Temperatura i wilgotność względna powietrza w trakcie aplikacji lakierów

W trakcie aplikacji lakierów wymagane jest utrzymywanie odpowiednich parametrów powietrza. Dotyczy to czystości, temperatury, wilgotności względnej i objętościowego wolumenu wymiany. Temperatura i wilgotność względna powietrza określa dodatkowy jego parametr zwany punktem rosy. Punkt rosy jest to wartość temperatury, w której wilgotność względna powietrza (o danej wilgotności i temperaturze początkowej) uzyska wartość 100%. Na skutek tego z powietrza wykrapla się woda. Dlatego dla prawidłowej aplikacji powłok lakierniczych stawiany jest dodatkowy warunek, iż temperatura lakierowanego detalu nie powinna być niższa 3 stopnie powyżej punktu rosy.

Niewłaściwa wilgotność względna powietrza powoduje wady powłok lakierniczych. Przyczyną wad jest między innymi zbyt duża wilgotność względna powietrza lub zbyt niska temperatura. Niska temperatura powietrza idzie w parze z wysoką wilgotnością.

Jakie są wymagane wartości wilgotności względnej i temperatury powietrza?

Ogólne warunki aplikacji farb i lakierów zostały zawarte w już nieaktualnych Polskich Normach: PN-71/H-97053 Ochrona przed korozją. Malowanie konstrukcji stalowych. Ogólne wytyczne oraz PN-79/H-97070 Ochrona przed korozją. Pokrycia lakierowe. Wytyczne ogólne. Na dzień dzisiejszy nie powołano nowych dokumentów normatywnych, które aktualizują wymagane warunki aplikacji lakierów. W skutek tego oraz autorzy wielu opracowań często odwołują się na wyżej wymienione, nieaktualne normy. Normatywne parametry temperatury i wilgotności względnej powietrza zostały określone na potrzeby badań laboratoryjnych farb i lakierów. Wartości te zawarto w normie PN-EN 23270:1991 Farby, lakiery i ich surowce. Temperatury i wilgotności do kondycjonowania i badań. Dla aplikacji lakierów, rekomendowane wartości temperatury i wilgotności powietrza zawarto w normie PN-EN 16985:2019-02 Kabiny malarskie do natryskiwania organicznego materiału powlekającego. Wymagania bezpieczeństwa, dla trybu pracy lakierowania sugerowane są wartości temperatury w przedziale 18 – 25^OC oraz wilgotność względną 50 – 75%. Norma odwołuje się również do metody określania wilgotności powietrza PN-EN ISO 8502-4:2017-03 Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów. Badania służące do oceny czystości powierzchni. Część 4: Wytyczne dotyczące oceny prawdopodobieństwa kondensacji pary wodnej przed nakładaniem farby.

Omawiane parametry powietrza przedstawiono w opracowaniu Best Available Techniques (BAT) for the paint and Adhesives Application in Germany autorstwa Umweltbundesamt (Federalnej Agencji Ochrony Środowiska w Niemczech). Zakres wartości temperatury powietrza zawarto w przedziale 18-22^OC, a wilgotność względną w przedziale 55-65%. W przewodniku wydanym przez AkzoNobel pod tytułem Recommended Working Procedures and notes for guidance for application of organic water-borne coatings (RWP), zamieszczono przedziały dopuszczalnych i rekomendowanych wartości wilgotności i temperatury powietrza w trakcie aplikacji lakierów wodorozcieńczalnych. W obu opracowaniach wartości optymalne parametrów powietrza nie pokrywają się dokładnie, jednak przewodniku RWP przedstawiono zbiór wartości, w których jest możliwa aplikacja lakierów oraz wyłoniono z niego podzbiór wartości, które stanowią optymalne, rekomendowane warunki nanoszenia powłok lakierniczych. Przedziały temperatury i wilgotności względnej powietrza, w których możliwa jest aplikacja lakierów wynoszą odpowiednio 10 do 60^OC oraz 30 do 80%. Dla wartości rekomendowanych, przedział temperatury powietrza wynosi od 10 do 40^OC oraz wilgotność względna od 40 do 60%. Według tego przewodnika nierekomendowana jest aplikacja lakierów w powietrzu o wilgotności względnej poniżej 30% lub powyżej 80% oraz w temperaturze niższej niż 10 lub wyższej niż 60^OC. Również firma PPG wydała własne opracowanie pod tytułem Environmental Conditions for Coating Application (ECCA). W opracowaniu przedstawiono przedział zmian temperatury powietrza w zakresie 13 – 37^OC oraz podano górną granicę wilgotności względnej na poziomie 85% z pominięciem wartości minimalnej.

W Tabeli zestawiono rekomendowane przedziały temperatury i wilgotności względnej powietrza dla aplikacji lakierów według omawianych źródeł.

Temperatura i wilgotność powietrza aplikacji lakieru według różnych źródeł

Wartości liczbowe przedstawione w tabeli są dość rozbieżne, określono, więc przedziały, w których wszystkie źródła są ze sobą zgodne. W tym celu wyszukano wartości największe dla minimum oraz wartości najmniejsze dla maximum. W wyborze tym pominięto normę PN-EN 23270:1991 ponieważ opisuje ona warunki kondycjonowania i badań a nie aplikacji lakierów. Ostatecznie zbiór wspólny ogranicza przedziały temperatury od 18 do 22^OC oraz wilgotności względnej od 55 do 60%. Oprócz przedstawionych powyżej norm i opracowań, producenci lakierów dostarczają indywidualnie dla każdego produktu kartę specyfikacji, która między innymi zawiera informację o warunkach klimatycznych aplikacji. Można jednak uznać, że rekomendowane przez producentów lakierów przedziały parametrów powietrza będą obejmować wyłonione powyżej przedziały.

Czy łatwo utrzymać wskazaną wilgotność powietrza?

Przemysłowe kabiny lakiernicze wyposażone są w układy automatycznej regulacji temperatury i wilgotności względnej powietrza. Natomiast w niewielkich, renowacyjnych kabinach lakierniczych zazwyczaj sterowanie ogranicza się tylko do temperatury powietrza bez pomiaru wilgotności względnej.  Najbardziej kłopotliwym okresem roku do spełnienia stawianych wymogów jest zima. Wynika to z faktu, że po ogrzaniu powietrza, jego wilgotność względna znacznie się obniża. Dla przykładu można przyjąć że powietrze o temperaturze -10^OC i wilgotności względnej 90% po ogrzaniu do temperatury 20^OC będzie miło wilgotność względną 10%. W innym przykładzie powietrze o temperaturze 0 ^OC i wilgotności względnej 90% po ogrzaniu do 20^OC będzie miało wilgotność względną 23,5%. W obu przypadkach ogrzane powietrze uzyskało wymaganą temperaturę aplikacji lakieru, lecz jego wilgotność względna jest poniżej dolnej granicy. Również w letnie, gorące dni zarówno temperatura powietrza jak i jego wilgotność względna przekraczają wartości górnych limitów. Z tego wynika, że często aplikacja lakierów odbywa się w warunkach klimatycznych niezgodnych z zaleceniami producenta lakieru. Być może dobrym krokiem jest rozważenie regulacji wilgotności powietrza w małych kabinach lakierniczych przeznaczonych do renowacji pojazdów lub lakierowania niewielkich przedmiotów.

Celem artykułu było przedstawienie krótkiej analizy norm i opracowań opisujących wymogi temperatury i wilgotności względnej powietrza dla aplikacji lakierów, oraz zasygnalizowanie że obecne kabiny lakiernicze nie zawsze zapewniają spełnienia tych wymogów.

Piotr Nikończuk

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie