3. Ιδιότητες ξηρού υμένα χρώματος
Το κάθε χρώμα χαρακτηρίζεται από ορισμένες φυσικές, χημικές και φυσικοχημικές ιδιότητες. Αυτές επηρεάζουν την καταλληλότητα του για ορισμένη χρήση, την εφαρμογή του και την συμπεριφορά του.
Οι ιδιότητες των χρωμάτων διακρίνονται σε 3 κατηγορίες:
⇨ Ιδιότητες υγρού χρώματος (στο κουτί)
⇨ Ιδιότητες κατά την εφαρμογή
⇨ Ιδιότητες του ξηρού υμένα
Αυτές είναι οι ιδιότητες του χρώματος μέσα στο κουτί, όπως παραδίδεται. Κατά κανόνα δεν ενδιαφέρουν άμεσα τον καταναλωτή, και ειδικότερα την ώρα της εφαρμογής. Φυσικά ελέγχονται κατά την παραλαβή των υλικών.
Μερικές από τις ιδιότητες του υγρού χρώματος είναι:
⇨ Ιξώδες
⇨ Πυκνότης (ειδικό βάρος)
⇨ Σημείο Ανάφλεξης
⇨ Βαθμός λειοτρίβησης
⇨ Περιεκτικότης κατά βάρος ή κατ’ όγκον.
Απ’ αυτές το ιξώδες είναι αυτό που ενδιαφέρει περισσότερο αυτόν που θα εφαρμόσει το χρώμα, αν μάλιστα αυτό εφαρμόζεται με πιστόλι, οπότε ίσως πρέπει να αραιωθεί το χρώμα μέχρι κάποιου δεδομένου ιξώδους.
Συνήθως σ’ αυτό το στάδιο της αραίωσης, το ιξώδες μετράται με κύπελλο ροής, όπως τα κύπελλα Ford (ASTM), DIN, BS, ΕΛΟΤ/ ISO κτλ.
Το σημείο ανάφλεξης ενδιαφέρει την ασφάλεια κατά την αποθήκευση και την μεταφορά του χρώματος, όπως αναφέρεται στο αντίστοιχο κεφάλαιο.
Η περιεκτικότητα στερεών κατ’ όγκον είναι, όπως λέει η λέξη, η εκατοστιαία αναλογία του όγκου των στερεών (= μη πτητικών) συστατικών ενός χρώματος προς τον συνολικό όγκο του χρώματος. Είναι δε τα στερεά συστατικά του χρώματος, τα πιγμέντα και ο φορέας, δηλαδή αυτό που μένει στο βαμμένο αντικείμενο μετά την εξάτμιση των πτητικών, δηλαδή του ή των διαλυτών. Από την περιεκτικότητα στερεών (ή καλύτερα μη πτητικών) κατ’ όγκον μπορεί να υπολογιστεί η θεωρητική απόδοση ενός χρώματος.
Η θεωρητική απόδοση ενός χρώματος, ή μάλλον η πρακτική, όπως είναι φανερό, είναι αυτό που ενδιαφέρει περισσότερο απ’ όλα τον χρήστη. Επειδή πολλές φορές γίνεται σύγχυση μεταξύ απόδοσης και καλυπτικότητας, πρέπει να διευκρινισθεί ότι η απόδοση σε κάποιο πάχος δεν έχει σχέση με καλυπτικότητα. Δεν σημαίνει ότι το χρώμα “σκεπάζει” με αυτό το πάχος και αυτήν την απόδοση. Άλλωστε μπορούμε να μιλάμε και για απόδοση (διαφανούς) βερνικιού. Εννοούμε πόσα τετραγωνικά μέτρα καλύπτει ένα λίτρο απ’ αυτό το υλικό σε δεδομένο πάχος ξηρού υμένος.
Η απόδοση, όπως είναι φυσικό, αναφέρεται πάντοτε σ’ ένα δεδομένο πάχος ξηρού υμένα, συνήθως στο συνιστώμενο πάχος. Είναι φανερό ότι αυτή είναι αντιστρόφως ανάλογη του πάχους.
Στα χρώματα 2 συστατικών υπάρχει μια πολύ σημαντική ιδιότητα που λέγεται χρόνος ζωής μίγματος (pot life). Είναι ο χρόνος κατά τον οποίο το μίγμα των 2 συστατικών μπορεί να εφαρμοσθεί στην επιφάνεια προς βαφή χωρίς να έχει χάσει τις ιδιότητες του. Ο χρόνος αυτός είναι δεδομένος για κάθε είδος και εξαρτάται από την θερμοκρασία: μειώνεται όσο αυτή ανέρχεται. Πρέπει να δοθεί προσοχή, διότι μερικές φορές, ιδίως σε χρώματα 2 συστατικών υδατικής βάσης, το μίγμα παραμένει υγρό και μετά την πάροδο του χρόνου ζωής, οπότε ξεγελά αυτόν που το εφαρμόζει. Στις περιπτώσεις αυτές πρέπει το μίγμα να αχρηστεύεται έστω και αν φαίνεται σε καλή κατάσταση, διότι το χρώμα έχει χάσει τις ιδιότητες του (πρόσφυση, αντοχές κτλ.)
Αυτές οι ιδιότητες ενδιαφέρουν πολύ περισσότερο αυτόν που εφαρμόζει το χρώμα.
Οι κυριότερες από τις ιδιότητες κατά την εφαρμογή είναι:
Στη βιβλιογραφία αναφέρονται πάνω από 8 διαφορετικοί χρόνοι ξήρανσης. Πολλοί επιστήμονες διαφωνούν όχι μόνο ως προς την ορολογία τους, αλλά και για την χρονική σειρά μεταξύ τους.
Έχει όμως επικρατήσει να καθορίζονται 3 χρόνοι ξήρανσης, οι οποίοι έχουν και τη μεγαλύτερη πρακτική σημασία.
Πρώτα ο χρόνος ξήρανσης δι’ επαφής. Είναι ο χρόνος κατά τον οποίον το χρώμα παύει να είναι υγρό (ρευστό). Πρακτικά λέγεται και “τράβηγμα”. Το χρώμα αρχίζει να κολλά.
Ύστερα έρχεται ο χρόνος επιφανειακής ξήρανσης, όπου παύει το χρώμα να κολλά, αλλά δεν είναι ακόμα τελείως ξηρό και αφήνει ίχνος στην ελαφρά χάραξη.
Τέλος έχομε τον χρόνο πλήρους ξήρανσης, όπου αν περιστρέψομε τον αντίχειρα με πίεση πάνω στον υμένα του χρώματος, αυτός δεν παραμορφώνεται.
Στα χρώματα 2 συστατικών έχομε πάλι χρόνους ξήρανσης, αλλά αυτοί συνδέονται επί πλέον και με την χημική αντίδραση (curing).
Πρέπει να τονισθεί ότι οι χρόνοι ξήρανσης επηρεάζονται πάρα πολύ από τις καιρικές συνθήκες: θερμοκρασία, σχετική υγρασία και άνεμο, από το πάχος του υμένα και πολλούς άλλους παράγοντες. Στα τεχνικά φυλλάδια αναφέρονται συνήθως χρόνοι ξήρανσης σε 20, 23 ή 25°C και 50% σχετική υγρασία, υπό ελεγχόμενες συνθήκες και στο συνιστώμενο πάχος ξηρού υμένα.
είναι ο χρόνος ολοκλήρωσης της αντίδρασης, μετά τον οποίον το αντικείμενο μπορεί να χρησιμοποιηθεί εκεί όπου προορίζεται, π.χ. μια δεξαμενή να γεμιστεί με το υλικό που έχει κατασκευασθεί να περιέχει, ένα πάτωμα να πατηθεί από ανθρώπους ή οχήματα κτλ. Πρέπει να σημειωθεί ότι για τα χρώματα 2 συστατικών, ο χρόνος αυτός συνήθως είναι 7 μέρες. Πριν περάσει αυτός ο χρόνος, το χρώμα δεν έχει ακόμα αποκτήσει όλες του τις ιδιότητες (μηχανικές και χημικές).
Αυτή είναι μια ιδιότητα που δεν περιγράφεται εύκολα σαν ένα φυσικοχημικό φαινόμενο, είναι όμως χαρακτηριστική για ένα χρώμα και σημαντική γι’ αυτόν που το εφαρμόζει. Άλλωστε υπάρχουν πρότυπα με τα οποία ελέγχεται αυτή.
Μ’ αυτόν τον όρο χαρακτηρίζεται το «τρέξιμο» του χρώματος όταν αυτό εφαρμόζεται με πάχος υγρού υμένα πάνω από ένα ορισμένο όριο.
Είτε αυτή είναι το υλικό που θα βαφεί (μέταλλο, ξύλο, τσιμέντο), είτε άλλο στρώμα χρώματος (υπόστρωμα, αστάρι ή παλαιότερο χρώμα).
Η συμβατότητα (αγγλικά = compatibility) ενός χρώματος με ένα άλλο είναι κάτι πολύ σημαντικό. Βέβαια εδώ δεν ενδιαφέρει η συμβατότητα σε υγρή φάση, δηλαδή κατά την ανάμιξη δύο χρωμάτων μεταξύ τους υγρό με υγρό, αλλά η συμβατότητα μεταξύ ξηρών στρώσεων. Δεν είναι δυνατόν να εφαρμοστεί ένα οποιοδήποτε χρώμα πάνω από ένα άλλο ανεξέλεγκτα. Τα δύο χρώματα μπορεί να μην είναι συμβατά, οπότε θα προκύψει αποκόλληση του χρώματος. Συνήθως σε ένα σύστημα χρωμάτων χρησιμοποιείται ο ίδιος τύπος σε όλες τις στρώσεις (π.χ. εποξεικό). Συχνά όμως προδιαγράφονται συστήματα με διάφορα είδη χρωμάτων σε κάθε στρώση, όπως π.χ. υποστρώματα εποξεικά και τελικό πολυουρεθάνης. Εδώ είναι ευθύνη αυτού που συντάσσει το πρόγραμμα (προδιαγραφή) βαφής, καθορίζοντας το σύστημα χρωμάτων, να ελέγξει την συμβατότητα μεταξύ των στρώσεων.
Επίσης πολύ σημαντικό είναι κατά την βαφή συντηρήσεως, ότι πρέπει να προσεχθούν οι συμβατότητες κατά την επιλογή των χρωμάτων.
Συχνά τα τεχνικά φυλλάδια ενός χρώματος αναφέρουν μερικά είδη χρωμάτων με τα οποία αυτό είναι συμβατό.
Αυτό δεν είναι ακριβώς ιδιότητα του χρώματος, είναι όμως ένα φυσικό μέγεθος που μετράται πολύ συχνά κατά την εφαρμογή. Έχει σημασία η μέτρηση του, διότι μ’ αυτό παρακολουθείται και το πάχος του ξηρού υμένα που θα προκύψει, όπως αναπτύξαμε στα τεχνικά χαρακτηριστικά των χρωμάτων. Είναι εύκολη η μέτρηση του υγρού πάχους του χρώματος που εφαρμόζεται. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι μέτρησης που καλύπτονται από διάφορα πρότυπα, οι δε συσκευές είναι μικρές, εύχρηστες και πολύ οικονομικές.
Είναι οι πιο ενδιαφέρουσες για τον χρήστη. Σ’ αυτές συγκαταλέγονται οι εξής:
Απόχρωση: αφορά μόνο τα τελικά χρώματα. Συγκρίνεται με κάποιο δείγμα που συνοδεύει την προδιαγραφή ή γίνεται αναφορά σε κάποιο από τα διεθνή πρότυπα χρωματολόγια π.χ. RAL, B.S., U.S. Federal standard 595 κτλ. ή σε χρωματολόγιο του κατασκευαστή. Η απόχρωση μπορεί επίσης να αποδοθεί ψηφιακά με 3 αριθμούς. Υπάρχουν πολλά συστήματα αριθμητικής έκφρασης της απόχρωσης. Τα 3 πιο συνηθισμένα είναι: CIE (LAB) με τις τιμές των L*, a* και b*, CIE γεωμετρικό με τις τιμές των L*, Cab* και ho και οι 3 χρωματικές συντεταγμένες X, Y, Z.
Στιλπνότητα: Μετράται με στιλπνόμετρα 60, 20 ή 85 μοιρών, ανάλογα με τις προδιαγραφές και τα πρότυπα που εφαρμόζονται. Ξεχωριστή ιδιότητα είναι η διατήρηση της στιλπνότητας. Η γωνία 60° χρησιμοποιείται γενικά στις περισσότερες εφαρμογές. Για να υπάρχει όμως μεγαλύτερο εύρος μετρήσεων άρα και μεγαλύτερη ακρίβεια, χρησιμοποιείται η γωνία 20° στα πολύ στιλπνά χρώματα και η γωνία 85° όταν το χρώμα είναι ματ.
Καλυπτικότητα: Πρέπει να διακρίνεται από την απόδοση του χρώματος. Η καλυπτικότητα μετράται σε ορισμένη απόδοση ή σε ορισμένο πάχος υμένος.
Λευκότητα: Φυσικά ενδιαφέρει τα λευκά μόνο χρώματα. Σπάνια ενδιαφέρει σε βιομηχανικές χρήσεις. Περισσότερο αφορά στα διακοσμητικά και οικοδομικά χρώματα ή όταν βάφονται αντικείμενα καταναλωτικά, όπως ψυγεία, ηλεκτρικές μικροσυσκευές κτλ. Η διατήρηση της λευκότητας είναι και αυτή ξεχωριστή ιδιότητα, πολύ σημαντική.
Ευκαμψία - Ελαστικότητα: Υπάρχουν πολλές δοκιμές, που καθεμία καλύπτεται από κάποιο πρότυπο, και που με τον έναν ή τον άλλο τρόπο μετρούν ή συγκρίνουν την ελαστικότητα. Αναφέρομε μερικές:
⇨ Δοκιμή κάμψης γύρω από άξονα, κυλινδρικό ή κωνικό
⇨ Δοκιμή κοίλανσης: πάνω στο δοκίμιο δημιουργείται μία κοίλανση με πολύ μικρή ταχύτητα.
⇨ Δοκιμή πίπτοντος βάρους, ίσια ή ανάποδα, σαν την κοίλανση αλλά απότομα με ελεύθερη πτώση βάρους.
Σκληρότητα: Αυτή ανταγωνίζεται την ελαστικότητα. Και η σκληρότητα μετράται με διάφορες μεθόδους, όπως π.χ.
⇨ Μέτρηση απόσβεσης ταλαντώσεων εκκρεμούς
⇨ Χάραξη
⇨ Αυλάκωση
Πρόσφυση: η πιο πρακτική μέθοδος για τον έλεγχο της πρόσφυσης είναι η μέθοδος της σταυροειδούς εγκοπής.
Αντοχή στις καιρικές συνθήκες: Συνήθως τα χρώματα ελέγχονται ως προς την αντοχή τους στις καιρικές συνθήκες είτε με φυσική έκθεση στο ύπαιθρο ή με διάφορες συσκευές επιταχυνόμενης γήρανσης. Βεβαίως πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων επιταχυνόμενης γήρανσης. Έχουν δημοσιευθεί πολλά άρθρα που δίνουν συντελεστές συνάρτησης της επιταχυνόμενης γήρανσης με την πραγματική, καμία όμως δεν είναι απολύτως αξιόπιστη, διότι η φυσική έκθεση επηρεάζεται από τόσους συντελεστές, που είναι αδύνατον να ληφθούν όλοι αυτοί υπόψη κατά τους υπολογισμούς.
⇨ Αντοχή σε διάφορα περιβάλλοντα και άλλες ειδικές συνθήκες: Οι δοκιμές εξαρτώνται από τις απαιτήσεις.
⇨ Αντοχή σε διάφορα υγρά: Ανάλογα με τις απαιτήσεις.
⇨ Αντοχή στην τριβή.
Η σημασία της κάθε ιδιότητας εξαρτάται βέβαια από τις ιδιαίτερες συνθήκες που καλείται το κάθε χρώμα να αντιμετωπίσει κατά τη διάρκεια της ζωής του.
Για τον έλεγχο όλων αυτών των ιδιοτήτων, όπως και όλων των προηγούμενων, υπάρχουν πρότυπα του ΕΛΟΤ ή και άλλα, καθώς και κατάλληλες συσκευές και όργανα.