s maximální účinností používá zejména pro ozařování rovných ploch (Hlaváček, T. 2008).
21
6.
TECHNOLOGICKÝ POSTUP POVRCHÉ ÚPRAVY 6.1. PLOCHA A
Povrchová úprava dílců se na ploše A se provádí dvěma průchody linkou. MDF dílce jsou přebroušeny pásem o zrnitosti 280 a v první válcové nanášečce jsou opatřeny základní vodou ředitelnou barvou ED 1205 v nánosu 25g/m2 a pokračují do zóny IR vysoušení. V druhé a třetí nanášečce jsou aplikovány základní UV barvy UF 1187 a UF 61498 v nánosech 12g/m2 respektive 25g/m2 a po jednotlivých průchodech nanášecím zařízením jsou tvrzeny UV zářiči. Během druhého průchodu je již nanesený nátěrový film přebroušen pásem o zrnitosti 500. První válcová nanášečka má zdvižené válce do nepracovní polohy a IR zářiče jsou vypnuty. V druhé válcové nanášečce je nanesena opět základní UV barva UF 1187 o nánosu 8g/m2 a ve třetí vrchní UV barva UF 1182 o nánosu 25g/m2. Jednotlivé nánosy jsou tvrzeny UV zářiči. Celý proces probíhá při rychlosti dopravního pásu 10 m/s. Technologický postup povrchové úpravy dílců na ploše A je znázorněn v diagramu na obrázku 14.
6.2. PLOCHA B
Povrchová úprava dílců se na ploše B se provádí pouze jedním průchodem linkou. Na vstupu je plocha přebroušena pásem o zrnitosti 280 a v první válcové nanášečce jsou dílce opatřeny základní vodou ředitelnou barvou ED 1205 v nánosu 25g/m2 a pokračují do zóny IR vysoušení. V druhé nanášečce je aplikována základní UV barvy UF 1187 v nánosu 12g/m2, prochází zónou UV vytvrzování a v třetí nanášečce je povrch dokončen vrchní UV barvou UH 61614-4, která je následně vytvrzena. Celý proces probíhá jako při dokončování plochy A za rychlosti dopravního pásu 10 m/s. Technologický postup povrchové úpravy dílců na ploše B je znázorněn v diagramu na obrázku 15.
22
Širokopásová bruska zrnitost pásu 500
Válcová nanášečka I. ED 1205 – 25g/m2
Válcová nanášečka I. zvedlý válec, vypnuto
Zóna IR vytvrzování IR zářiče
Zóna IR vytvrzování IR zářiče vypnuty
Válcová nanášečka II. UF 1187 – 12g/m2
Válcová nanášečka II. UF 1187 – 8g/m2
Zóna UV vytvrzování Ga zářič
Zóna UV vytvrzování Ga zářič
Válcová nanášečka III. UF 61498 – 25g/m2
Válcová nanášečka III. UH 1192 – 25g/m2
Zóna UV vytvrzování Ga + Hg zářič
Zóna UV vytvrzování Ga + Hg zářič
Obr. 14: Diagram technologického postupu povrchové úpravy dílce na ploše A
23
2. průchod
1. průchod
Širokopásová bruska zrnitost pásu 280
Širokopásová bruska zrnitost pásu 280
Válcová nanášečka I. ED 1205 – 25g/m2
Zóna IR vytvrzování IR zářiče
Válcová nanášečka II. UF 1187 – 12g/m2
Zóna UV vytvrzování Ga zářič
Válcová nanášečka III. UH 61614-4 – 25g/m2
Zóna UV vytvrzování Ga + Hg zářič
Obr. 15: Diagram technologického postupu povrchové úpravy dílce na ploše B
24
7.
POŽADAVKY NA KVALITU NÁTĚROVÉHO FILMU Zákazníci požadují produkty s takovými charakteristikami, které splňují jejich
potřeby a očekávání. Tyto potřeby a očekávání jsou vyjádřeny ve specifikacích produktů a společně se nazývají požadavky zákazníků. Požadavky zákazníků mohou být specifikovány zákazníky, nebo mohou být stanoveny samotnou organizací. V obou případech stanový přijatelnost produktu zákazník (ČSN EN ISO 9000:2000). Požadavky na vlastnosti nátěrového filmu provedeného navalováním, kterým jsou dokončovány dílce určené pro firmu IKEA, a způsoby jejich ověřování jsou popsány v dokumentu Surface coatings and coverings – general requirements (IOSMAT-0066). Tento dokument je součástí přílohy této diplomové práce. Pro zjištění a porovnání vlastností byly vybrány skupiny 2 – Physical properties – fyzikální vlastnosti a 3 – Visual requirements – vizuální požadavky.
7. 1. PHYSICAL PROPERTIES – FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI
7. 1. 1. ODOLNOST POVRCHU
Požadavky na dokončené povrchy vycházejí z technického popisu v tab. 1 Metody zkoušení a hodnocení povrchů dokončovaných navalováním. Normě EN 12720 odpovídá norma ČSN EN 12 720. Dokument IOS-MAT-0066 požaduje zvyšuje oproti normě ČSN EN 12 720 prodloužení doby působení kapalin u vody a parafinu ze 6 na 24 hodin. Tab. 1: Metody zkoušení a hodnocení povrchů dokončovaných navalováním Surface coatings and coverings – general requirements (IOS-MAT-0066) str. 10
Požadavky
Testovací
na odolnost
metoda
P1
R1
R2
R4
R6
R7
Voda
EN 12720
24 hod.
24 hod.
24 hod.
16 hod.
6 hod.
1 hod.
EN 12720
24 hod.
24 hod.
24 hod.
24 hod.
24 hod.
6 hod.
Alkohol (48%)
EN 12720
6 hod.
6 hod.
6. hod
-
-
-
Káva
EN 12720
6 hod.
1 hod.
1 hod.
1 hod.
-
-
Tuk
Třída
(tekutý parafín)
25
7. 2. VISUAL REQUIREMENTS – VIZUÁLNÍ POŽADAVKY
7. 2. 1. BARVA
Pro kontrolu barvy může Ikea poskytnout dodavatelům vzorek – Colour standard. Hodnoty pro kontrolu jsou napsány na štítku na zadní straně vzorku – tab 2. Barevné odchylky se vyjadřují jako hodnota ∆E (delta E) a musí být menší jak 0,5. Tab. 2: Hodnota lesku a povolené odchylky barvy
COLOUR STANDARD IKEA White 2 glos 25 Batch 35 DL
Da
Db
DC
DE
D 65 10 Deg
0,28
-0,05
0,09
0,10
0,30
A 10 Deg
0,28
-0,15
0,15
0,17
0,35
F 11 10 Deg
0,31
-0,20
0,12
0,18
0,39
Vzorky musí být skladovány za pokojové teploty na tmavém místě a chráněny proti prachu, nečistotám a tekutinám (článek 3.1.1 IOS-MAT-0066). Porovnání barvy se vzorkem pro schválení se provádí za denního světla. Měření barevných odchylek se provádí spektrofotometrem s nastavením uvedeným v tab. 3. Tab. 3: Nastavení spektrofotometru článek 3.1.2 IOS-MAT-0066
7. 2. 2. LESK
Lesk je měřen na celé ploše povrchu s minimální šířkou povrchu 50 mm. Hodnoty lesku pro barevné nátěry jsou napsány na štítku zadní strany každého vzorku. Přípustné tolerance lesku jsou napsány v tab. 4.
26
Tab. 4: Tolerance leku Surface coatings and coverings – general requirements (IOS-MAT-0066) str. 14
Požadovaná hodnota lesku
Tolerance pro plochy A a B
0-30
-2 nebo +5
> 30 – 55
±5
> 55
± 10
Požadovaná hodnota lesku 25% odpovídá dle normy ČSN 91 0102 hodnotám pro polomat, který se pohybuje v rozmezí od 11 do 30%.
7. 2. 3. VÝSTUPKY A DEFEKTY DOKONČENÉHO FILMU
Viditelné opravy poškození, stopy po pracovním zařízení a viditelné cizí částice a jiné defekty na dokončeném nátěrovém filmu na A- a B- ploše nejsou akceptovány dle článku 3.3 IOS-MAT-0066. Druhy defektů vzhledu při dokončování ploch nátěrovými hmotami popisuje norma ČSN 91 0102 Nábytek - Povrchová úprava dřevěného nábytku – Technické požadavky. Jsou to - neklidný povrch, pomerančová kůra, trhlinky, stříbrné a bílé póry, bublinky, mechanické nečistoty a poškození, matná nebo lesklá místa, zbytky parafínu, stopy po broušení, kopírování podkladu a barevné skvrny. V normě ČSN 91 0272 Nábytek – Zkoušení povrchové úpravy nábytku – Hodnocení vzhledových vlastností jsou také mezi defekty uvedena nedokončené místa.
7. 2. 4. OTISK PRSTU
Permanentní otisky prstů nejsou dle článku 3.4 IOS-MAT-0066 dovoleny. Vydavateli tohoto dokumentu jde zřejmě o dokonalé vytvrzení nátěrového filmu, jelikož otisky prstu jsou charakteristickým znakem nedokonalého vytvrzení. Norma ČSN 91 0102 Nábytek - Povrchová úprava dřevěného nábytku – Technické požadavky požaduje tvrdost pro plochy A a B nejméně 8.
27
8.
METODIKA HODNOCENÍ VYBRANÝCH VLASTNOSTÍ NÁTĚROVÉHO FILMU Na základě požadavků, které jsou stanoveny dokumentem IOS-MAT-0066 a
definovány v kapitole 7. byla provedena tato měření:
-
hodnocení odolnosti povrchu vůči působení studených kapalin
-
měření hodnoty lesku
a dále byl na povrchu dílců kontrolován výskyt nedovolených defektů popsaných v kapitole 7.2.3. jak při laboratorním měření, tak přímo v podniku při provádění povrchové úpravy. Z důvodu absence zkušebního vzorku v podniku nebylo možné provést kontrolu shodnosti barevného odstínu. Nad rámec požadavků dokumentu IOS-MAT-0066 byla provedena tato měření:
-
tvrdost nátěrového filmu (odolnost proti poškrábání či jiného mech. poškození)
-
mřížová zkouška (odolnost nátěru proti oddělení od podkladu)
8.1. HODNOCENÍ ODOLNOSTI POVRCHU PROTI PŮSOBENÍ STUDENÝCH KAPALIN
Při hodnocení odolnosti povrchu proti působení studených kapalin se postupuje dle normy ČSN EN 12 720 (ČSN 91 0280), dokument IOS-MAT-0066 však vyžaduje delší dobu působení vody a parafinu. Principem zkoušky je umístění filtračního papíru, který byl po dobu 30 vteřin ponořen do zkušební kapaliny, na zkoušený povrch po požadovanou dobu a přikrytí tohoto papíru Petriho miskou. Doba působení a použité kapaliny jsou obsaženy v tab.1. Po uplynutí požadované doby se papír odstraní z povrchu a zbývající kapalina se odsaje savým papírem bez otírání a zkušební povrch se dále ponechá 24 hodin ve zkušebním prostředí bez přikrytí. Po 24 hodinách se povrch omyje poprvé savou tkaninou namočenou v čistícím roztoku a podruhé ve vodě a následně se povrch osuší savou tkaninou. Stejným způsobem se umyje i referenční místo na vzorku, které nebylo vystaveno zkušební kapalině. Poté jsou vzorky vyhodnocovány dle tab. 5. 28
Tab. 5: Hodnocení odolnosti povrchu vůči studeným kapalinám
Hodnocení
Poškození
(stupeň) 5 4
3 2 1
Žádné viditelné poškození ( bez poškození ). Nepatrné změny lesku a barvy, viditelné jen pokud se světlo zrcadlí ve zkušebním povrchu na stopě poškození nebo blízko nich. Nepatrné stopy poškození, viditelné jen pokud se světlo zrcadlí ve zkušebním povrchu na stopě nebo blízko nich. Silné stopy poškození, struktura povrchu je většinou nezměněna. Silné stopy poškození, struktura povrchu změněna nebo materiál povrchu je úplně nebo částečně odstraněn nebo filtrační papír ulpěl na povrchu
Použité pomůcky: -
Petriho misky se zaoblenými hranami ø 40 mm, výška 25 mm
-
pinzeta
-
zkušební kapaliny o teplotě 23 ± 2 °C
-
Disky z měkkého filtračního papíru o ø 25 mm s plošnou hmotností od 400 do 500 g/m2
-
savý papír
-
savá bílá měkká tkanina
-
destilovaná voda o teplotě 23 ± 2 °C
-
čistící prostředek
Obr. 16: Zkouška odolnosti vůči působení studených kapalin
29
8. 2. HODNOCENÍ VZHLEDOVÝCH VLASTNOSTÍ
Metodiku hodnocení vzhledových vlastností stanovuje ČSN 91 0272 Nábytek – Zkoušení povrchové úpravy nábytku – Hodnocení vzhledových vlastností. Povrch a případné defekty se pozorují ve vzdálenosti 250 až 750 mm. Každý defekt se hodnotí zvlášť a hodnotí se množství m a velikost defektu g. Vzhledem k vysokým nárokům na povrch se uvažovalo s stupněm množství a výskytu defektů 2. K hodnocení byla použita lupa s 6 až 10 násobným zvětšením. tab. 6: vyhodnocovací stupnice pro množství/hustotu m projevu defektů
Stupeň hodnocení
Hustota zaplněné plochy
m 1
Ojedinělý nevýrazný výskyt defektu nenarušující celkový vzhled
2
Ojedinělý výrazný výskyt defektu nenarušující celkový vzhled
3
Výskyt defektu s nízkou zaplnitelností plochy
4
Husté zaplnění plochy
5
Extrémně husté zaplnění plochy tab. 7: Vyhodnocovací stupnice pro velikost g výskytu defektů
Stupeň hodnocení
Charakter projevu
Velikost projevů
g 1
Pouhým okem neviditelné
Viditelné pouze při zvětšení 6 až 10 krát Právě postřehnutelné pouhým
2
Velmi jemné
okem (velikost do 0,5 mm největšího rozměru projevu Největší rozměr výskytu 0,5 až
3
Zřetelně viditelné
4
Dobře až velmi dobře viditelné
5
Veliké, velikost projevu do řádu cm
1,0 mm
30
Největší rozměr výskytu 2,0 mm až 3,0 mm Největší rozměr výskytu 3,0 až 10,0 mm
8.3. MĚŘENÍ HODNOTY LESKU
Způsob stanovení hodnoty lesku stanovuje norma ČSN EN 13 722 (ČSN 91 0273). Podstatou zkoušky je měření množství odraženého světla nátěrovým filmem. Měření lesku se provádí dle požadavků dokumentu IOS-MAT-0066 na zkušebních vzorcích pod úhlem 60°. Pro měření lesku byl použit leskoměr ERICHSEN PICOGLOSS 503.
8.4. TVRDOST NÁTĚROVÉHO FILMU
Podstatou zkoušky je určení odolnosti nátěrového filmu proti poškrábání či jinému mechanickému poškození. Tuto zkoušku upravuje norma ČSN EN 67 3075. Do přípravku jsou postupně upevňovány tužky od tvrdosti 1 výše, jejichž hrot je zatížen váhou 300g ± 15g. Tužkou se vytvoří vlnovka v délce 50 mm. První tužka příslušné tvrdosti, která zanechá na povrchu souvislý vryp odpovídá tvrdosti nátěrového filmu. Použité pomůcky: -
sada tužek dle ČSN 90 1111
-
přípravek pro upnutí tužky
-
ořezávátko
Obr. 17: Sada tužek dle ČSN 90 1111 31
8.5. MŘÍŽOVÁ ZKOUŠKA
Tato zkouška slouží ke stanovení přilnavosti nátěrového filmu a jeho odolnosti vůči oddělení od podkladu a upravuje ji norma ČSN EN ISO 2409 (ČSN 67 3085). Na zkoušený povrch se řezným nástrojem provede pět řezů se stejnými rozestupy. Poté se postup opakuje pootočením pod úhlem 90° vůči prvním řezům. Řezy musí
proniknout
až
k podkladovému
materiálu,
pokud
řez
nepronikne
až
k podkladovému materiálu, je považován za neplatný. V jednom směru řezu jsou řezy přelepeny lepící páskou, která se následně pod úhlem 60° strhne. Zkouška je považována za vyhovující, pokud poškození nepřekročí stupeň 1. Použity byly tyto pomůcky: nástroj BYK byko cut pro provádění řezů v nátěrovém filmu, lepící páska. tab. 8: Hodnocení přilnavosti mřížkovou zkouškou
Hodnocení (stupeň) 0 1 2 3 4 5
Poškození Řezy jsou zcela hladké, žádný čtverec není poškozen Nepatrné poškození v místech, kde se řezy kříží. Poškozená plocha nesmí přesahovat 5%. Nátěr je nepatrně poškozen v rozích řezů a při jejich křížení. Povrch mřížky smí být poškozen o více než 5% ale méně než 15%. Nátěr je poškozen v rozích řezů, podél řezných hran. Poškození mřížky je větší, než 15%, ale menší než 35% z celkové plochy mřížky. Na nátěru jsou velké změny v rozích řezů a některé čtverečky jsou částečně nebo zcela poškozeny. Plocha mřížky je poškozena z více než 35%, ale z méně než 65% plochy mřížky Změny které jsou větší, než u stupně 4
Obr. 18: Měření přilnavosti nátěrového filmu 32
9.
VYHODNOCENÍ MĚŘENÍ 9. 1. ODOLNOST POVRCHU VŮČI PŮSOBENÍ STUDENÝCH KAPALIN
U vzorků nedošlo k viditelnému poškození žádnou ze zkušebních kapalin na obou plochách (A, B). Dle normy ČSN EN 12 720 (ČSN 91 0280) byly vzorky vyhodnoceny stupněm 5 - Žádné viditelné poškození ( bez poškození ). Ve specifikaci dokumentu IOS-MAT-0066 je jako vyhovující na stupnici 1 až 5, přičemž 1 je nejhorší a 5 nejlepší, udán stupeň 4. Odolnost povrchu vůči působení studených kapalin lze tedy označit za vyhovující.
9.2. LESK
Povolené rozmezí hodnot lesku pro plochy A a B je 23 až 30. Na plochách A se stupeň lesku pohyboval v rozmezí od 24 do 29,2. Plochy B vykazovaly hodnoty lesku nižší, od 20,9 do 25,1. Hodnoty lesku na ploše A lze považovat za vyhovující, na ploše B však nikoliv.
tab. 9: Hodnoty lesku ploch A a B
Plocha
Lesk
A
26,9
26
28,7 29,3
24
A
28,1 25,2 27,3 25,2 26,3
A
25,9 27,7 25,7 28,2 26,6 24,8 27,1 28,3 25,7
B
22,7 23,1 23,5 24,2 24,3 21,2 24,1 23,2 20,6 24,9
B
24,7 23,3 20,9 24,8 24,2 23,1 24,9 24,3 23,5
B
23,3 24,2 23,8 23,7
23
29,2 25,5 27,4 24,4 25,8 28
24,9
27
28,1 26,8 26
24
25,1 23,4 24,1 22,9 23,7
9.3. VÝSKYT NEDOVOLENÝCH DEFEKTŮ
Výskyt nedovolených defektů na zkoumaných vzorcích nedosáhl více než stupně 2 množství m (ojedinělý výrazný výskyt defektu nenarušující celkový vzhled) a velikosti g (velmi jemné, právě postřehnutelné pouhým okem, velikost do 0,5 mm největšího rozměru projevu defektu. Výsledek zkoušky je tedy vyhovující. 33
9.4. TVRDOST NÁTĚROVÉHO FILMU
Tvrdost povrchu na ploše A dosáhla hodnoty 12 a na ploše B 11. Požadavku na tvrdost dle normy ČSN 91 0102 Nábytek - Povrchová úprava dřevěného nábytku – Technické požadavky je tedy vyhověno.
9.5. MŘÍŽOVÁ ZKOUŠKA
Na ploše A nebylo požadovaného maximálně možného stupně poškození 1 dosaženo. Přilnavost k podkladovému materiálu dosahovala stupně poškození 2. Zkouška, byla ovlivněna měkkým podkladovým materiálem, při vyříznutí došlo k poškození MDF desky, což mělo za následek ovlivnění zkoušky. Přilnavost mezi základovými a vrchními vrstvami nátěrového filmu dosáhla dokonce až stupně 4. Vrchní vrstva se od základové oddělovala na některých vzorcích po odtržení pásky i mimo místo řezů (obr. 19).
Obr. 19: Špatná přilnavost vrchní vrstvy nátěrového filmu
Poškození na ploše B nepřesáhlo stupeň 1, zkouška byla ovlivněna měkkým povrchem MDF desky. I přesto přilnavost nátěrového filmu k podkladovému materiálu na ploše B vyhovuje.
34
10.
PŘÍČINY VZNIKU DEFEKTŮ A JEJICH ŘEŠENÍ,
NÁVRH KONTROLY KVALITY Organizace musí aplikovat vhodné metody monitorování procesů pro dosažení plánovaných výsledků, přičemž musí také sledovat a měřit znaky produktu, aby si ověřila, zda byly požadavky na produkt splněny (Kožíšek, J., Stieberová, B. 2010). Procesem rozumíme soubor vzájemně souvisejících nebo působících činností, které přeměňují vstupy na výstupy (ČSN EN ISO 9000:2000) a v našem případě za proces označujeme provedení povrchové úpravy dílců navalováním a produkt, definovaný jako výsledek procesu, je povrchově upravený dílec. Znaky produktu, které můžeme na úseku povrchové úpravy navalováním operativně sledovat, měřit a ovlivnit jsou lesk, výstupky a defekty na povrchu, stopy po nanášecím zařízení, přilnavost povrchu a vytvrzení povrchu. Pokud jeden nebo více z těchto znaků vykazuje nežádoucí hodnoty, dochází k neshodě s prvotním požadavkem na jakost výrobku. Výskyt jednoho či více defektů najednou může způsobit několik příčin.
10.1. PŘÍČINY VZNIKU DEFEKTŮ
10.1.1. LESK
Jednou z technologických podmínek ovlivňující hodnotu lesku dokončeného dílce je správné fungování UV zářičů a teplota povrchu dílců. Vysoký lesk - Pokud hodnoty lesku převyšují požadovanou včetně tolerance, může být příčinou špatné fungování gáliových UV zářičů z důvodů vysokého opotřebování a překročení životnosti zářiče. Fišer (2010) udává zvýšení lesku v průměru o 10° při sníženém výkonu gáliového zářiče na 40 W/cm. Příčinou může být ale také zvolení nevhodného typu zářiče (Hg). Při nízké teplotě povrchu dílců, hlavně v zimním období, může dojít také k výraznému překročení hodnoty lesku u některých dílců. Nízký lesk – Dílce, které již prošly linkou a byly stohovány, si delší dobu udržují teplo. V případě, kdy je dílec dokončován z obou stran a dílce jsou v krátké době opět vloženy
35
do linky, může zapříčinit vyšší teplota dílců výrazné snížení lesku (Fišer, 2010). Tento jev může být podpořen vysokými teplotami v letních měsících. Jak udává Fišer (2010), nízký výkon rtuťového zářiče se na snížení lesku projevuje minimálně, ale špatná funkce obou zářičů ve vytvrzovací sekci má vliv velmi výrazný. K malým změnám lesku barvy mezi dílci může také dojít při změně brusného pásu se zrny z karbidu křemíku na pás se zrny ze syntetického korundu. Oba typy zrn obrábějí povrch rozdílně, což má za následek různé vsakování barvy do povrchu (KWH Mirka Ltd., 2007). K rozdílu mezi požadovaným a skutečným stupněm lesku může dojít u matných nátěrových hmot v důsledku jejího nepromíchání před i během nanášení. Tyto nátěrové hmoty obsahují matovadla, které jsou nejtěžší složkou barvy a klesají na dno. Nepromíchaná nátěrová hmota má po aplikaci výrazně vyšší lesk. 10.1.2. PŘILNAVOST NÁTĚROVÉHO FILMU Velice významným faktorem pro konečnou kvalitu povrchové úpravy je broušení podkladu před samotným nanášením nátěrové hmoty. Pokud je dokončovaný povrch špatně vybroušený, nátěrová hmota zalévá různé nerovnosti na povrchu nebo je kopíruje (obr. 20) a snižuje se tak konečný efekt povrchové úpravy. Pokud ale není dokončovaný povrch před nanášením mírně rozrušen broušením, dochází ke špatné přilnavosti filmu. Drápela a kol. (1980) uvádí, že nečistoty, hlavně mastnota, na dokončených plochách mohou značně zhoršit a někdy znehodnotit nátěrovou vrstvu tím, že se jimi zhoršuje přilnavost. Mastnota se na povrchu dílců může vyskytnout, pokud obsluha používá krémy na ruce s obsahem olejů nebo silikonu. Přilnavost povrchu ovlivňuje také správné fungování Ga lampy (Fišer, 2010).
10.1.3. VÝSTUPKY A DEFEKTY NA POVRCHU
Prach na ploše dílců při nanášení značně znehodnocuje kvalitu povrchové úpravy tím, že dokončená plocha není tak hladká v důsledku obalení zrníček prachu nátěrovou hmotou, které tvoří na povrchu výstupky (obr.20) (Drápela, J. a kol. 1980). Při nízkých teplotách nátěrových hmot se zvyšuje jejich konzistence (viskozita) a následně se zhoršuje jejich rozliv a může docházet k jevu, kdy se nátěrová hmota 36
dostatečně nerozlije mezi dávkovací a nanášecí válec. Důsledkem toho mohou být nedokončená místa na povrchově upravovaných dílcích. Tento jev se může projevit hlavně v zimním období na začátku směny, kdy použitá vysoceviskozitní nátěrová hmota byla delší dobu (přes noc) uložena v chladném prostředí, případně je používána krátce po transportu do podniku. V těchto případech je tedy vhodné před aplikací nátěrovou hmotu aklimatizovat a změřit její konzistenci výtokovým pohárkem s výtokovou tryskou o průměru 4 mm a porovnat ji s viskozitou udávanou výrobcem v technickém listě. Vysoký rozdíl teploty mezi dokončovaným povrchem a nanášenou nátěrovou hmotou s velmi nízkou teplotou může také vézt ke vzniku pomerančového povrchu. Naopak vysoká teplota nátěrové hmoty má za následek tvoření bublinek (Becker Acroma. Facts of finishing. Handbook).
Obr. 20: Schematické znázornění nerovností povrchu Trávník, A., Svoboda, J. 2007
10.1. 4. STOPY PO NANÁŠECÍM ZAŘÍZENÍ
Je-li pryžový či kovový nanášecí válec opatřen velmi jemným spirálovitým drážkováním, tzv. Opti-roller, může nastat v důsledku špatně nastaveného, malého, množství nánosu k přenosu profilu tohoto drážkování z nanášecího válce do nátěrového filmu. Tento defekt se zcela projeví po vytvrzení filmu, je okem viditelný a povrch je na omak hrubý.
37
Tyto válce slouží pro nanášení vyšších nánosů pigmentových nátěrových hmot (nad 10g/m2). Použitím hladkých válců by docházelo k zvlnění nebo „tečkování“ nátěrové filmu na povrchu dílce z důvodu vysokého povrchového napětí nátěrové hmoty. Opti-rollový válec toto napětí svým drážkováním rozruší a film je hladší (Becker Acroma. Facts of finishing. Handbook).
Obr. 21: Opti-roll válec http://www.beckeracroma.dk
10.1.5. VYTVRZENÍ POVRCHU
Na vytvrzení nátěrového filmu má největší vliv správná funkce vytvrzovací sekce – Ga a Hg lamp. Průvodním znakem špatně vytvrzeného nátěrového filmu je velmi nepříjemný zápach dílců (Fišer, 2010). Neméně důležité je při UV vytvrzování také sledování minimálních hodnot UV energie
dodávané
zářičem
nátěrové
hmotě.
Tato
energie
je
potřebná
k
úplnému vytvrzení nátěrového filmu. Množství energie přijaté nátěrovou hmotou je závislé na době setrvání dílce pod zářičem. Se stárnutím zářiče by se tato doba měla prodlužovat a tedy snižovat rychlost dopravního pásu. Rozdíl v míře vyzařovaného záření v délce trubice ale může ovlivnit i její jednostranné chlazení. Hodnoty jsou předepsány výrobcem nátěrových hmot a bývají zapsány v technickém listě příslušné nátěrové hmoty, udávají se v mJ/cm2 nebo v J/m2, přičemž 1 mJ/cm2 = 10 J/m2. Vzhledem k tomu, že 60 až 80% vygenerované energie se odráží (Raimont, J.), je nutné reflektory vytvrzovacího zařízení udržovat v čistém stavu. Při aplikaci akrylátových nátěrových hmot je vhodné čistit reflektory a zářiče jedenkrát týdně (Hlaváček, T. 2008). 38
10.2. NÁVRH
KONTROLY PROCESU A KVALITY POVRCHOVÉ ÚPRAVY
Údržba a opravy strojů a péče o základní prostředky patří k procesům, které úzce souvisí s operativním řízením výrobního procesu (Rumpela, R. 2006). Vedení dokumentace o údržbě, provedených opravách či technologicky nutných výměnách některých součástí strojů či nástrojů přispívá k přehlednosti o provádění těchto činností a v konečném důsledku ke zajišťování stálé kvality výrobků a snižování nákladů. Mimo jiné vedení dokumentace vyžadují také normy řady ISO. Z tohoto důvodu navrhuji zavedení těchto záznamů a kontrolních tabulek: •
záznam o čištění a údržbě zařízení (tab. 10)
•
kontrolní tabulka času práce brusných pásů a UV zářičů (tab. 11)
•
kontrolní tabulka kvality dokončeného povrchu (tab. 12) Zavedení těchto záznamů a kontrolních tabulek je spojeno prakticky s nulovými
náklady a jejich vyplnění obsluze zabere pouze minimální čas. Přínosem těchto dokumentů by mělo být získání takových informací, které zajistí přehled o všech činnostech spojených s konečnou jakostí povrchové úpravy a které napomohou k předcházení a včasnému odhalování vzniku možných defektů a odchylek.
tab. 10: Návrh záznamu o čištění a údržbě zařízení
Bruska Nanášečka 1
Nanášečka 2 Nanášečka 3 IR UV 1 UV 2
Datum, čas Podpis Datum, čas Podpis Datum, čas Podpis Datum, čas Podpis Datum, čas Podpis Datum, čas Podpis Datum, čas Podpis
39
tab. 11: Návrh kontrolní tabulky práce brusných pásů a UV zářičů
Datum:
Poznámka UV Bruska
Čas:
Pás I.
pás II.
II.
I.
a)
b)
spuštění vypnutí celkový celkový počátek celkový konec Zapisoval: tab. 12: Návrh kontrolní tabulky kvality dokončeného povrchu
Datum: Dílec:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1) Popis: Kontroloval:
40
Barevné skvrny
Stopy po pracovním zařízení
cizí tělesa
Kopírování povrchu dílce
Defekty dokončeného povrchu výstupky
Hodnota lesku
Vzorek č.
Požadovaná hodnota lesku:
Jiné 1)
Čas kontroly
Záznam o čištění a údržbě zařízení (tab. 10) poskytuje přehled o pravidelně provedeném souboru úkonů (odstranění prachu, čištění válců od zbylé nátěrové hmoty, čištění lamp ap.) spojených s udržováním zařízení v takovém stavu, aby při opakovaném procesu nanášení nátěrových hmot i různého druhu nedocházelo k defektům na povrchově upravených dílcích vlivem špatného stavu tohoto zařízení. Těmito činnostmi by měl být pověřen jeden či skupina pracovníků. Odpovědnost za provedení těchto činností a pravdivé vyplnění záznamu by však měla být přidělena pouze jediné osobě. Kontrolní tabulka práce brusných pásů a UV zářičů (tab. 11) má vztah k životnosti těchto částí zařízení. Pravidelné a pravdivé vyplnění údajů v tabulce poskytuje obsluze informace o opotřebení a nutnosti včasné výměny jednotlivých částí. Rozčlenění tabulky na jednotlivé části si vyžaduje fakt, že všechny tyto časti buď nejsou v činnosti zároveň, nebo tato možnost může nastat. Kontrolní tabulka kvality dokončeného povrchu slouží k průběžné kontrole dokončených dílců při výstupu ze zařízení po určitém pravidelném časovém rozestupu. Vyplnění této tabulky doplňuje zběžnou vizuální kusovou kontrolu. Kontrole vzorků pro vyplnění této tabulky by měla být věnována větší pozornost a pečlivost. Pokud osoba pověřená kontrolou a následným vyplněním tabulky zjistí nedovolenou vadu zaznamená ji a obsluha zařízení by měla zajistit taková opatření, která odhalí příčinu a zamezí vzniku této jedné nebo více vad. Nejčastější příčiny a jejich řešení jsou popsány v kapitole 10.1.. Opatření mohou být i preventivního charakteru. Pokud se např. průběžnou kontrolou zjistí postupné zvyšování nebo snižování hodnoty lesku v rámci povolené tolerance, může tento jev naznačovat špatný výkon jedné nebo více UV lamp a potřebu výměny. Tato potřeba by měla také korespondovat s údaji o celkovém čase práce UV zářičů (životnosti). Vyplňování těchto záznamů a tabulek musí být prováděno pravdivě, úplně a pravidelně s jasně danou zodpovědností za jejich vyplnění. Nepravdivé vyplnění by nepřineslo požadovaný účinek. Pokud pracovník pověřený za vyplňování těchto dokumentů zjistí, že požadavky na povrchovou úpravu nejsou nebo nebudou plněny, musí být učiněna taková nápravná nebo preventivní opatření, kterými se zabrání opakovanému nebo potencionálnímu výskytu neshod. Nejsou-li však požadavky na povrchovou úpravu splněny a na místě zjištěny, je nutné již dokončené dílce separovat od shodných na zvláštním místě, dokud se nerozhodne o jejich vyřazení nebo opravě. 41
Pro dosahování požadované jakosti povrchové úpravy je tedy nutné sledovat a zabezpečit tyto aspekty:
-
zrnitost brusných pásů, jejich stav, opotřebení a poškození
-
životnost a opotřebení zářičů, čistota zářičů a reflektorů, použití správného typu zářičů vzhledem k použité nátěrové hmotě
-
čistota strojního zařízení a dopravníků, jejich technický stav, pravidelná údržba a servis
-
čistota prostředí, bezprašnost
-
teplota prostředí a klimatické podmínky
-
viskozita a teplota nátěrové hmoty, zamezení znečištění nátěrové hmoty prachem a jinými nečistotami, promíchání nátěrové hmoty
-
zamezení znečištění dílců
-
dodržování technologického postupu
-
pravidelná kontrola a měření procesu a produktu
42
11.
DISKUSE Z vyhodnocení měření vybraných vlastností nátěrového filmu (kapitola 9)
vyplývá, že nebyly splněny požadavky na hodnotu lesku na ploše B a přilnavost nátěrového filmu. Výsledky ostatních zkoušek (odolnost vůči působení studených kapalin, lesk na ploše A, tvrdost nátěrového filmu a přilnavost nátěrového filmu na ploše B) byly označeny za vyhovující Důvodem nižší hodnoty lesku na ploše B může být nevhodné použití vrchní pigmentové nátěrové hmoty UH 61614-4 BECKRY TOP 15. Hodnota lesku této nátěrové hmoty, dle údajů obsažených v technickém listě, pohybuje v rozmezí 10 - 20°. Dovolená tolerance pro požadovanou hodnotu lesku 25° se však pohybuje dle dokumentu IOS-MAT-0066 rozmezí od 23 do 30°. Změnou vrchní nátěrové hmoty za jinou se stejnými vlastnostmi ale s vyšší hodnotou lesku by se dosáhlo povolené tolerance. Nízká mezipřilnavost vrstev nátěrového filmu (mřížová zkouška) na ploše A je pravděpodobně zapříčiněna použitím brusného pásu s příliš jemnou zrnitostí při mezibroušení u druhém průchodu linkou. Pro toto mezibroušení je používán pás o zrnitosti P-500. KWH Mirka Ltd. udává hodnotu zrnitosti brusného pásu pro broušení akrylové UV nátěrové hmoty hodnoty P 320 až P 600. Hodnotu P 500 lze tedy považovat za limitní hodnotu pro broušení mezi nánosy. Zohlední-li se opotřebení pásu, není povrch po přebroušení takovýmto pásem dostatečně rozrušen a dochází ke špatné přilnavosti další vrstvy nátěrové hmoty. Použitím pásu o zrnitosti P 400 či P 360 by se mohlo dosáhnout zlepšené přilnavosti mezi základovými a povrchovými vlastnostmi. Pro broušení je vhodné použít brusné pásy se zrny z karbidu křemíku. Tyto pásy jsou vhodné jak pro broušení MDF, tak pro broušení nátěrových hmot před další povrchovou úpravou (obr. 22). KWH Mirka Ltd. dále udává hodnotu pro rychlost dopravního pásu při broušení akrylové UV nátěrové hmoty v rozmezí od 6 do 25 m/s. Nastavenou rychlost dopravního pásu 10 m/s lze tedy považovat za vyhovující. Zvýšené přilnavost jako celku by se mohlo také dosáhnout snížením nánosů u všech nátěrových hmot vyjma druhého nánosu UF 1187. Množství nánosu je u všech ostatních nátěrových hmot dle technických listů limitní. U nátěrové hmoty UF 61498 nános 25g/m2 dokonce překračuje více než dvojnásobně doporučené aplikační množství 8-12g/m2 udávané technickým listem této nátěrové hmoty. 43
Obr. 22: Vlastnosti a použití standardních brusných zrn KWH Mirka Ltd. Efektivní broušení dřeva
Při zvýšení nánosu u vodouředitelné základové barvy nebo při zvýšené teplotě vzduchu v letních měsících by mohlo v důsledku absence předvysoušecí zóny a rychlému odpařování rozpouštědla k tvoření bublinek na povrchu této nátěrové hmoty a při dalších nánosech ke kopírování nerovností takto vzniklých. Na úplné vytvrzení povrchu a částečně na hodnotu lesku má největší vliv správné fungování UV lamp. Je velice důležité sledovat jejich životnost, respektive stárnutí z důvodu snížení jejich výkonu a to hlavně u lampy gáliové při používání pigmentových nátěrových hmot. Pokud je proces UV vytvrzování měřen, je pod kontrolou. Když není, vznikají záhadné příčiny problémů (Raimont, J.). Pro tento účel by měly být praktickou pomůckou kontrolní tabulka času práce brusných pásů a UV zářičů (tab. 11) a kontrolní tabulka kvality dokončeného povrchu (tab. 12). Tyto tabulky ale slouží pouze pro orientační sledování výkonu lamp a neodhalí např. sníženou životnost (výkon) z důvodu výrobní vady. Pouze kontrolní tabulka kvality dokončeného povrchu na tuto skutečnost může poukazovat ale nemusí ji odhalit včas. Počet hodin práce UV lampy totiž nevyjadřuje množství generovaného UV záření (Raimont, J.). Pro přesné změření hodnot energie a intenzity záření slouží UV radiometry (obr. 23). Používání těchto UV radiometrů je běžnější např. při povrchové úpravě 44
kovových dílů UV nátěrovými hmotami v automobilovém a obalovém průmyslu či polygrafii. Radimetry mohou být mobilní nebo stacionární. Stacionární radiometry jsou vhodné pro měření v průběžných zařízeních na povrchovou úpravu s konstantní tloušťkou dokončovaných materiálů (polygrafie) nebo v neprůběžných zařízeních pro úpravu tvarových dílců. Mobilní UV radiometry jsou vhodné i pro úpravu dílců s různou tloušťkou v průběžných linkách s dopravníky.
Obr. 23: Mobilní UV radiometr Raimont, J. UV Measurement & Process Control:Theory vs. Reality Overview of EIT Products & Measurement Techniques
Radiometr se pošle po dopravníku na kterém je ozářen a obsluha odečte hodnoty energie a intenzity z displeje na těle radiometru. Tento typ UV radiometru je tedy vhodný i pro užití v nábytkářském průmyslu. Negativním faktorem je však jeho vysoká pořizovací cena. Některé typy navíc pracují pouze v omezené vlnové délce odpovídající např. záření UVC. Cena radiometru měřícího v rozsahu UVA, UVB i UVC se pohybuje zhruba kolem 3500$. Vzhledem k faktu, že organizace by měla určit monitorování a měření, která se mají provádět pro prokázání schopnosti procesu dosáhnout plánovaných výsledků a pro poskytnutí důkazů o shodě produktu s určenými požadavky (Kožíšek, J., Stieberová, B. 2010), považuji zavedení kontrolních tabulek a záznamu za vhodné. Tyto tabulky jsou nástrojem jak k měření a kontrole produktu, tak i procesu.
45
12.
ZÁVĚR Hlavním cílem diplomové práce bylo zjistit, zda vybrané vlastnosti povrchové
úpravy dílců dokončovaných navalováním jsou v souladu s požadavky firmy IKEA definované prostřednictvím dokumentu Surface coatings and coverings – general requirements (IOS-MAT-0066), stanovení technologických podmínek, které mají vliv na konečnou jakost těchto dílců a navrhnout opatření pro dosahování konstantní nebo zvýšené kvality prováděné povrchové úpravy. Měřením bylo zjištěno, že sledované vzorky nevyhověly v hodnotách lesku na ploše B, kdy byla u všech vzorků naměřena hodnota nižší, než je povolená tolerance dokumentem IOS-MAT-0066. Odolnost vůči působení studených kapalin, tvrdost nátěrového filmu, výskyt nedovolených defektů a lesk na ploše A je v souladu s požadavky danými dokumentem IOS-MAT-0066. Pro absenci barevného vzorku, tzv. „Colour standard“, však nebylo možné provézt kontrolu shodnosti barevného odstínu. Dále byla odhalena špatná přilnavost a mezipřilnavost nátěrové hmoty na ploše A. Tento požadavek není v dokumentu IOS-MAT-0066 specifikován, ale jedná se o jeden ze základních znaků kvality nátěrového filmu a v konečném důsledku může být důvodem k nespokojenosti koncového uživatele a následné reklamaci, proto byla provedena i tato zkouška. Za pravděpodobnou příčinu nízkého lesku na ploše B bylo označenou použití vrchní nátěrové hmoty s nevhodným stupněm lesku a za špatnou mezipřilnavost nátěrového filmu broušení příliš jemným brusným pásem pro mezibrus. Pro zvýšení mezipřilnavosti vrstev nátěrového filmu bylo doporučeno použití brusného pásu s nižším stupněm zrnitosti, a to alespoň o zrnitosti P360 a pravidelná výměna tohoto pásu. Pro dosažení požadovaného stupně lesku 25° (+ 5°- 2°) na ploše B byla doporučena změna vrchní pigmentové barvy za jinou nátěrovou hmotu, jejíž hodnota lesku je v požadovaném rozmezí. V kapitole 10.1. jsou popsány nejčastěji vznikající defekty povrchové úpravy prováděné technologií navalováním s následným vytvrzováním nátěrového filmu ultrafialovým zářením, jejich příčiny a možné řešení vzniklých situací. Pro sledování a kontrolu procesu povrchové úpravy a kvality dokončeného nátěrového filmu byly navrženy kontrolní tabulky a záznamy obsažené v kapitole 10.2.. Tyto tabulky by přispěly ke kontrole a včasnému odhalování neshod v požadované kvalitě povrchové 46
úpravy a prokazovat tak její konstantní jakost a v konečném důsledku ke snižování nákladů na provádění povrchové úpravy. V této kapitole jsou také zdůrazněny činnosti a opatření potřebná k předcházení vzniku těchto defektů a k zajištění konstantní kvality povrchové úpravy.
Dokončování nábytkových dílců technologií válcovým nanášení na strojním zařízení řazeným do linky s vytvrzováním nátěrové hmoty UV zářením je náročné na sladění veškerých operací a činností na něm prováděných. Také vyžaduje dobrou znalost vlastností jak technologického zařízení a jeho částí, tak vlastností použitých podkladových materiálů a nátěrových hmot pro získání požadované konečné kvality dokončených dílců. Jednou z důležitých částí stabilní jakosti a její případné zvyšování je prohlubování kvalifikace zaměstnanců v úseku povrchové úpravy – navalovací linka. K této skutečnosti by měla přispět také tato diplomová práce. Výsledky publikované v této práci lze využít i při aplikaci jiných nátěrových hmot, podkladových materiálů i technologického postupu při zohlednění jistých odlišností, které jsou charakteristické pro tyto jednotlivé složky celého procesu. Je ale nutné také konstatovat, že používáním nátěrových hmot vytvrzovaných UV zářením dochází k minimálním emisím prchavých látek do ovzduší a méně zatěžují životní prostředí v porovnání s jinými druhy nátěrových hmot.
47
13.
SUMMARY The main aim of this thesis was to determine whether selected characteristics of
surface of the finishes for furniture components finishing with roller coating process of completion in accordance with the requirements of IKEA document defined by the Surface
coatings
and
coverings
-
General
Requirements
(IOS-MAT-0066),
determination of process conditions that affect the final quality these elements and propose measures to achieve a constant or increasing of quality of finish. Measurements it was found that the studied samples failed in terms of gloss on surface B, where all samples were measured value is less than the allowed tolerance document IOS-MAT-0066th Resistance to cold liquids, film hardness, the presence of illicit defects and surface gloss and is in line with the requirements of the document IOS-MAT-0066th In the absence of a color sample, called "Color Standard", but it was not possible to perform a precision color control. Was also revealed poor adhesion paints on surface A. This is not mentioned in the document IOS-MAT-0066 specified, but it is one of the essential characteristics of quality film and ultimately may lead to end-user dissatisfaction and subsequent claim, was therefore also performed this test. The probable cause of the low gloss surface B was labeled using the top coating with an inappropriate degree of gloss and a bad film adhesion grinding too fine sanding. To increase film adhesion was recommended to use an brushing belt with a granularity P360 and regular replacement of the brushing belt. To achieve the desired gloss level of 25 ° (+ 5° - 2°) in the surface B was recommended to change the color in, gloss is a value in the desired range. In chapter 10.1. are often described defects resulting by roller coating technology, followed by UV curing the coating film and possible solution to the situation. To monitor and control the coating process and the quality of the finished film were designed control charts and records contained in chapter 10.2. . These tables would enhance the control and early detection of discrepancies in the required surface finish quality and to demonstrate its constant quality and ultimately reduce the costs of applying surface treatments. This chapter also highlights the activities and measures necessary to prevent the occurrence of defects and to ensure constant quality finishes.
48
The roller coating technology and UV curing are difficult to reconcile all operations and activities. It also requires a good knowledge of the properties of technological equipment and parts and characteristics of the underlying materials and coatings to obtain the required final quality of finished parts. One of the important parts of a stable quality and its possible improvement is enhancing skills of staff in the field of surface treatment - Roller coating. To this fact should also contribute this thesis. The findings, published in this work can also be used in the application of other paints, material and technological progress, taking into account certain differences which are characteristic of the individual components of the process. But it should also be noted that the use of coatings cured by UV radiation is the minimum emission of volatile substances into the air and pollute less than other types of coatings.
49
14.
POUŽITÁ LITERATURA
BECKER ACROMA. Facts of finishing. Handbook. [online] citováno 2.2.2011. Dostupné
na
World
Wide
Web:
/Handbook_eng.pdf>
DRÁPELA, J. a kol. 1980. Výroba nábytku – Technologie. SNTL Praha, 488.
FIŠER, P. 2010. Vliv technologických podmínek na kvalitu povrchové úpravy nábytkových dílců. Diplomová práce. Brno, Mendelova univerzita v Brně, 67s.
HARTMAN, E., LUKAŘSKÝ, L., SVOBODA, B. 1988. Povrchové úpravy nátěrovými hmotami v nábytkářském průmyslu, SNTL Praha 1988. 254 s.
HLAVÁČEK, T. 2008. Povrchová úprava UV zářením tvrditelnými vodou ředitelnými nátěrovými hmotami. Diplomová práce. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 59s.
HRÁZKÝ, J., KRÁL, P. 2007. Kompozitní materiály na bázi dřeva, Část I.: Aglomerované materiály. Brno Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 253 s. ISBN 978-80-7375-034-3.
CHAMRÁD, S., KRHUT, L. 2008. Způsoby sušení a vytvrzování nátěrových hmot. Trendy v nábytkářství a bydlení 2008 – Sborník příspěvků k mezinárodní vědecké konference 11. – 12.11. 2008. Str. 83-87. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 345 s. ISBN 978-80-7375-235-4
KOŽÍŠEK, J., STIEBEROVÁ, B. 2010. Management jakosti. Česká technika – nakladatelství ČVUT, 227s. ISBN 978-80-01-04568-8
KWH MIRKA Ltd. Efektivní broušení dřeva. [online] citováno 26.2.2011. Dostupné na World Wide Web:
50
LIPTÁKOVÁ,
E., SEDLIAČIK, M. 1989. Chémia a aplikácia pomocných látok
v drevárskom priemisle. Alfa, Bratislava. 520 s. IBSN 80-05-00116-9
MUZIKÁŘ, Z. 2008. Kombinace vysoce účinného nanášení bezrospouštědlových nátěrových hmot a jejich vytvrzování UV zářením jako způsob redukce emisí VOC. Informační bulletin a sborník statí 2008. Str. 65-73. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 134 s. ISBN 978-80-7375-173-9¨
RAIMONT, J.. UV Measurement & Process Control:Theory vs. Reality Overview of EIT Products & Measurement Techniques. [online] citováno 2.3.2011 Dostupné na World Wide Web:
Radiaci%
F3n_UV.pdf>
ROTHKAMM,
M.,
HANSEMANN,
W.,
BÖTTCHER,
P. Lackhandbuch
Holz. Leinfelden-Echterdingen: DRW Verlag, 2003. 266 s. ISBN 3-87181-358-3.
RUMPELA, R. 2006. Analýza současného systému řízení jakosti a návrh opatření na zavedení managementu jakosti podle mezinárodních standardů v a. s. TON Bystřice pod Hostýnem. Diplomová práce. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 84. st.
SVOBODA, E. a kol. 2005. Přehled středoškolské fyziky. Praha, Prometheus, spol. s.r.o. 500 s. ISBN 80-7196-116-7
TESAŘOVÁ, D. 2007. Nové trendy při dokončování vodou ředitelných nátěrových hmot nové generace. Informační bulletin a sborník statí 2008. Str. 76-79. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 134 s. ISBN 978-80-7375-173-9
TRÁVNÍK, A., SVOBODA, J. 2007. Technologické procesy výroby nábytku. Brno, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 223 s. ISBN 978-80-7375-056-5
ZEMIAR, J. a kol. 2009. Technológia výroby nábytku. Zvolen, Technická univerzita vo Zvolene. ISBN 978-80-228-2064-6.
51
Dokument SPECIFICATION – SURFACE REQUIREMENTS.
COATINGS
AND
COVERINGS
–
GENERAL
Spec. no: IOS-MAT-0066, Version no: AA-163938-7, rok 2010
ČSN EN ISO 9000:2000
ČSN EN ISO 2409 (ČSN 67 3085) – Nátěrové hmoty – Mřížová zkouška
ČSN EN 67 3075 – Stanovení povrchové tvrdosti nátěru tužkami
ČSN 91 0102 Nábytek - Povrchová úprava dřevěného nábytku – Technické požadavky
ČSN 91 0272 Nábytek – Zkoušení povrchové úpravy nábytku – Hodnocení vzhledových vlastností
ČSN EN 12 720 (ČSN 91 0280) – Nábytek – hodnocení odolnosti povrchu proti působení studených kapalin
ČSN EN 13 722 (ČSN 91 0273) – Nábytek - Stanovení lesku povrchu
http://www.ceflafinishinggroup.com/en/products/
http://www.drevotvar-znojmo.cz
http://www.dymax.com/literature/conversion-charts.php
http://osram.cz/osram_cz/PROFESIONLOV/Veobecn_osvtlovn/Zivky/Technologie/Nz kotlak_vbojky/index.html
http://www.steribeam.com/technology/Pulsed-Cont-UV-lamps-comp.pdf
http://www.ferwood.net
Technická dokumentace ke strojnímu zařízení Technické a bezpečnostní listy k nátěrovým hmotám Becker Acroma 52
15.
SEZNAM PŘÍLOH
SPECIFICATION – SURFACE COATINGS AND COVERINGS – GENERAL REQUIREMENTS. Spec. no: IOS-MAT-0066, Version no: AA-163938-7, rok 2010 Technický list k NH ED1205-9047 LAQUA PRIME
Bezpečnostní list k NH ED1205-9047 LAQUA PRIME
Technický list k NH UF 1187-9001 BECKRY PRIME
Bezpečnostní list k NH NH UF 1187-9001 BECKRY PRIME
Technický list k NH UF 61498 BECKRY PRIME
Bezpečnostní list k NH UF 61498 BECKRY PRIME
Technický list k UH 1192 BECKRY TOP 25
Bezpečnostní list k UH 1192 BECKRY TOP 25
Technický list k NH UH 61614-4 BECKRY TOP 15
Bezpečnostní list k NH UH 61614-4 BECKRY TOP
Návrh záznamu o čištění a údržbě Návrh kontrolní tabulky práce brusných pásů a UV zářičů Návrh kontrolní tabulky kvality dokončeného povrchu
53
