Preskušanje testiranje kritja barv

Informacije o preskušanju

Testiranje kritja barv je postopek ocenjevanja sposobnosti barvnega premaza, da prekrije podlago oz. da doseže enakomeren vizualni učinek brez prebujanja prejšnjih plasti, laboratorij ZHONGXI Testing pa to preskušanje izvaja za barve in lakte na vodni ter topilni osnovi, prahu, paste, fasadne in lesne premaze. Kritje je ena temeljnih uporabnih lastnosti barvnega materiala, saj določa, koliko barve je treba nanesti na podlago, da ta ni več vidna skozi premaz. Rezultat preskušanja kritja se uporablja pri razvoju receptur, optimizaciji odmerka titanovega dioksida in drugih pigmentov, primerjavi dobaviteljev surovin, kontroli vhodnih materialov v proizvodnji ter pri tehnični oceni skladnosti izdelka z deklariranimi vrednostmi na tehničnem listu.

Namen preskušanja je kvantificirati količino ali debelino nanesene barve, pri kateri podlaga izgine iz vidnega zaznavanja, ter s tem objektivno primerjati različne izdelke, pigmentne sestave in stopnje razredčitve. Tehnično gre za dva glavna pristopa: merjenje kritja po debitiranem sloju, kjer se na črno-belo oz. sivo-belo kontrastno podlago nanese sloj barve znane debeline in se meri razlika med odbojnostjo nad črnim in belim poljem, ter merjenje po metodi določanja najmanjše mokre oziroma suhe debeline pri popolnem kritju. V praksi se uporabljajo tudi izračuni iz meritev belosti po Kubelki-Munkovi teoriji, ki povezuje razmerje K/S med absorpcijo in sipanjem svetlobe v premazu z njegovo močjo kritja. Ocena kritja se pogosto dopolnjuje z merjenjem barvnih razlik po CIE L*a*b* sistemu ter z vizualno oceno na standardiziranih črtastih ali kontrastnih kartah.

Tipičen potek preskušanja v laboratoriju vključuje pripravo vzorca z razredčitvijo na standardno viskoznost, nanos z apreturirnim filmom (draw-down bar) na kontrastno kartono ali črno-belo ploščico z določeno režo, sušenje pod nadzorovanimi klimatskimi pogoji, nato pa spektrofotometrično merjenje odbojnosti nad obema poljema podlagе. Iz izmerjenih vrednosti se izračuna kontrastno razmerje CR, ki je količnik odbojnosti premaza nad črnim in belim poljem pri dani suhi debelini filma. Podatki se vnesejo v krivuljo kritja, ki prikazuje odvisnost kontrastnega razmerja od debeline nanosa, iz nje pa se odčita tista debelina, pri kateri je CR dosegel vrednost 0,98, ki se v tehnični praksi obravnava kot prag praktično popolnega kritja.

Merilni pogoji so ključni za primerljivost rezultatov, zato se hitrost sušenja, vlažnost, temperatura, vlažnost filma med nanosom, vrsta apreturirnega orodja, sekundarna disperzija in starost vzorca pred testiranjem dokumentirajo. Za vodno razredčljive sisteme se poleg tega spremlja čas odprtega časa, saj nanos po preseženi dobi uporabnosti povzroči slabo razlivanje in posledično poslabšanje kritja ob enaki vsebnosti pigmenta. Rezultat analize vsebuje poleg končne vrednosti kritja tudi opis metodologije, uporabljene podlage, debeline filma in vrednosti barvnih koordinat.

Obseg preskušanja

• Notranje disperzijske barve na vodni osnovi z akrilno vezavo, namenjene stenam in stropom, z oceno kritja na črno-beli kontrastni karti
• Fasadne barve na osnovi čistih akrilatov, silikonskih in silikatnih veziv za zunanje stene z izpostavljenostjo vlagi
• Krede in kredne barve na osnovi kalcijevega karbonata z majhno vsebnosti veziva, pri katerih je kritje odvisno predvsem od stopnje razredčitve
• Emajli na topilni osnovi z alkidno smolo za les in kovino z merjenjem kritja tankih slojev
• Epoksidne barve in temeljne barve za kovinske konstrukcije, kjer se ocenjuje kritje sivih in rdečih antikorozijskih pigmentov
• Poliuretanski dvokomponentni laki za industrijske premaze z določitvijo kritja prozornih in pigmantiranih različic
• Praskaste in učinkovite barve z veliko vsebnostjo pigmenta, pri katerih se ocenjuje tvegani prekomerni nanos in nastanek razpok
• Prahaste barve za elektrostatično nanašanje na aluminij, jeklo in pocinkane površine z določitvijo kritja po polimerizaciji
• Tesnilne barve, ki se nanašajo na vlaknene in anorganske plošče z oceno kritja nad temnimi podlagami
• Barve za dekorativne notranje tehnike, na primer shantung in mavčne mavčne učinke, z oceno kritja po večplastnem nanosu
• Barve za mokre prostore na cementni in apneno-cementni osnovi z vgrajenimi pigmentnimi pastami
• Pigmentne paste na osnovi titanovega dioksida, železovih oksidov in organskih pigmentov za doziranje v bel osnovi
• TiO2 rutilske in anatazne vrste za oceno relativne moči kritja v referenčni beli disperziji
• Barvni laki za les s prozornimi in polprozornimi učinki, kjer se namesto kritja ocenjuje preventivna prosojnost in UV-prepustnost
• Reflektivne in toplotno izolativne barve za fasade z merjenjem kritja v kombinaciji s solar refleksijo in emisiivnostjo
• Barve za cestno signalizacijo z oceno kritja belega premaza nad asfaltno podlago
• Barve za betonske in garážne talne površine na epoksidni in akrilni osnovi z oceno kritja po enem nanosu
• Barve za obnovo in restaurovanje starih premazov z oceno blokiranja starega temnega premaza skozi nov bel nanos
• Nizko-VOC in brez-VOC barve z visoko vsebnostjo polimera, kjer je kritje pogosto slabše zaradi pene in visoke vlažnosti filma
• Barve za stenske in stropne plošče z oceno kritja nad stiki, vijaki in spackl maso
• Temeljne barve in grundirji z barvnim korekcijskim učinkom za zmanjšanje števila končnih nanosov
• Razredčene in pripravljene barve po navedbah proizvajalca za oceno izgube kritja pri priporočeni razredčitvi z vodo
• Barve za lesene okvirje, stavbno pohištvo in vrata z oceno kritja nad svetlim in temnim lesom
• Specialne barve za hlajene prostore in živilsko industrijo z oceno kritja ob sočasni kontroli odpornosti proti pranju
• Barve za ladjedelništvo in jadrnice z oceno kritja premazov nad temno podlago in staro antifouling plastjo

testiranje kritja barv Elementi preskušanja

• Kontrastno razmerje CR — količnik odbojnosti premaza nad črnim in belim poljem, ki je neposredna mera kritja pri dani debelini
• Kritje po suhi debelini filma — določitev debeline v mikrometrih, pri kateri kontrastno razmerje doseže prag 0,98
• Poraba na kvadratni meter — izpeljanka iz kritja, ki podaja, koliko litrov ali kilogramov barve je treba za kritje enega kvadratnega metra površine
• Razmerje K/S po Kubelki-Munku — absorpcijsko-sipalni parameter, iz katerega se izračuna teoretična moč kritja pigmenta
• Razprševalna moč belih pigmentov — sposobnost TiO2, da sipa svetlobo, kar je neposreden tehnološki vzrok za kritje
• Vrednost Y oz. odbojnost premaza — svetlobna odbojnost nad belo in črno podlago, vhodni podatek za vse izračune kritja
• Barvne koordinate L*a*b* — objektivni zapis barvnega položaja premaza, s katerim se ocenjuje barvni odmik med poljema
• Barvna razlika delta E med nanosom nad črno in belo podlago — manjša razlika pomeni boljše kritje pri enaki debelini
• Mokra debelina nanosa — debelina sveže barve takoj po nanašanju, referenčna vrednost za kontrolo nanosa na objektu
• Suha debelina filma — debelina po popolnem sušenju, merjena z vrtinčnim tokom ali mikroskopsko na prerezu
• Razlivanje in površinska gladkost — vpliva na doseganje enakomerne debeline, kar posredno določa doseženo kritje
• Čas sušenja do ponovnega nanosa — vpliva na kritje drugega sloja, saj presenetljivo zgoden nanos zmanjša končni učinek
• Viskoznost — nanašalna lastnost, ki določa debelino filma pri dani metodi nanosa in s tem izmerjeno kritje
• Vsebnost netopnih snovi oziroma suhe snovi — določa, koliko trdne faze ostane po sušenju in koliko pigmenta prispeva k kritju
• Gostitvena vsebnost pigmenta — odstotek pigmenta v suhi snovi, ki skupaj z disperzijo določa ekonomiko kritja
• Stopnja disperzije pigmenta — velikost in razporeditev pigmentnih delcev, ki pri enaki vsebnosti spreminja kritje za več odstotkov
• Učinek razredčitve z vodo — izguba kritja pri navedenem deležu razredčitve, pogosta točka sporov med proizvajalcem in naročnikom
• Prekritje temnih podlag — poseben primer, kjer se ocenjuje blokiranje temno sive, modre ali rdeče podlage z belim premazom
• Kritje po staranju vremenskih razmer — sprememba kritja po izpostavitvi UV, toploti in vlagi, relevantno za fasadne sisteme
• Hitrost spremembe kritja med sušenjem — spremljanje, ali barva doseže končno kritje šele po določenem času sušenja ali že takoj
• Ročno in strojno nanašanje — primerjava kritja pri nanosu s čopičem, valjarjem in z apreturirno napravo za praktične razmere
• Vpliv vlažnosti podlage — spreminjanje kritja ob nanosu na vlažen oziroma alkalen substrat, značilno za svež omet
• Prosojnost prozornih premazov — nasprotni parameter pri lakih za les, kjer se namesto kritja ocenjuje pretok svetlobe

Pogosta vprašanja

Kako dolgo traja testiranje kritja barv?

Standardni obseg testiranja kritja, ki vključuje pripravo vzorca, nanos na kontrastno podlago, sušenje in spektrofotometrično merjenje, traja med 7 in 15 delovnimi dnevi. Natančen čas je odvisen od števila izbranih elementov preskušanja, vrste vzorca, saj prašaste barve zahtevajo polimerizacijo v pečici, dvokomponentni sistemi pa določen čas odmerjenja in utrjevanja, ter od tega, ali se poleg osnovnega kritja izvaja tudi spremljanje staranja ali primerjava več razredčitev. Če naročnik potrebuje oceno pri več debelinah nanosa ali pri več podlagah, se rok ustrezno podaljša.

Koliko stane testiranje kritja barv?

Cena je odvisna od števila elementov preskušanja, ki jih naročnik izbere. Osnovna določitev kontrastnega razmerja pri eni debelini nanosa je cenovno drugačna od celovite ocene, ki vključuje krivuljo kritja pri več debelinah, primerjavo več razredčitev, merjenje barvnih razlik in kontrolo suhe debeline. Po predložitvi tehničnega lista izdelka, opisa namena preskušanja in števila vzorcev inženir pripravi ponudbo s cenovno razčlenitvijo po posameznih elementih.

Kateri elementi so vključeni v testiranje kritja barv in koliko vzorca je treba pripraviti?

Obseg je odvisen od vrste izdelka in uporabnih standardov, ki jih naročnik navede. Za notranje disperzijske barve gre običajno za kontrastno razmerje pri standardni debelini, kritje po suhi debelini filma, porabo na kvadratni meter in barvne koordinate, za fasadne barve se doda oceno po razredčitvi in vpliv vlažne podlage, za pigmente pa razprševalno moč in razmerje K/S. Za tekoče barve je priporočen volumen vzorca od 0,5 do 1 litra, kar ustreza približno 500 do 1300 gramov, odvisno od gostote, za prašaste barve pa zadostuje od 100 do 300 gramov materiala. Če se preskuša več razredčitev ali več debelin, je smiselno predložiti dodatno količino.

Kako se zagotovi primerljivost rezultatov kritja med različnimi laboratoriji ali dobavitelji?

Primerljivost temelji na doslednem upoštevanju merilnih pogojev, ki jih je treba zapisati ob vsakem rezultatu. To vključuje vrsto podlage in njene odbojnosti, širino reže apreturirnega orodja, torej mokro debelino nanosa, temperaturo in relativno vlažnost med sušenjem, čas sušenja pred meritvijo, geometrijo merilnega instrumenta in izvor svetlobe, uporabljenega pri spektrofotometriji, ter način izračuna kontrastnega razmerja. Pri primerjavah med dobavitelji je priporočljivo, da se vsi vzorci preskušajo v isti seriji, na isti podlagi in z istim orodjem, saj že razlika v mokri debelini za 20 mikrometrov pri beli notranji barvi lahko premakne izmerjeno kritje za več odstotnih točk.

Instrumenti za preskušanje

• Spektrofotometer z geometrijo d/8 ali 45/0 za merjenje odbojnosti nad črnim in belim poljem ter izračun kontrastnega razmerja
• Kolorimeter za hitro kontrolo barvnih razlik delta E med vzorci in referenco
• Apreturirni filmaplikator z nastavljivimi režami od 50 do 300 mikrometrov za ponovljive nanose določene mokre debeline
• Samodejna filmska apreturirna naprava s konstantno hitrostjo vlečenja za odpravo vpliva ročnega nanosa
• Črno-bele kontrastne karte in ploščice s standardizirano odbojnostjo polj kot nosilec vzorca
• Bele in črne standardne ploščice za umeritev merilne geometrije spektrofotometra
• Vrtinčni merilnik suhe debeline filma z uničujočim prerezom premaza za merjenje končne debeline
• Magnetni merilnik debeline premaza na jekleni podlagi in indukcijski merilnik na neželeznih kovinah
• Ul-trazvočni merilnik debeline za premaze na lesu, plastiki in betonu
• Rotacijski viskozimeter z več vrtilnimi telesi za določitev viskoznosti pri različnih smernih hitrostih
• Stormerjev viskozimeter za konsistenco notranjih disperzijskih barv v Krebsovih enotah
• Klimatska komora za sušenje vzorcev pri nadzorovani temperaturi in relativni vlažnosti
• Standardni svetlobnik z virom D65 za vizualno oceno kritja pod določeno osvetlitvijo
• Mikrometer z merilno ploščico za kontrolo mokre debeline nanešenega filma
• Analitična tehtnica z ločljivostjo 0,1 mg za gravimetrično določitev suhe snovi in porabe
• Disperzijski mlin z majhnimi kroglicami za pripravo in standardno disperzijo pigmentnih past pri oceni pigmentov
• Štoparica in kronometer za spremljanje časov sušenja in odprtega časa
• Analitično programsko orodje za izračun Kubelka-Munkovih parametrov in krivulje kritja iz merjenih odbojnosti
• Naprava za nanos s škropljenjem za oceno kritja pri industrijskem načinu nanašanja
• Tester zgibljivosti in trdote po sušenju za oceno, ali debeline, potrebne za kritje, ne povzročajo razpok ali lomov

Scenariji uporabe

V proizvodnji notranjih disperzijskih barv je kritje centralni parameter, ki določa recepturo in ceno izdelka. Ker je titanov dioksid najdražja sestavina bele barve, se testiranje kritja uporablja za optimizacijo odmerka TiO2, za primerjavo različnih vrst in dobaviteljev pigmenta ter za oceno učinka polimerne disperzije in sredstev za razlivanje na doseženo kritje. Proizvajalci z analizo kontrastnega razmerja pri več debelinah gradijo krivulje, ki služijo kot podlaga za deklaracijo razreda kritja na embalaži in za tehnične informacije o številu priporočenih nanosov.