Raport

O tym, że farby i lakiery stosowane w przemyśle, transporcie i budownictwie mogą być nie tylko użyteczne, ale i szkodliwe, świat usłyszał po raz pierwszy w 1886 r., gdy Cesarstwo Niemieckie oficjalnie zakazało kobietom i dzieciom pracy w fabrykach farb ołowiowych, wskazując na negatywne skutki zdrowotne tego pierwiastka dla organizmu człowieka. Mimo to większość krajów długo zwlekała z wprowadzeniem zakazu używania farb na bazie ołowiu: odpowiednie regulacje zaczęły powstawać przeważnie w II połowie XX w., a Unia Europejska całkowicie zakazała ich stosowania dopiero dyrektywą ws. ograniczenia używania niektórych niebezpiecznych substancji z 2003 r. (tzw. dyrektywa RoHS).
Wiele wskazuje na to, że obecnie podobny los czeka lotne związki organiczne (ang. Volatile Organic Compounds, VOC) zawarte w farbach i lakierach rozpuszczalnikowych. Badania dowiodły bowiem, że nie tylko przyczyniają się one do zwiększenia zjawiska smogu, ale także sprzyjają powstawaniu tzw. syndromu chorych budynków (ang. Sick Building Syndrome, SBS), czyli zespołu dolegliwości pojawiających się na skutek ciągłego przebywania w pomieszczeniach o wysokim stężeniu zanieczyszczeń powietrza. Objawami SBS są m.in. bóle głowy, mdłości, uczucie stałego przemęczenia i podrażnienie błon śluzowych. Według Światowej Organizacji Zdrowia jeszcze w latach 80. XX wieku warunki sprzyjające powstawaniu tych objawów występowały w 30% budynków na świecie, a ich głównym źródłem były właśnie lotne związki organiczne.

Nie dziwi więc, że kwestia zdrowia publicznego znalazła się wśród trzech głównych haseł przyświecających ekologicznej rewolucji na rynku farb i lakierów. Sekundują jej ochrona klimatu i gospodarka obiegu zamkniętego, które z kolei sprzyjają poszukiwaniu alternatyw dla nieorganicznych substancji chemicznych zawartych w tradycyjnych formulacjach oraz rozwijaniu projektów zmierzających do odzysku jak największej ilości farb krążących w obiegu. Przyjrzyjmy się po kolei każdemu z tych trendów.

Kolor w proszku

Choć nie są jedynymi substancjami o wysokiej szkodliwości zawartymi w farbach i lakierach, lotne związki organiczne cieszą się szczególnie złą sławą, głównie ze względu na fakt, że podstawowym ich źródłem są farby rozpuszczalnikowe, a te są powszechnie stosowane nie tylko w przemyśle, ale także w naszym codziennym otoczeniu (m.in. do malowania wnętrz i fasad zewnętrznych, mebli oraz sprzętu RTV i AGD). Według firmy analitycznej TBRC, mimo znacznego wzrostu popularności alternatywnych formulacji, w kolejnych latach farby rozpuszczalnikowe nie stracą na znaczeniu. Co więcej, ich sprzedaż w latach 2016–2023 ma się zwiększyć o 8%, aby w 2023 r. osiągnąć równowartość 32,1 mld dolarów. Zjawisko to zdaje się zaprzeczać twierdzeniom o wzroście świadomości ekologicznej społeczeństwa. W rzeczywistości jest jednak wyrazem braku, czy może raczej ograniczonej dostępności rozsądnych alternatyw. Farby rozpuszczalnikowe są przede wszystkim łatwe w aplikacji: szybko schną nawet na zimnym podłożu i przy dużej wilgotności, co ma istotne znaczenie w warunkach produkcyjnych, kiedy nie ma czasu ani możliwości zastosowania dodatkowych środków przyspieszających odparowanie rozcieńczalnika, a każda minuta przestoju maszyn generuje wielotysięczne straty finansowe. Co więcej, ich parametrami można łatwo sterować, co ułatwia nakładanie cienkich powłok i przekłada się bezpośrednio na końcową jakość wyrobu. 

Zalet tych pozbawione są farby wodorozcieńczalne, uznawane do niedawna za głównego konkurenta farb rozpuszczalnikowych w aplikacjach przemysłowych. Wielkie nadzieje wiązano przede wszystkim z faktem, że w teorii nie emitują one VOC (w praktyce za zeroemisyjne uznaje się także farby, w których zawartość VOC nie przekracza 5 g/l). Jak się jednak okazało, ich słabości powodują, że mogą być one z powodzeniem stosowane w budownictwie, ale już nie w wymagających aplikacjach przemysłowych. Nie są bowiem odporne na oddziaływanie chemikaliów czy słonej wody.
W przemyśle dużo lepiej sprawdzają się farby proszkowe, w największej ilości (ponad 20% sprzedaży) stosowane właśnie w aplikacjach z zakresu malowania maszyn i innych elementów infrastruktury przemysłowej. Ich najbardziej charakterystyczną cechą jest to, że nie zawierają rozpuszczalników (organicznych ani nieorganicznych), dzięki czemu ich wpływ na środowisko przyrodnicze jest równie marginalny jak w przypadku farb wodnych. Nanoszone w formie proszku, są elektryzowane, dzięki czemu przywierają do podłoża (w tym powierzchni pionowych), a następnie nagrzewane do temperatury 140–200°C. Utworzona w efekcie powłoka jest odporna na niemal wszystkie typowe czynniki zewnętrzne – od korozji, przez chemikalia, po uszkodzenia mechaniczne i wysokie temperatury.
Farby proszkowe mogą być nakładane na prawie każdy rodzaj metalu, a dzięki stałemu rozwojowi technologii stosuje się je coraz częściej także jako powłoki płyt MDF. Ich słabością jest natomiast fakt, że w przypadku nakładania bardzo cienkich warstw może wystąpić na nich efekt skórki pomarańczowej spowodowany stosunkowo dużą wielkością ziaren oraz wysoką temperaturą zeszklenia (Tg).
Swoisty kompromis między niską emisyjnością a wysoką efektywnością stanowią farby o dużej zawartości cząstek stałych, które co prawda bazują na rozpuszczalnikach, ale emitują znacznie mniej VOC niż ich tradycyjni kuzyni, nie tracąc przy tym nic z ich pożądanych właściwości. Niską emisyjność zapewnia im ponadprzeciętnie wysokie stężenie cząstek w stanie stałym, przekraczające standardowe 40–45% składu gotowej mieszanki. Farby takie łatwiej i szybciej tężeją, dzięki czemu wymagają mniejszej ilości rozpuszczalnika, a tym samym emitują o 2/3 mniej VOC (poniżej <50 g/l) niż typowe farby rozpuszczalnikowe.