Víztartalmú lakkok (Vizes lakkok)

A vízbázisú felületkezelő anyagok előállítására már a ’80-as évektől kezdődően folytak kísérletek. Elterjedésüket kezdetben számos tényező fékezte, mint pl.: a magasabb ár, a hosszú száradási idő, a fa és a víz találkozásából adódó problémák stb. 

            A 90-es évek végétől kezdődően azonban, a levegőszennyezés csökkentésére irányuló, egyre szigorodó törvényi szabályozásoknak köszönhetően rohamléptekben hódították meg a faipart, jelentősen visszaszorítva a korábbi, rendkívül környezetszennyező felületkezelő anyagok használatát. Ezen rendeletek célja többek között a felületkezelés során létrejövő rendkívül káros, szerves oldószermennyiség kibocsájtásának (emisszió) mérséklése, melynek mérőszáma a VOC (Volatile Organic Compounds). A VOC-tartalom a használatra kész felületkezelő anyag által tartalmazott gyorsan párolgó szerves vegyületek mennyiségét jelöli g/l mértékegységben.

            A másik, ugyancsak a vizes lakkok elterjedését elősegítő rendelkezések csoportja az egészséges munkakörnyezet kialakítását megcélzó intézkedések sorolhatók, melyek meghatározzák a munkahely légterében található különféle veszélyes anyagok megengedett maximális koncentrációját. Mellyel a környezetszennyező felületkezelő anyagok használata mellett az egészségre ártalmas technológiák alkalmazását is jelentősen sikerült visszaszorítani.

            Ezen rendelkezések betartása a legtöbb esetben rendkívül költséges beruházásokkal ( modern szűrőberendezések felszerelésével) jár, mely arra kényszeríti a felületkezelő üzemeket, hogy oldószermentes, illetve csökkentett oldószertartalmú technológiákat alkalmazzanak. A vizes lakkok alkalmazásával ez kitűnően megvalósítható, a gyártók szinte minden alkalmazott oldószeres lakktípusra forgalmaznak vízzel hígítható alternatívát, és ma már ezek semmivel sem drágábbak oldószeres társaiknál.  Semmiképpen sem szabad azonban szem elől téveszteni, hogy a vizes termékek használata az üzemben alkalmazott technológia alapos felülvizsgálatát igényli, és sok esetben technológiaváltást is követel. Bár ezek beruházási költségei még mindig jóval alatta maradnak az egyéb megoldásoknál tapasztaltaknak.

A technológia alkalmazása során figyelembeveendő szempontok:

• A vizes lakkok a meleg környezetet kedvelik. A felületkezelő- és tároló helység ezért legyen fűthető, hogy hőmérséklete télen se csökkenhessen 10-15C° alá.
• A hőmérséklet a felületkezelő anyag tárolása során sem csökkenhet 5C° alá. Fagyás esetén a diszperzió ugyanis megbomlik és a filmképző anyag irreverzibilisen (visszafordíthatatlanul) kicsapódik.
• A hideg és a környező levegő magas páratartalma lassítják a száradást, ami a faanyag vízfelvételének következtében akár az anyag vetemedéséhez is vezethet. A környezet páratartalma ezért ne haladja meg a 80%-ot.
• A felületkezelendő anyag nedvességtartalma nem lehet nagyobb, mint 10-15%
• A felületkezelt lapanyagokhoz minimum D3 osztályba sorolt ragasztóanyagot használjunk!
• Minden munkaeszközt, és a felhordó berendezések valamennyi vízzel érintkező elemét rozsdamentes anyagra kell cserélni.

A csővezetékeket nemesacél, vagy műanyag csövekre kell cserélni, meg kell vizsgálni a szivattyúkat, azok tömítéseit, a lakktartályokat, a merítő-kádakban biztosítani kell a hegesztési varratok korrózióvédelmét, a szóró-berendezéseknél a fúvókákat nemesacélra, a szellőztető csappantyúkat krómozottra kell cserélni… Mindezek mellett a lakkváltás előtt a gépeket ajánlatos oldószerrel, majd oldószer-víz keverékkel, végül tiszta vízzel elmosni. Főleg ha előzőleg a felületkezelés valamilyen nedvességre érzékeny lakkanyaggal történt. A felületkezelés során fontos a felhordó-berendezések rendszeres tisztítása. A vizes lakkok ugyanis rendszerint gyorsan gélesednek, eltömíthetik a felhordó eszközök fúvókáit. A kikeményedett lakk pedig száradása után már oldható fel újra.

A tulajdonságok és a kémiai reakciók alapján az alábbi csoportokat különböztetjük meg:

• Egykomponensű vizes lakkok (akrilát-, vagy poliuretán diszperziók).
• Kémiai úton kikeményíthető diszperziós vizes lakkok
• Kétkomponensű rendszerek (poliuretán vagy karbamid-, melamin gyanta),
• Vizes UV- lakkok

Kötőanyagként elsősorban különféle termoplasztikus (hőre lágyuló) akrilát-, poliuretán-, poliészter- gyantákat alkalmaznak, vízoldható vagy vízben diszpergált rendszerként, de léteznek kémiai úton térhálósodó típusai is. Ez utóbbiak egy-, vagy két komponensű formában kaphatók.

Egykomponensű vizes lakkok

Ezeknél a lakkoknál a filmképző anyagokat különféle telített akril- és poliuretán diszperziók alkotják.

Az akrilát alapú diszperziós rendszerek legfeljebb a Nitrocellulóz lakkok kiváltására alkalmazhatók. Hőre lágyulnak, áruk kedvező, de nem nyújtanak kielégítő mechanikai, és kémiai védelmet a velük kezelt felületek számára, így mindössze alárendeltebb helyeken használható.

A poliuretán diszperziók már lényegesen jobb kémiai és mechanikai ellenálló képességgel rendelkeznek, de sajnos lassabban száradnak és éghetőbbek is, mint akrilát alapú társaik. Elsősorban parkettalakkozásra használják őket.

A gyártók azonban ma már a fenti típusokból a felhasználási célnak megfelelő szinte bármilyen lakkot el tudnak állítani. Így az akril-, és poliuretán diszperziók keverékének alkalmazása átlagos, és nagyobb igénybevételeknek kitett bútorok esetén is lehetséges.

  A diszperz rendszerek oldószerből (víz), és abban eloszlatott, de benne nem oldódó műgyantaszemcsékből állnak. Ha az eloszlatott műgyanta folyékony cseppekből áll, emulziónak nevezzük, ha az oldószerben szilárd szemcsék vannak eloszlatva, diszperzióról beszélünk. A műgyanta részecskék leülepedését, összetapadását, különböző stabilizátorokkal akadályozzák meg, a kialakuló filmréteg végső tulajdonságai pedig a műgyantához adott adalékanyagok segítségével alakíthatók ki (csiszolóadalékok, mattítóanyagok, habzásgátlók…).

Ezek fizikai úton, oldószervesztés által kikeményedő felületkezelő anyagok.

A felületre felhordott lakk víztartalmának egy része elpárolog, a másik része pedig a faanyagba szívódik. Az oldószervesztés hatására a rendszer viszkozitása növekedni kezd, műgyantaszemcsék egyre közelebb kerülnek egymáshoz, míg végül egymáshoz tapadnak, és összefüggő filmréteget képeznek a felületen. 

Ezek a lakkok tiszta vízzel hígíthatóak, de mindig tartalmaznak  1-15 % szerves oldószert is. Ezek filmképző segédanyagként a műgyanta részecskék ideiglenes lágyítását végzik.

A lakk kikeményedése során ezek az oldószerek a vízhez hasonlóan eltávoznak a filmrétegből. A kikeményedett filmréteg a továbbiakban vízzel már nem lesz oldható.

Oldószerként elsősorban glikolszármazékok kerülnek felhasználásra.

A fafelületek bevonásához módosított PVAc műgyantákat használunk, különböző lágyító anyagokkal, esetleg gombaölőkkel keverve. A PVAc ragasztókhoz hasonlóan érzékenyek a hőmérsékletre, és a nedvességtartalomra.

Az oldószeres lakkokhoz hasonlóan keverhető pigmentekkel, a bevonat száradási ideje a porszáraz állapotig 30-120 perc, a teljes száradás azonban jóval később kb. 16-24 óra múlva következik be. Bármilyen módszerrel felhordható, a szórásra előkészített anyagok nedvességtartalma 30-35%.

Térhálósítható vizes lakkok

Kémiai úton katalizátor hozzáadásával kikeményíthető akril- és poliuretán diszperziók. A térhálósodó vegyi folyamatot vízoldható izocianát edző katalizálja. A lakk és a katalizátor keverési aránya 1:5 és 1:20 között mozog. A felhasználásra kész lakk fazékideje meglehetősen alacsony, mindössze 2-4 óra. Igen gyorsan száradnak: felvitelt követően már 20 perc elteltével porszárazak, és 1-1,5 órát követően csiszolhatók. Öntéssel, hengerléssel, mártással, és szórással is felvihető, de alacsony fazékideje miatt felvitelére leginkább a kétkomponensű szórást alkalmazzák.

A megszáradt filmréteg világos, jó mechanikai és kémiai ellenálló képességgel rendelkezik. A savra keményedő lakkokéhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkező felületet ad.

 Sugárzásra keményedő vizeslakkok

Telítetlen akril-, epoxi- és poliuretán- diszperziók és/vagy emulziók.

A felületre felvitt, megfelelő fotoiniciátorokat tartalmazó lakkréteg a benne található nedvesség eltávozását követően UV- sugárzás hatására keményedik ki.

A bútor és lépcsőgyártók körében a legkedveltebbek, mivel átlátszóak és pigmentáltak is lehetnek. A színtelen lakkréteget higanygőz lámpával, a pigmentáltat galliumsugarakkal keményítik ki.

Megkülönböztetünk:

• Kémiai úton száradó rendszereket, és
• Fizikai úton száradó hidro UV lakkokat.

 A kémiai úton száradó lakkoknál, az oldószer elpárolgásának ideje kissé hosszabb, de nagyfokú tartósságot lehet elérni velük.

 A fizikai úton száradó UV-lakkok alárendeltebb helyeken alkalmazhatók. Gyorsan száradnak, de a velük kialakított felületek minősége nem túl jó. A leggyakrabban olyan elemek felületkezelésére használják, ahol a termék összetettsége nem teszi lehetővé a teljes felületű besugárzást. Ezeknél a típusoknál ott is fogásszáraz bevonat alakul ki, ahol nem éri UV-fény a felületet, bár ezeken a helyeken a lakkréteg tartóssága messze alatta marad a sugárzott felületeknél megszokottaknak.

Jól csiszolhatók. Kereskedelmi forgalomba 35-45%-os szárazanyag tartalommal kerülnek.  A két rétegben történő 100g/m² –es felvitellel már kifogástalan minőségű felületek alakíthatók ki.

A lakkréteg szárítása két lépcsőben történik:

• Először az előszárítási szakasz következik, melynek során kíméletesen 50C°-on úgy 25 percig szárítjuk a filmréteget, majd
• ezt követően az intenzívebb szárítási szakaszban légbefúvással 60 C°-on 10 percig szárítjuk a filmréteget.

Az új, modern szárítótechnológiák – mint például a termoreaktoros szárítás – alkalmazásával is különösen rövid vízelvonási idő érhető el. A klasszikus oldószeres lakkokkal szemben az UV-vizeslakkok nagy előnye, hogy a kikeményedett felületet közvetlenül a sugárzás után teljes mértékben lehet mind mechanikai, mind kémiai igénybevételnek kitenni. A csomagolásra kész állapot kialakulásáig tartó időtartam egyértelműen lerövidül.

 A vizes lakkok alkalmazásának előnyei azonban lényegesen túlmutatnak a káros oldószer-kibocsájtás mértékének csökkentésén. Ezek a lakkok:

• oldószeres társaikhoz képest jóval rugalmasabbak,
• nem gyúlékonyak, gyorsan száradnak,
• kevésbé veszélyesek az egészségre (, de szóráskor a légutak védelme érdekében továbbra is kötelező légzésvédő eszköz használata).
• a víz, mint oldószer használata miatt a rostok kevésbé duzzadnak (, így csökken a szálfelhúzódás),
• a felületkezeléshez használt eszközök és berendezések egyszerűen, vízzel tisztíthatóak.

Mindezek mellett látvány, simaság, és ár tekintetében sem különböznek az oldószeres lakkoktól.

Felületkezelés vizes lakkokkal

A vizes lakkokkal kezelendő felületek, a többi lakktípushoz hasonlóan gondos előkészítést igényelnek. Jó minőségű bevonatot csak a felületek megfelelő fizikai és kémiai előkészítését követően hozhatunk létre. Amennyiben a felületeket színezni szeretnénk, vízben nem oldódó páclevet használjunk. Kültéri erős igénybevételeknek kitett felületeket esetén különleges favédő pácot alkalmazzuk. Mely a termék színezésén túl erősíti a bevonat UV-védelmét, és a benne lévő biocidoknak köszönhetően megvédi a faanyagot a gomba-, és rovarkárosítóktól. A pácot egy rétegben 80-100 g/m² mennyiségben mártással, locsolással, ecsettel esetleg szórással visszük fel a felületre.  Mind pácolt mind natúr felületeknél előfordulhat, hogy a felvitt első, híg lakkréteg kioldja a fában lévő vízoldható sókat, ill. színanyagokat, melyek a lakkréteg tetejére vándorolva elszínezik a felületet (a felület „kivérzése”). Ezt a hibát pigmentált pácok alkalmazásával, illetve egy külön izoláló lakkréteg felhordásával kerülhetjük el, mely elszigeteli a faanyagot a rákerülő lakkréteg nedvességtartalmától. A műveltet követően a megfelelő száradási idők lejárta után, a felületre felviszünk egy alapozóréteget (120-150 g/m2), majd annak száradása, és a felületek átcsiszolása-portalanítása után egy fedőréteget (120-150 g/m2). A két felületkezelés között kb. 90-120perc száradási időt kell hagyni. A fedőréteg felvitelét követően az anyagok 24 óra elteltével csomagolhatók. A száradási idők konvekciós, vagy mikrohullámú szárítás alkalmazásával jelentősen csökkenthetők.