Badanie Powłok

Tabela 2.

Błędy w oznaczaniu krycia farb

Krycie, czyli zdolność powłok malarskich do przesłaniania malowanego podłoża, czyniąc je niewidocznym, ewoluowało w ostatnich latach bardzo mocno. Stare metody oznaczania krycia wyrażane były słownie w stopniach. Krycie pierwsze oznaczało uczynienie niewidocznej szachownicy czarno-białej po jednokrotnym pomalowaniu i wyschnięciu. Drugie, po dwukrotnym pomalowaniu, trzecie po odpowiednio trzykrotnym pomalowaniu i tak dalej. W roku 1954 wprowadzono normę PN-54/C-81536 „Wyroby lakierowe. Ilościowe oznaczanie krycia”, w której opisano sposób oznaczania krycia farb suchych i wyrobów malarskich olejnych, ftalowych itp. Metoda opierała się na malowaniu płytek szklanych, podkładaniu pod nie szachownic biało-czarnych i wizualnym obserwowaniu czy powłoka czyni je niewidocznymi. Następnie płytki szklane ważono na wadze analitycznej i obliczano w gramach na metr kwadratowy krycie powłoki malarskiej. Następczynią tej normy była opublikowana w 1989 r. PN-89/C-81536 „Wyroby lakierowe. Oznaczanie krycia”. Norma ta obowiązuje nadal i określa cztery metody oznaczania krycia: A – ilościową instrumentalną, B – ilościową wizualną, C – jakościową wizualną oraz D – wizualny sprawdzian krycia warstwy mokrej. 

We wszystkich normach przedmiotowych na wyroby malarskie w Polsce wskazana jest w wymaganiach metoda C – wizualna jakościowa. W niektórych normach przedmiotowych, m.in. na emalie renowacyjne podana jest metoda oceny krycia ilościowego – B. Metoda badawcza C polega na malowaniu badanym wyrobem malarskim szachownic czarno-białych do ich całkowitego pokrycia, po czym zmierzeniu grubości powłoki zapewniającej krycie. Wyznacza się stosunek grubości powłoki zapewniającej krycie do największej grubości powłoki przewidzianej w normie przedmiotowej na dany wyrób malarski. Uzyskane w ten sposób wartości odpowiadają stopniom krycia wyrażanym w cyfrach rzymskich. Jeżeli owy stosunek leży między 0 – 1, wówczas powłoka wykazuje krycie I (pierwsze), odpowiednio między 0 – 2 krycie II (drugie) i dalej analogicznie. 
Metoda A (ilościowa instrumentalna) jest oparta o błędną metodę badawczą opisaną w normach międzynarodowych i polega na pomiarze współczynników kontrastu na karcie dwubarwnej czarno-białej i dalszym obliczeniu ze wzorów krycia ilościowego wyrobu malarskiego. Błąd w tej metodzie polega na pomiarze współczynników kontrastu będących stosunkiem współczynników luminancji powłoki na polu czarnym, do współczynników luminancji powłoki na polu białym. Zaznaczyć należy, że norma wskazuje także błędnie wartość współczynnika kontrastu 98% jako pełne krycie. Powłoka malarska o takim współczynniku kontrastu nie jest w pełni kryjąca, gdyż dopiero około 99,5 – 99,8 osiąga pełne pokrycie. Aby móc obliczyć z dalszych wzorów krycie ilościowe norma wskazuje, iż należy sporządzić wykres zależności współczynnika kontrastu powłoki od masy powierzchniowej powłoki. Następnie sporządza się wykres współczynnika kontrastu od wydajności wyrobu malarskiego, który jak wskazuje norma, ma być linią prostą. Z setek badań wykonanych w Spektrochemie wynika, że ów wykres zawsze jest krzywą. Z związku z tym, nie da się zgodnie z postanowieniami normy wyznaczyć przez liniową interpolację współczynnika kontrastu dla założonej wydajności. Dlaczego wykres jest krzywą? Błąd polega na sposobie wyznaczania współczynników kontrastu. Oko ludzkie widzi różnicę między barwą białą i czarną na dwubarwnej czarno-białej karcie kontrastowej. Różnicę, a nie stosunek. Zatem współczynniki kontrastu powinny być wyznaczane jako różnica. Ponadto, zgodnie z prawem Lamberta-Beera, prawa optyki są liniowe i logarytmiczne, co potwierdza się przy sporządzeniu wykresu logarytmicznego różnic współczynników luminancji. Wówczas uzyskany wykres jest linią prostą i można przewidywać jego przebieg za pomocą np. interpolacji liniowej. 
OBR FKiP Spektrochem opracował bardzo dokładną metodę krycia ilościowego – poprawkę do błędnej metody wyznaczania współczynników kontrastu. Metoda polega na otrzymaniu szeregu powłok malarskich na folii poliestrowej Estrofol o gramaturze około 110 g/m2, zmierzeniu luminancji podłożonej pod powłoki dwubarwnej karty na polu białym i czarnym, wyznaczeniu różnic współczynników luminancji i poddaniu danych obróbce matematycznej. W tym wypadku korzystamy z funkcji regresji liniowej celem znalezienia na wykresie powłoki zapewniającej krycie. Krycie wyznaczane jest w centymetrach sześciennych na metr kwadratowy, a więc jako zużycie wyrobu malarskiego do pełnego pokrycia malowanej kontrastowej powierzchni. Z odwrotności wyniku można także wyliczyć wydajność przy pełnym kryciu. 
Bardzo ważne jest, aby do badania stosować odpowiednie dwubarwne karty kontrastowe. Odpowiednie, to znaczy takie, których współczynniki kontrastu są zgodne z postanowieniami normy PN-89/C-81536 p. 2.1.2 c). Sprzedawane karty lakierowane w większości przypadków się nie nadają z uwagi na zbyt zażółcone pole białe. Do oznaczania krycia powinno stosować się karty niczym nie laminowane, nielakierowane. Wówczas podłożem do otrzymania powłoki jest standardowa folia Estrofol, a kartę dwubarwną podkłada się do pomiarów pod tak przygotowaną powłokę na folii. 
Jednocześnie wyznaczając krycie ilościowe według metody opracowanej w Spektrochemie, wyznacza się także dokładniejszą metodą krycie jakościowe. Stopnie krycia jakościowego podajemy z dokładnością do 0,1 i zapisywane są cyframi arabskimi. Dokładność metody polega na możliwości oznaczenia krycia dwóch różnych farb o kryciu w stopniu III, z których jedna może mieć stopień 2,1, a druga 2,9.