Современные эмали представляют собой белые или бесцветные базы для колеровки, в которые добавляются колерующие пасты по тинтометрической системе (обеспечивает расчёт цвета компьютером).
Какие бывают базы для эмалей?
Для примера, производитель лакокрасочных материалов RENNER производит органоразбавимые эмали на ПУ и акриловой основе, а также водоразбавимые.
В прозрачные ПУ базы может добавляться до 30% колорантов, что обеспечивает получение очень насыщенных цветов. ПУ эмали RENNER выпускаются в пяти модификациях по степени глянца: четыре матовые (глянец 5%, 10%, 25%, 60%) и глянцевая (95%).
Какие бывают международные каталоги цветов?
Существует несколько общеизвестных международных каталогов цвета: RAL, NCS, включающих как цвета, разложимые в спектр, т.е., укладывающиеся в цветометрические координаты, так и содержащие цвета с блёстками, неравномерные, так называемые «металлики».
Рис. 1. Каталог цветов RAL
Рис. 2. Каталог цветов NCS
Существуют ещё и фирменные каталоги, например, каталог Renner, содержащие большие коллекции оттенков на все стандартные цвета.
На все эти каталожные цвета разработаны, как правило, формулы состава, позволяющие воспроизвести цвет, приведённый в каталоге, с помощью добавления справочного количества фирменных колорантов в базовые эмали.
Колеровочные автоматы
Современный уровень колеровки подразумевает использование колеровочных автоматов, управляемых компьютером, в памяти которого содержатся рецептуры для всех оттенков. Более того, практически любой понравившийся цвет может быть воспроизведён с помощью спектрофотометров, портативных аппаратов измеряющих цветовые координаты покрытия.
Рис. 3. Колеровочный автомат
Принципы составления эмалей
Полезно знать несколько принципов, относящихся к составлению эмалей нужного цвета и восприятию цвета вообще.
Белые красители работают иначе, они не поглощают, а отражают все цвета спектра, то есть добавление белого красителя как бы снижает толщину всех цветных плёнок в смотровом окошке и цвет получается менее насыщенным, более пастельным.
На практике иногда увеличивают количество исходных цветов на единицу относительно минимального их числа, но ещё большее количество исходных цветов только усложняет цветоподбор.
Что такое эффект метамеризма или особенности физиологии восприятия света человеком
Два красящих состава, составленные по различной рецептуре, могут давать одинаковые цветовые ощущения при некотором освещении для большинства людей. При другом освещении или даже при том же, но для некоторых других людей (может быть, с пониженной чувствительностью к некоторым цветам) цветовые впечатления от цвета могут различаться. Этот эффект называется «метамеризм», он связан с физиологией восприятия света человеком (3 типа цветочувствительных колбочек в глазе и т. д.).
Метамери́я (или метамери́зм) — свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета.
В более узком смысле, метамерией называют явление, когда два окрашенных образца воспринимаются одинаково окрашенными под одним источником освещения, но теряют сходство при других условиях освещения (с другими спектральными характеристиками излучаемого света).
Для того, чтобы степень метамеризма была минимальной, следует составлять красящий состав воспроизводящий заданный цвет, с использованием таких же красителей и того же их числа, что и в составе с воспроизводимым цветом.
При цветоподборе с помощью компьютера выбирается рецептура, имеющая наименьшую степень метамеризма, то есть дающая цвет, восприятие которого глазом в наименьшей степени изменяется в зависимости от спектра освещающего излучения (например, солнечного или ламп накаливания).
Рис. 4. Эффект метамеризма
Для снижения возможных различий подобранный цвет и цвет эталона сравнивают в специальной камере, позволяющей воспроизвести условия освещения, при которых окрашенный предмет будет использоваться.
Смотрите видео работы колеровочного оборудования :
Свойства эмалей
Вязкость базовых эмалей
Вязкость базовых эмалей может значительно различаться. Даже эмали, составленные на основе одной и той же базы, но разных цветов, могут отличаться по вязкости существенно.
Контроль вязкости эмалей необходим для обеспечения достаточной укрывистости. Для рабочих смесей эмалей, наносимых распылением, рекомендуется вязкость 15. 18 сек. DIN4.
Обеспечение повторяемости цвета
Полируемость эмалей
Глянцевые эмали хорошо полируются. Однако, некоторые технологи предпочитают под полировку использовать матовую эмаль с финишным покрытием глянцевым лаком, так как на этапе шлифовки эмали под полировку есть риск значительного снижения толщины плёнки (прошлифовки) и просвечивания под ней грунта.
Растекаемость и сушка эмалей
Эмали должны обладать хорошей растекаемостью и достаточно высоким сухим остатком, т. к. на непрозрачном покрытии неоднородности заметны особенно хорошо.
Сохнут эмали обычно дольше, чем прозрачные лаки, в особенности эмали глянцевые.
Грунты под эмали
Эмали наносятся, как правило, на пигментные грунты, обладающие особенно высоким сухим остатком. Бывают грунты разных цветов, в основном трёх цветов: белый, коричневый и чёрный.
Чаще всего используется белый грунт, однако при окраске эмалями некоторых насыщенных оттенков жёлтого и красного цветов (на прозрачной базе), пигменты в которых имеют принципиально меньшую укрывистость, возникает риск просвечивания грунта (например, на углах детали).
В этом случае для снижения заметности местных непрокрасов имеет смысл применить грунт менее яркого цвета (коричневый, чёрный) или же подкрасить грунт пигментами. Та же рекомендация работает и в случае полируемых эмалей, если есть риск снижения укрывистости.
Следует иметь в виду, однако, что высокая точность задания цвета возможна только с эмалями, имеющими строго контролируемый состав, контролируемое количество белил. Цвет грунта невозможно воспроизвести с такой точностью.
Из упомянутого в статье сталкивались со следующими проблемами при работе с эмалями.
При попытке покрасить краской другого производителя, но такого же номера по цветовому каталогу получили разные оттенки красок и пришлось ввести правило, что надо выкрашивать заказ краской от одного производителя.
Если поставщик краски обладает низкой технологической оснащенностью, то при дозаказе краски определенного цвета поставщик далеко не всегда попадал в тон и порой приходилось перекрашивать заказ полностью.
Цвет грунта важен. Если, допустим, красную краску наложить на белый или черный грунт, то мы получим разные оттенки покрашенных фасадов. Поэтому потребовалось четко прописать какие цвета красок наносить на черный, а какие на белый грунт.
В отдельных случаях, когда краски делались на прозрачной базе, они обладали слабой укрывистостью, поэтому приходилось подкрашивать белый грунт краской в тон краски, которой мы будем красить.
Копирование текста разрешено при условии ссылки на данный контент.
4. База/Лак
4.1 База / Лак — BC/CC (DL нем.)
Нанесение происходит в 2 слоя первым наносят Базовый слой эмали, затем слой прозрачного лака. Кузов заходит (поступает) в камеру покраски базового слоя.
Камера состоит из 12 операций:
На европейских заводах при окраске внутренних и лицевых поверхностей кузова используют автоматическое нанесение слоя базы и лака. Маляров в камере окраски нет.
Процесс в данном случае следующий:
Существенный плюс данной технологии (процесса), это постоянная герметизация камеры окраски, маляры не входят и не выходят из камеры окраски. Полный автоматизированный процесс позволяет экономить на материалах и воспроизводить качество на уровень лучше, т.к. нет человеческого фактора при окраске. Соответственно габариты покрасочной камеры значительно меньше, чем у камеры с ручными постами. Применяется т ехнология СТАРТ / СТОП, производительность автоматизированных камер в диапазоне 20-30 кузовов в час.
Базовая эмаль АЕО и АЕМ
Эмаль (краска) или базовая эмаль предназначена для окраски кузовов и пластмассовых изделий с целью обеспечения декоративного вида.
Основные компоненты входящие в состав базовой эмали:
Толщина базы и лака должна всегда соответствовать спецификации, паспорта на материал или ТУ.
Окраска базы по технологии ВС1 и ВС2 осуществляется в соотношении 60/40 или 70/30 между роботами первого и второго слоя, это необходимо, чтобы в последующем у окрашенного кузова была ремонтопригодность в случае точечного ремонта.
Базовая эмаль обязательно проходит входной контроль перед окраской и должна соответствовать следующим показателям:
1К прозрачный лак, или 1К лак Бесцветный 130С.
1К Прозрачный лак обязательно проходит входной контроль перед окраской и должен соответствовать следующим показателям:
Тест комплекса в соляном тумане 1500 часов, ширина Х-образного разреза не превышает 1 мм.
Cоответствует нормам качества.
Камеры ВС/СС и Primer имеют аналогичную структуру, в том числе и принцип работы. Исключение лишь в размерах, она длиннее ввиду нанесения двух слоев в одной камере. Так же могут отличаться роботы металлизированной эмали, принцип нанесения может быть пневматическим или статическим.
Камера базы / лака, состоит также из 3 основных частей:
Связующим звеном между камерой нанесения и сушильной камерой является «зона растекания», это пылезащитный тоннель длиной примерно 15 метров, служит для равномерного растекания краски по кузову.
4.2 Сушка Базы/Лака
Принцип работы сушильной камеры (разг.“Сушка”), а именно оборудования, полностью идентичен катафорезному и вторичному грунту. Разница заключается в заданных температурах для зон и скорости нагрева металла. Температурное окно металла должно составлять 30 минут при 130 °С.
Температура по зонам:
В России в качестве топлива для теплогенераторов сушильных камер используется газ, в Европе для сушильных камер применяют ИК-сушильные лампы с определённой частотой и длиной волны. Суть разницы лишь в стоимости энергозатрат.
После сушильной камеры кузов проходит зону охлаждения, с целью понижения температуры и проведения следующих операций.
Европейская промышленность используют более современные технологии нанесения базового слоя и лака, а именно:
4.3 Полировка
Процесс полностью идентичен процессу шлифования кузова по доработке и расстановке персонала, всё отличие только в материалах.
Дефекты комплексного ЛКП выявляют визуально и тактильно с помощью специальных перчаток.
Шлифовка соринок устраняется с помощью машинок Dynadrady или 3М шлифовальными дисками А5 и А7 компании 3М.
В крайне редких случаях вручную с помощью бочонка.
Остатки шлиф пыли удаляют безворсовой салфеткой 3М.
Наносят пасту 3М — самая распространенная и одношаговая считается 13084. Полировка осуществляется с помощью полировальных машинок ф. Dynadrade или так же 3М — время полировки 1 точечного участка от 7 до 10 сек.
Протирка остатков полировальной пасты.
4.4 Инспекция, контроль качества покрытия
Контролёр ОТК на линии инспекции осматривает поверхность ЛКП на окрашенном кузове, после этого принимает решение о его качестве, если ОК то отправляет далее на мовиль (антикоррозийное покрытие), если нет, соответственно на мелкий ремонт или повторную окраску.
Выборочный контроль качества кузова.
Раз в смену инспектор или контролёр должен проверить кузов одного типа и одного цвета на соответствие требованиям качества окраски, если типов кузов 5, значит проверяют все 5 и все разных цветов.
Показатели качества которые проверяют инженера или старшие инспекторы ОТКа:
Толщина состоит из:
Тотал среднестатистического покрытия составляет 22 + 40 + 20 + 40 = 122 мкм, при повторной окраске кузова к 122 мкм добавляются + 20(База) + 40(лак) = 184 мкм.
Практика показала, что толщина свыше 200 мкм приводит к сильным сколам и нарушению эластичности плёнки, возможно при сколах отслоение полного комплекса.
Блеск — замеряется прибором BYK-Gardner, блеск лака не должен быть ниже 95%.
Шагрень — проверяется также с помощью прибора BYK- Gardner Wave-Scan.
Твёрдость — должна быть 0,7 (по маятнику) или не ниже HB.
Цвет замеряют с помощью прибора X-Rite, BYK-Gardner и визуально, прикладывают панель к кузову и оценивают на предмет соответствия, в случае необходимости корректируют на роботах базы.
Толщины — замеряются прибором Elcometer или более дорогими и современными толщиномерами, стоимость в диапазоне от 150 тыс.руб. до 1 млн.руб.
Отчётность по дефектам окраски и металла:
4.5 Мелкий (Spot Repair) или крупный ремонт (Heavy Repair)
Мелкий ремонт (Spot Repair) применяется в том случае если на поверхности кузова необходимо устранить дефект после рихтовки, сдирах ЛКП при окраске (как пример задели шлангом), крупном или среднем соре в одном месте.
Кузов загоняют в камеру окраски, далее маляр производит матование поверхности участка, наносит базу, затем 2К лак, после этого границы “размывает” переходным лаком, чтобы исключить видимость границ перехода между ремонтным и конвейерным покрытием.
Сушка осуществляется обязательно с помощью ИК лампы, разогревая поверхность до 130 °С в течение 15 минут, далее металл остывает естественным способом при окружающей температуре, затем маляр производит полировку окрашенной поверхности и кузов отправляется на станцию нанесения мовиля (антикор).
Перекрас (Heavy Repair) или замена элементов кузова разделяется на 2 этапа:
Покраска автомобиля — работа тонкая, почти ювелирная. Мелочей в этом деле не бывает. Чтобы получать блестящие в прямом смысле слова результаты, мастер должен не только «чувствовать материал», уметь подбирать фактуру покрытия и приспосабливаться к мало-мальским изменениям окружающих условий, но и обладать знаниями о краске, как таковой. Вы скажете, что это пустая трата времени, ведь краска — это всего лишь краска, но на самом деле все гораздо сложнее.
Что такое краска? Или… эмаль?
За свою история термин «краска» претерпел существенные изменения. Раньше так именовались только масляные краски — материалы, изготовленные на основе растительных масел и олиф. Но со временем термин «краска» стал общеупотребительным и его начали применять и к другим ЛКМ, включая эмалевые краски.
Краски — это однородные суспензии пигментов в пленкообразующих веществах. Изготавливаются на основе олиф (масляные краски), лаков (эмалевые краски), водных растворов некоторых органических полимеров (клеевые краски) и жидкого стекла (силикатные краски), водных дисперсий полимеров (эмульсионные краски). («Большой энциклопедический словарь», 2000 г.)
Краски, применяющиеся в автомобилестроении относятся к разряду эмалевых красок — смесей пигментов в лаках, образующих твердое непрозрачно покрытие с различными глянцем и фактурой.
Сокращенно эмалевые краски еще называют «эмалями»: разницы, вроде бы и нет, но на самом деле смысл этих двух понятий далеко не одинаков.
Дело в том, что эмалью (от франц. email) изначально называлось тонкое стекловидное покрытие, изготавливаемое из легкоплавких цветных стекол с добавлением оксидов металлов и пигментов, и закрепляемое высокотемпературной обработкой. Такие эмали используются, например, в художественной керамике, в ювелирном деле.
Во времена Московии все виды художественных эмалей носили название «финифть», и только в XIX веке это старинное название сменилось на новый термин «эмаль»
Также эмалями нередко называют практически все стекловидные покрытия по металлам, используемые в бытовых целях. За примерами далеко ходить не надо — эмалированные тазы, кастрюли и ванны имеются в каждом доме.
Стекловидная эмаль появилась самой первой, поэтому во всех словарях и справочниках она упоминается в первую очередь. Для автомобильных кузовов она, конечно же, не подходит – как по технологическим соображениям, так и из-за повышенной колкости покрытия. С эмалевыми красками на основе лаков такую эмаль связывает лишь некая схожесть внешнего вида и не более того.
Но тем русский язык и велик, что изъясняться на нем можно достаточно вольно, пренебрегая некоторыми правилами, и все нас поймут. Тем более, что постоянно использовать термин «эмалевая краска» было бы не совсем удобно.
Поэтому в дальнейшем под словом «эмаль» будем понимать, конечно же, эмалевые краски, используемые в автомобильной индустрии.
А теперь давайте вспомним, какие функции возлагаются на автомобильное ЛКП.
Функции лакокрасочного покрытия
Лакокрасочное покрытие автомобиля выполняет двойную функцию.
Во-первых, лакокрасочный слой обеспечивает защиту поверхности, на которую он нанесен. Он создает устойчивое к агрессивным внешним воздействиям покрытие, которое предохраняет лежащий под ним материал и, следовательно, продлевает срок его службы. Понятно, что в автомобилях, кузова которых сделаны из стали (которая ржавеет) слой краски — первая линия обороны против коррозии.
Во-вторых, лакокрасочное покрытие позволяет индивидуализировать транспортное средство, сделать так, чтобы оно радовало глаз и выделялось среди множества похожих машин. Разнообразие цветовой палитры и использование всевозможных эффектных ЛКП повышают стоимость автомобилей и стимулируют их продажи.
Термины «краска/эмаль» и «лакокрасочное покрытие» часто используются как взаимозаменяемые. Понятие ЛКП более общее и применимо к любому материалу, который может быть использован в качестве тонкой сплошной пленки на поверхности. Термин «краска/эмаль» традиционно используется применительно к пигментированным материалам с целью отличить их от прозрачных пленок, которые правильнее называть лаками.
Состав краски
Суть краски в том, что она начинает жизнь в жидком виде, в котором ее наносят на поверхность, после чего она превращается в твердую пленку с теми или иными декоративными и эксплуатационными показателями.
Из чего делают краски? Любая краска состоит из трех основных компонентов:
Также в состав эмали могут входить различного рода наполнители и добавки.
Наличие всех этих компонентов во всех ЛКМ не обязательно. Например, порошковые краски не содержат растворителей, а прозрачные лаки — красящих пигментов. Но связующее — это обязательный компонент любого лакокрасочного материала, его основа.
Пленкообразователь (связующее)
Свойства этого компонента очевидны из названия — связующее «держит» все составляющие краски вместе, связывая их как друг с другом, так и окрашиваемой поверхностью.
Во многом именно связующее определяет ключевые свойства готового ЛКП — его адгезию, механическую и атмосферостойкость.
В качестве пленкообразователей в лакокрасочной промышленности используются различные природные и синтетические смолы, растительные масла. Некоторые лакокрасочные материалы могут иметь в своем составе два и более пленкообразователя.
Зачастую тип связующего можно определить из самого названия краски: нитроцеллюлозная (нитрат целлюлозы), алкидная (алкидные смолы), акриловая (акриловые смолы) и т.п.
Растворитель
Пленкообразующие вещества обычно представляют собой либо очень вязкие жидкости, либо хрупкие твердые тела. Чтобы понизить их вязкость, в лакокрасочный материал вводятся растворители. Благодаря растворителю краска остается жидкой во время изготовления и хранения.
В качестве растворителей применяется очень широкий ряд органических жидкостей (углеводороды, кетоны, спирты, эфиры) и смеси подобных жидкостей.
Не стоит путать растворители, которые вводят в ЛКМ при изготовлении, с теми жидкостями, которые мы наливаем в материал перед применением. Последние правильнее называть разбавителями, поскольку они не растворяют полимерное связующее, а лишь понижают вязкость продукта.
Пигменты и наполнители
Основная функция пигментов — декоративная — они обеспечивают пленке цвет и укрывистость. Также пигменты повышают прочностные и эксплуатационные свойства покрытия, некоторые из них обладают свойствами ингибиторов коррозии. По химическому составу — это природные или искусственные оксиды, или соли металлов, металлические порошки, а также органические пигменты для придания покрытиям ярких тонов.
Помимо основного пигмента в состав ЛКМ могут входить различные наполнители. Их добавляют для удешевления лакокрасочных материалов, а также для улучшения прочностных и защитных свойств. По составу они представляют собой белые или слегка окрашенные порошки дешевых природных минералов (тальк, гипс, слюда, каолин, мел и др.). Некоторые наполнители вводятся для повышения термостойкости — например, слюда или асбест.
Добавки
То время, когда лакокрасочные материалы состояли максимум из трех компонентов давным-давно ушло. Современные ЛКМ — это многокомпонентные композиции, и помимо связующего, пигмента и растворителя они имеют в своем составе различные целевые добавки, призванные улучшить те или иные свойства продукта.
В частности, добавки могут повышать эластичность покрытий (пластификаторы), их стойкость к старению (антиоксиданты), огнестойкость (антипирены), поглощать УФ-излучение, предотвращать выпадение пигмента в осадок, препятствовать образованию поверхностной пленки при хранении, улучшать розлив.
Некоторые добавки могут вводиться в лакокрасочный материал непосредственно перед применением, например ускорители сушки, пластификаторы, матирующие и структурирующие добавки.
Классификация автомобильных эмалей
Существует два основных способа систематизации автомобильных эмалей и лаков:
С первым все более-менее понятно: основными видами авторемонтных эмалей в зависимости от типа основы являются нитроэмали, алкидные, меламиноалкидные, акриловые, а также базовые эмали (чаще всего они представляют собой комбинацию полиэфира, меламинформальдегидной смолы и ацетобутирата целлюлозы).
Сейчас нас больше интересует второй пункт — характер формирования пленки. По этому признаку все эмали можно разделить на две группы:
Механизм сушки эмалей первой группы — чисто физический. Пленка этих красок формируется исключительно за счет испарения растворителей, без изменения химического состава связующего. Полученная после высыхания пленка может быть снова растворена в растворителе, поэтому ее называют обратимой. Такие материалы относятся к классу термопластичных.
Типичный представитель — эмали на основе нитрата целлюлозы (нитроэмали), использовавшиеся на ранней стадии развития автомобильной промышленности.
Высыхание в результате испарения растворителей (нитроэмали, масляные краски)
Отверждение эмалей второй группы происходит уже иначе. Испарение растворителей, само собой, тоже происходит. Но, в отличие от эмалей предыдущей группы, здесь параллельно запускается еще один процесс: химическое превращение молекул связующего в сетчатый полимер. Полученная пленка обладает новыми физическими и химическими свойствами, после полного отверждения растворить такую пленку невозможно, поэтому ее называют необратимой (термореактивные материалы).
Сама реакция «сшивания» молекул может быть запущена разными способами. Если вспомнить алкидные эмали, то отверждение их пленок происходит в результате реакции с кислородом. В меламиноалкидных материалах («синтетика») реакция запускается при нагреве.
Отверждение в результате окисления кислородом (алкидные эмали)
Пленки современных акриловых эмалей и лаков отверждаются в результате реакции с отвердителем, который добавляется в материал непосредственно перед применением.
Отверждение в результате реакции с отвердителем (акриловые материалы)
Материалы, состоящие из двух частей, которые смешиваются перед применением, называются двухкомпонетными (2K). В лакокрасочной терминологии применительно к ним можно также встретить термин «двухупаковочные» (потому, что поставляются в двух упаковках). И наоборот — материалы, выпускаемые в одной упаковке принято называть однокомпонентными (1K).
Невозможно в краткой статье рассмотреть все нюансы, связанные с автоэмалями. За кадром остались их физико-химические свойства, а также преимущества и недостатки тех или иных видов. К этим вопросам мы вернемся в следующей статье.
Во времена Московии все виды художественных эмалей носили название «финифть», и только в XIX веке это старинное название сменилось на новый термин «эмаль»
Высыхание в результате испарения растворителей (нитроэмали, масляные краски)
Отверждение в результате окисления кислородом (алкидные эмали)
Отверждение в результате реакции с отвердителем (акриловые материалы)