Lepkość to jedna z podstawowych wielkości

charakteryzujących wyroby farbiarskie. W

potocznym rozumieniu bardzo często

nazywana gęstością farby (mówimy, że farba

jest gęstsza lub rzadsza, a powinniśmy

mówić, że ma wyższą lub niższą lepkość).

Lepkość mierzona jest odpowiednio

dobranym kubkiem cylindrycznym.

Najpopularniejszy z nich to tzw. kubek Forda -

napełnia się go farbą

i mierzy czas w jakim wypłynie ona z kubka.

Im farba

w potocznym rozumieniu gęstsza, tym dłużej

wypływa z kubka. Typowa lepkość np. emalii

olejno-ftalowej

w postaci handlowej wynosi 120 sekund na

kubku Forda o średnicy otworu 4 mm. Ale

żeby tą samą emalią można było malować

przy pomocy natrysku należy rozcieńczyć ją

do 20-30sek. (w praktyce oznacza to, że

należy dodać do niej około 10-15%

rozcieńczalnika).

1

Kubek Forda o

średnicy otworu 4

mm

2

W zależności od tego jak wysoką lepkość ma

wyrób używa się do jej pomiaru różnego

rodzaju kubków. Jak już wcześniej

wspomniano najpopularniejszy jest kubek

Forda o średnicach otworu 4 lub 6 mm. Służy

on do pomiaru lepkości takich wyrobów jak

np. emalie rozpuszczalnikowe do drewna i

metalu. Gdyby jednak zmierzyć lepkość farby

emulsyjnej do ścian kubkiem Forda o średnicy

otworu 4 mm, wynosiłaby ona nawet 400

sekund! Dlatego do pomiaru lepkości

wyrobów

o znacznie wyższej lepkości np. farb

emulsyjnych, służą kubki o innej budowie -

kubki cylindryczne

o średnicach otworów 6 lub 8 mm.

Do badania lepkości umownej farb

stosowana jest metoda, która

polega na pomiarze czasu wypływu

badanego materiału przy użyciu

określonego naczynia

pomiarowego. Wyniki oznaczeń są

zależne zarówno od specyficznych

właściwości badanego materiału,

jak i warunków prowadzenia

pomiaru. Wyniki pomiaru czasu

wypływu są powtarzalne tylko

w przypadkach produktów

mających charakter cieczy

newtonowskich lub prawie

newtonowskich.

3

Ciecze stosujące się do prawa

Newtona (naprężenie ścinające F/S

jest proporcjonalne do prędkości

odkształcenia) - złożone z

cząsteczek

o niewielkiej masie cząsteczkowej i

gazy - nazywamy niutonowskimi.

Współczynnik lepkości jest

wielkością stałą przy ustalonej

temperaturze i ustalonym

ciśnieniu. Pozostałe to ciecze

nieniutonowskie (takie w których

występują duże cząsteczki, smoła

lub protoplazma żywych komórek,

krew). Współczynnik lepkości nie

jest stały.

4

Pomiar czasu wypływu jest często

stosowany do sprawdzania

konsystencji farb, lakierów itp.

materiałów. Farby zawierają często

środki zwiększające lepkość, które

ograniczają ich wypływ. Lepkość

takich wyrobów może być oznaczana

tylko przy użyciu wiskozymetrów

działających na zasadzie

podwyższonych gradientów prędkości

(np. ISO 2884). Żywice i lakiery mogą

jednakże wykazywać wypływ

newtonowski lub prawie newtonowski

przy lepkości dużo wyższej i w takich

przypadkach można przeprowadzać

kontrolę konsystencji za pomocą

kubków wypływowych (nazywanych

kubkami Forda).

5

Norma PN-EN 535 ISO

2431:1999 wyszczególnia trzy

kubki wypływowe o podobnych

wymiarach, ale mające różne

otwory: 3, 4 i 6 mm (w

dotychczasowej normie

krajowej PN-81/C-81508 – 2, 4
i 6 mm). Metodę tę stosujemy

jedynie w przypadku

produktów, dla których

przerwanie się strumienia

wypływowego z otworu kubka

może być określane

jednoznacznie.

6

Czas wypływu to czas, jaki upływa od

momentu, gdy badany produkt

zaczyna wypływać z otworu pełnego

kubka, do momentu, gdy wypływający

strumień produktów przestaje być

ciągły przy otworze.

Wpływ temperatury na czas wypływu

jest bardzo ważny i zależy od typu

produktu. Do celów arbitrażu

międzynarodowego ważne jest

znormalizowanie temperatury próby

(23  0,5

o

C). Dopuszcza się

przeprowadzanie

w innej, lecz uzgodnionej

temperaturze (przy zapewnieniu

wahań temperatury nie większych niż

0,5

o

C w czasie badania).

7

Norma PN-EN 535 ISO 2431:1999

precyzuje szereg wymagań co do np.

kształtu kubków, materiału z którego

są wykonane (np. dysze kubka – ze

stali nierdzewnej lub węglików

spiekanych), stopnia wykończenia

wewnętrznych powierzchni kubka

(maksymalna chropowatość 0,5 m),

procedury dotyczącej wzorcowania,

cechowania, konserwacji

i sprawdzania kubków. W celu

uzyskania żądanej dokładności

pomiarów, należy dla badanego

produktu wybrać taki kubek

wypływowy,

z którego czas wypływu byłby większy

od

20 s.

8

Wstępne sprawdzanie wykonuje się w

celu określenia zdolności produktu do

przeprowadzenia badania, tzn. czy

zachowuje się on jak ciecz newtonowska

lub prawie newtonowska. W tym celu

należy dobrze ujednorodnić produkt,

napełnić nim kubek i po upływie 5 s od

napełnienia kubka usunąć palec

z otworu zatykającego. Następnie należy

powtórzyć pomiar pozostawiając produkt

w kubku przez 60 s przed usunięciem

palca. Jeśli drugi wynik różni się od

pierwszego o więcej niż 10%, to produkt

ten nie jest newtonowski, a więc jest

nieodpowiedni do kontroli konsystencji

przez pomiar czasu wypływu.

9

Pomiar czasu wypływu:

1. Czysty i suchy kubek umieścić w statywie,

a pod otwór wypływowy podstawić naczynie

tak, aby odległość między otworem kubka a

powierzchnią ściekającej próbki była nie

większa niż 100 mm. Objętość badanego

wyrobu lakierowego powinna wynosić 100

cm

3

.

2. Otwór wypływowy kubka zasłonić palcem,

po czym należy napełnić kubek próbką

(przesączoną przez odpowiednie sito) aż do

utworzenia menisku wypukłego nad górną

krawędzią kubka. Wyrób nalewać powoli, aby

nie tworzyły się pęcherzyki powietrza.

3. Nadmiar próbki (wraz z ewentualnymi

pęcherzykami powietrza) usunąć linijką lub

szklaną płytką, przesuwając ją po górnej

krawędzi kubka w poziomym położeniu.

10

4. Usunąć palec z otworu, włączając

jednocześnie czasomierz. Czas wypływu

należy mierzyć

z dokładnością do 0,5 s do pierwszego

przerwania strumienia wypływającej próbki

(wypływający strumień przestaje być ciągły

przy otworze). Za wynik przyjmuje się średnią

z dwóch pomiarów, które nie różnią się więcej

niż 5% od ich średniej. Jeśli dwa oznaczenia

różnią się więcej niż o 5% od ich średniej

wartości, należy wykonać trzecie oznaczenie.

Jeśli trzecie oznaczenie i jedno z dwóch

poprzednich oznaczeń nie różnią się o więcej

niż o 5% od ich średniej wartości, należy

wyeliminować poprzedni wynik i jako wynik

przyjąć średnią arytmetyczną dwóch

wybranych oznaczeń.

5. Kubek należy dokładnie oczyścić

odpowiednim rozpuszczalnikiem, myjąc dyszę

chronić otwór wypływowy przed

uszkodzeniem.

11

Farby - substancje powłokotwórcze służące

do ochronnego lub dekoracyjnego

pokrywania wyrobów budowlanych. Mogą

zalegać na ich powierzchni, lub nieznacznie

wnikać w głąb.

Składają się z substancji barwiących -

najczęściej pigmentów oraz substancji

dodatkowych: spoiw, wypełniaczy,

rozcieńczalników, rozpuszczalników,

substancji błonotwórczych, dyspergujących,
konserwujących, opóźniających wysychanie,

reagujących z podłożem itp.

Zazwyczaj substancji barwiącej towarzyszy

wypełniacz, którego ziarna są o rząd
wielkości grubsze od pigmentu. Rolą

wypełniacza jest obniżenie ceny farby,

poprzez powiększenie powierzchni

zajmowanej w powłoce przez pigment, gdyż

ziarna wypełniacza są oblepiane przez

pigment.

12

Stosuje się również farby bez

wypełniaczy,

a jedynie składające z pigmentów. Ma to

miejsce np. gdy chodzi o najwyższą

jakość krycia

i barwy, lub też odwrotnie - gdy pigment

jest na tyle tani, że wypełniacz nie jest

potrzebny (zwykle farby najniższej

jakości), inną przyczyną braku

wypełniacza może być farba, której

głównym celem są inne zastosowania niż

dekoracyjne - wtedy gdy pigment

odgrywa rolę substancji czynnej - np.

zabezpieczającej lub leczniczej. Ze

względu na ilość powłok farby, dzieli się

je kolejno na:

gruntujące,

podkładowe,

powierzchniowe.

13

Rolą farby gruntującej jest zapewnienie

przyczepności do podłoża farbom

następnym, oraz wyrównanie

niewielkich nierówności. Jej warstwa

jest na tyle gruba, że odcina także

całkowicie ciemną barwę podłożą, co

jest istotne w przypadku jasnych

powłok powierzchniowych. Farba ta jest

zwykle bardzo szorstka, a więc i

matowa. Rolą farby podkładowej jest

wygładzenie powierzchni farby

gruntującej, zlikwidowanie jej

porowatości, oraz zapewnienie

przyczepności dla farby

powierzchniowej, cechującej się bardzo

cienką powłoką a często także

specyficznymi właściwościami

mechanicznymi.

14

Ze względu na rodzaj spoiwa

farby dzieli się na: akrylowe,

celulozowe, kazeinowe, klejowe,

krzemianowe (na bazie szkła

wodnego), lateksowe, olejne,

spirytusowe, wapienne oraz na

bazie całego szeregu rozmaitych

żywic syntetycznych. Istnieją

również farby bez spoiwa (jego

funkcję spełnia wypełniacz lub

pigment). Powłoki farbiarskie

mogą być dodatkowo wykańczane

powłokami lakierniczymi.

15

Elementy metalowe malować można

tradycyjnie, czyli nakładać kolejno farbę

gruntującą, podkładową. Wymagają

malowania przede wszystkim ogrodzenia,

balustrady i kraty. Renowacji przez

malowanie wymagają też stalowe pokrycia

dachowe i rynny oraz grzejniki. Trwałość

powłok malarskich na metalach zależy

głównie od przyczepności powłoki do

podłoża; będzie ona tym lepsza, im

staranniej przygotuje się powierzchnię

przed malowaniem. Metalowe powierzchnie

są całkowicie nienasiąkliwe, więc nie

wchłaniają

w ogóle spoiwa zawartego w farbie.

Powłoka trzyma się jedynie dzięki adhezji

(przyczepności). Jeśli zatem między farbą a

metalem zostaną zanieczyszczenia słabo

przylegające do podłoża, to

i przyczepność powłoki malarskiej będzie

mała.

16

Na przygotowaną powierzchnię należy

nałożyć kolejno:

- antykorozyjną warstwę gruntującą, silnie

wiążącą z podłożem,

- farbę podkładową o dużej sile krycia

i odporną na uszkodzenia,

- emalię nawierzchniową nadającą połysk

i fakturę, odporną na uszkodzenia, ale o

małej sile krycia.

W praktyce często stosuje się schemat

uproszczony: zamiast gruntu i farby

podkładowej stosuje się jeden preparat,

a później nakłada się kilka warstw emalii,

aż do pełnego pokrycia.

17

Grunty antykorozyjne - są to środki

reagujące chemicznie z rdzą pokrywającą

metal. W wyniku tej reakcji tworzy się

twarda, silnie przylegająca do metalu

warstwa ochronna, która jest dobrym

podkładem pod farby wykończeniowe.

Stwardniała powłoka przybiera barwę

czarną i na elementach zewnętrznych

może służyć przez pewien czas (nie

dłuższy niż 6 tygodni) jako tymczasowa

warstwa ochronna. Nakładanie. Pędzlem

lub natryskiem pneumatycznym.

Temperatura podłoża nie może być

wyższa niż 30

o

C; podłoże może być lekko

wilgotne. Do czasu wyschnięcia (ok. 48

h) pomalowane elementy muszą być

chronione przed opadami.

18

Farby podkładowe - produkowane na

spoiwie chlorokauczukowym, alkidowym

lub ftalowym. Zawierają składniki

chroniące przed korozją. Tworzą na

metalowej powierzchni silnie

przylegającą warstwę w kolorze szarym

lub czerwonym. Można je nakładać na

powierzchnie wolne od rdzy lub lekko

skorodowane. Nakładanie pędzlem lub

przez natrysk, przynajmniej w dwóch

warstwach. Niezwłocznie po wyschnięciu

(24-48 h) powierzchnie malowane farbą

podkładową powinny być pokryte farbą

nawierzchniową, gdyż ze względu na

porowatą strukturę powłoka z farby

podkładowej nie jest odporna na

długotrwałe oddziaływanie warunków

atmosferycznych.

19

Farby nawierzchniowe - gładkie, odporne na

wpływy atmosferyczne, zarysowania i

uderzenia. Emalie ftalowe są

najpopularniejsze, ale uzyskane z nich

powłoki nie są zbyt trwałe na zewnątrz - z

czasem matowieją i łuszczą się. Trwalsze i

bardziej elastyczne są powłoki z farb

poliwinylowych albo chlorokauczukowych.

Wewnątrz pomieszczeń sprawdzają się

wodorozcieńczalne emalie akrylowe, dające

półbłyszczące, elastyczne powłoki.

Nakładanie - najlepiej metodą natrysku lub

wałkiem; uzyskuje się wtedy gładkie

powierzchnie jednakowej grubości. Można

używać pędzla z miękkim włosiem, starając

się nakładać emalię cienką warstwą i nie

dopuszczać do powstawania zacieków.

Przed nałożeniem kolejnej warstwy podłoże

trzeba przeszlifować drobnoziarnistym

papierem ściernym.

20

Emalie na rdzę, czyli 3 w 1 - preparaty

pełniące równocześnie funkcję gruntu,

podkładu i farby nawierzchniowej. To

bezpodkładowe emalie, do nakładania

bezpośrednio na skorodowane

powierzchnie. Jak każde "3 w 1", preparaty

te są wynikiem kompromisu między wygodą

a jakością ochrony. Ze względu na wysoką

cenę stosowane są głównie do malowania

małych powierzchni. Są wygodniejsze w

stosowaniu, zamiast dwóch czy trzech

różnych preparatów, z których sporo zostaje

po malowaniu, tu wystarczy kupić jedną

małą puszkę. Duże powierzchnie lepiej

malować preparatami tradycyjnymi,

"wyspecjalizowanymi", gdyż ochrona jest

lepsza i z reguły tańsza. Barwę

i fakturę w obu metodach można dowolnie
zmieniać, dobierając odpowiednie wyroby

21

Farby na ocynk - stosowane głównie

do renowacyjnego malowania dachów

z blachy oraz orynnowania, a także do

wykonywania zaprawek na

blachodachówkach powlekanych. Nie

wymagają nakładania warstwy

podkładowej, można je nanosić na

nowe lub utlenione (zmatowiałe)

podłoża cynkowe. Jedynie jeśli

powłoka cynkowa jest uszkodzona, a

blacha stalowa - skorodowana,

miejsca te należy najpierw pomalować
podkładem antykorozyjnym, a dopiero

później - całość pomalować farbą do

ocynku.

22

Farby do grzejników - mają podwyższoną

odporność na wysoką temperaturę i dużą

zdolność krycia. Obecnie najczęściej są

to farby wodorozcieńczalne, na spoiwie

akrylowym, elastyczne i zachowujące

trwałą biel. Można je nakładać

bezpośrednio na (uprzednio zmatowione)

stare powłoki z farb ftalowych,

chlorokauczukowych i karbamidowych.

Tylko miejsca, gdzie metal jest

odsłonięty, trzeba wcześniej pokryć farbą

gruntującą - zapobiegnie to pojawieniu

się rdzawych plam na pomalowanej

powierzchni. Farby te można również

stosować do malowania innych

elementów metalowych, pokrytych

uprzednio farbą podkładową.

23

Są już dostępne farby blokujące rozmowy za

pośrednictwem telefonów komórkowych.

Dzięki naukowcom z Uniwersytetu

Tokijskiego można

dość tanio zablokować dostęp do

bezprzewodowych sieci internetowych (wi-

fi). Japończycy wyprodukowali farbę, w

której są nanomagnesy (25-50 nanometrów)

wykonane z glinu i żelaza, co umożliwia

blokadę sygnałów o czterokrotnie wyższej

częstotliwości niż dotychczas. Farba tworzy

pole magnetyczne rezonujące z taką

częstotliwością jak fale

elektromagnetyczne, które chcemy

zablokować. Pomalowanie tą farbą sprawi,

że potencjalni „włamywacze” stracą

możliwość wykrycia

i włamania do sieci internetowej. Kilogram

farby ma kosztować 14 USD. Nie jest to

dużo jeżeli weźmiemy pod uwagę

konsekwencje wycieku informacji.

24