Plexisklo

Dávné sny konstruktérů a architektů o zcela průsvitném materiálu, který bude lehčí a pevnější než sklo, se naplnily ve třicátých letech dvacátého století, kdy současně v britských a německých laboratořích vznikl nový plast – akrylátové sklo, odborně polymetylmetakrylát, zkráceně PMMA.

Výrobky z tohoto materiálu se díky svým vlastnostem, barevným modifikacím a efektům velmi záhy rozšířily do všech oborů lidské činnosti – přes vojenskou techniku do strojírenství a stavebnictví. V architektuře, interiérovém a průmyslovém designu, ve výstavnictví a reklamě zůstávají tyto materiály dodnes stále v popředí. Polymetylmetakrylát (PMMA) na českém trhu zdomácněl pod obecným názvem plexisklo. Tímto výrazem jsou někdy nesprávně označovány všechny transparentní plasty, což v mnoha případech tento materiál v očích laické veřejnosti poškozuje.

Vývoj barev a optických efektů PMMA není ani zdaleka ukončeným procesem. Nově se rozvíjející obory stejně jako přicházející módní trendy generují stále nové požadavky na vlastnosti, efekty a barvy a výrobci se na ně snaží odpovídat stále novými inovacemi.

Vlastnosti
Polymetylmetakrylát patří do skupiny termoplastů, jejichž typickou vlastností je schopnost tvarování za tepla. Při nahřání na požadovanou teplotu materiál změkne a stává se velmi tvárným. Například vakuovým tvářením se zhotovují rozmanité atypické tvary. Mezi termoplasty vyniká plexisklo zejména odolností proti vlivům počasí při exteriérovém použití. Čirý akrylát je totiž jediný plast, který je netečný vůči UV záření, a tudíž jeho vlivem nedegraduje mechanicky ani barevně. U barevných desek je ale stálobarevnost materiálu závislá na vlastnostech použitého pigmentu. I přesto přední světoví výrobci poskytují desetiletou záruku i na většinu barevných desek.

Ve srovnání se sklem je akrylát méně křehký, lehčí a ohebný. Opracovává se velmi snadno běžnými nástroji, které jsou určeny pro opracování dřeva. Odolnost proti nárazu je přibližně šestkrát vyšší než u skla se stejnou tloušťkou, a pokud přece jen  akrylát praskne, nehrozí poranění ostrými střepinami. PMMA má tvrdý, lesklý a neporézní povrch, díky němuž si zachovává svůj přitažlivý vzhled výrazně déle než ostatní plasty; také se velmi snadno udržuje. Nevýhodou je naopak vyšší náchylnost na poškrabání, nižší pracovní teplota a menší odolnost vůči ohni. Při instalacích musíme také počítat s větší tepelnou roztažností.

Optické vlastnosti
Zajímavé jsou zejména optické vlastnosti, které jsou v některých případech lepší než u skla. Například u skla je u tlustostěnných bloků patrné zabarvení (obvykle do modra či do zelena), zatímco akrylát je stále bezbarvý. Naopak pro imitaci skla je nutné PMMA uměle zabarvit (např. typ Glaslook). Sklo má dokonce menší propustnost světla než čirý akrylát. Proto se místo skla používá celá řada akrylátových aplikací. Standardní typy PMMA vedou světelný paprsek stejně jako sklo hranou. Kromě viditelného spektra a zmíněného UV záření propouští PMMA i infračervené paprsky.

Hořlavost
Vzhledem k tomu, že molekula PMMA je tvořena pouze atomy uhlíku, kyslíku a vodíku, neobsahuje žádné potenciálně nebezpečné prvky, jako jsou halogeny nebo těžké kovy. Při hoření PMMA se uvolňuje jen malé množství neškodného kouře. Pro použití ve stavebnictví jsou preferovány typy PMMA vyráběné litím, neboť při hoření z nich akrylátová hmota neskapává. Z hlediska hořlavosti se PMMA řadí mezi látky lehce hořlavé.

Výroba a výrobky
V základní formě je akrylát čirý a bez jakéhokoliv zabarvení. Pomocí pigmentace se vyrábí celá řada barevných desek, které lze rozdělit na 3 základní skupiny:

• transparentní (průhledný, průsvitný),
• transluscentní (dokonale rozptyluje světlo),
• speciální (ty zahrnují i některé neprůsvitné varianty).

Polymetylmetakrylát se dodává ve formě hotových výrobků anebo polotovarů, které se vyrábějí těmito metodami:
Menší a tvarově složitější výrobky ve velkých sériích se vyrábějí metodou vstřikování roztavených granulí PMMA do formy. Nejmasovějším příkladem takového výrobku jsou automobilová koncová světla.
Vytlačování neboli extruze se používá při výrobě desek, tyčí, trubek a profilů. Tato technologie se uplatňuje především pří výrobě čirého a opálového plexiskla. Není však vhodná pro malosériovou výrobu a zejména také není vhodná pro výrobu barevných desek.

Nejstarší a dodnes stále používanou metodou výroby PMMA je lití. Sirup z monomeru a přísad se ručně lije mezi dvě skleněné desky, kde následně polymeruje. Lité plexisklo má menší vnitřní pnutí než extrudované a je vhodnější pro náročnější mechanické zpracování a kontakt s chemikáliemi včetně lepidel. Hlavní nevýhodou je v porovnání s extrudovanými výrobky výrazně větší tloušťková tolerance a omezený rozměr desek, který je daný výrobní technologií. Výhodou je větší flexibilita a především široká nabídka barev.
Kompromis mezi výhodami lití a vytlačování desek z PMMA představuje méně obvyklá metoda tzv. kontinuálního lití.

Způsoby opracování
Pro dělení PMMA se používají běžné truhlářské nástroje jako pily a frézy. Sofistikovanější způsoby s možností výřezů křivek, rádiusů a otvorů nabízí dělení laserem, na CNC fréze anebo vodním paprskem. Pohledové hrany je možné upravit broušením, leštěním nebo pískováním.

Akrylátové plochy lze dekorovat gravírováním, pískováním, polepem či potiskem. PMMA se lepí pomocí speciálních lepidel, avšak pro pohledovost a trvanlivost spoje se doporučuje tuto činnost přenechat profesionálním dílnám. Ty jsou vybaveny i na další náročnější způsoby opracování, jako je ohýbání nebo tepelné tváření. U technologicky složitějších výrobků je vhodné provést před samotným zpracováním tzv. žíhání, což je tepelný proces, při němž je z materiálu odstraňováno vnitřní pnutí, které může následně způsobit jemné prasklinky v materiálu.

PMMA můžeme kombinovat s dalšími materiály, jako je dřevo, kov či umělý kámen a kombinace uplatnit zejména v architektuře a designu. Mechanické či lepené spoje ale musejí vždy respektovat rozdílnou lineární tepelnou roztažnost kombinovaných materiálů.

Pro architekturu a design
Typické aplikace PMMA v architektuře, stavebnictví a designu vycházejí v naprosté většině případů z nejběžnější varianty, kterou je litá anebo extrudovaná deska, zpravidla o rozměru 2 × 3 m. Mohou jimi být ale také například: bloky, trubky, tyče a hranoly.

Běžný typ akrylátových polotovarů má hladký lesklý povrch. PMMA může mít například:

• fluorescentní barvy,
• metalické provedení a perleť,
• pískovaný povrch (satin, frost),
• strukturovaný a embosovaný povrch,
• desky se světlovodnými mikročásticemi pro nasvícení hranou,
• organické či anorganické přírodní materiály zalité v akrylátu,
• zrcadla,
• vícevrstvé desky (např. komorové nebo se strukturou medových plástů).

V posledních letech se rozšířila zejména nabídka barevných provedení se satinovaným povrchem (například desky Perspex Frost). Jde o imitaci pískovaného povrchu, kterého se dosahuje speciální chemickou cestou, díky čemuž povrch zůstává elegantně matný i po tepelném zpracování. Některé typy vykazují výrazné barevné změny při prosvětlení desek, čímž lze dosahovat zajímavých efektů. Hlavní výhodou je, že případné menší poškrabání není oproti hladkým povrchům viditelné.

Pro prosvětlení se používají desky s opalizujícím efektem. Lze je použít na tzv. svíticí příčky, pulty, stěny, atypická osvětlení a podobně. Jednotlivé prvky mohou být nasvíceny zezadu, je-li deska uvnitř prostoru, tak hranou. Pro nasvícení hranou je vhodné použít speciální typ desek (např. Perspex S-Lux), které šíří světlo rovnoměrně po celé ploše desky. Běžný typ desek tuto vlastnost nemá, jejich plocha by byla na kraji zářivější a jas by klesal se vzdáleností od zdroje světla. Jiného efektu lze dosáhnou vygravírováním nápisu či loga do desky. Při nasvícení hranou vygravírovaná část jasně září. Dříve se na nasvícení používaly zářivky, nyní se využívají hlavně LED zdroje. Mléčné opálové desky se vyrábějí s různou mírou propustnosti světla, aby si zákazník mohl vybrat podle aplikace.Pro interiérové dekorace jsou v nabídce také desky, ve kterých jsou zality přírodní materiály jako květy, mušle, kamínky, stonky a podobně.

Vysokou kvalitu mají akrylátová zrcadla. Pro dokonalý zrcadlový efekt je nutné desky nalepit na dokonale rovný pevný podklad. Výhodou oproti klasickým zrcadlům je nerozbitnost, nízká hmotnost a možnost tvarování. Lze je tedy nainstalovat bez rizik například na strop, na zaoblené stěny a podobně. Možná jsou i barevná provedení akrylátových zrcadel.

Nejčastější aplikace
Jako příklady použití PMMA ve stavebnictví lze uvést:

• sanitární zařízení (zejména vakuově tvarované vany),
• prosklení dveří a nábytku,
• dělicí příčky,
• recepční pulty,
• světlíky, střechy, či dokonce fasády,
• zasklívání balkonů,
• protihlukové stěny kolem dálnic, silnic a železnic,
• bezpečnostní zasklívání,
• vybavení interiérů,
• světelné systémy,
• výstavní stánky, přehlídková mola a pódia,
• obří akvária ve veřejných budovách.

Pro výrobu sanitárního zařízení byly vyvinuty desky s modifikovanými vlastnostmi, které jsou dodávány pouze úzkému okruhu specializovaných výrobců. Na stěny sprchových koutů či na příčky mezi sprchami se používají především desky se strukturovaným nebo pískovaným povrchem. Při běžném zastřešení se dnes již dává přednost polykarbonátu, ale například u skleníků s rostlinami, které vyžadují velké množství světla, je možné doporučit i akrylát, který má v porovnání s ostatními plasty velmi dobré optické vlastnosti. Tvarované světlíky se vyrábějí obvykle z akrylátu, neboť se snadněji tepelně tvaruje než polykarbonát.

Akrylát je oblíbenou balkonovou výplní v mnoha zemích zejména z důvodů široké barevné škály a průhlednosti či průsvitnosti. U nás toto použití v současné době obvykle naráží na přísné požární normy.
Pro protihlukové bariéry mohou být čiré desky dodány i s potiskem siluet dravců, aby chránily ptactvo před zraněním. Průhledné desky nebrání výhledu do krajiny a její ráz narušují minimálně.

Jak již bylo uvedeno, odolnost akrylátu proti nárazu je výrazně vyšší než u skla, a proto nachází uplatnění také tam, kde je potřeba zvýšit bezpečnost. osob. Pro své výborné optické vlastnosti se akrylát používá také jako sendvičová deska s polykarbonátem. V případě střelby ze zbraně se kulka deformuje přechodem mezi jednotlivými vrstvami desky, což snižuje její průchodnost materiálem.

Dekorativní akrylátové desky se zalitými přírodními, dřevěnými a trendovými motivy (vzorky 10 × 10 cm)

Atypické interiéry a výstavnictví
Akrylát nabízí velké možnosti pro architekty při návrhu atypických interiérů – soukromých i veřejných prostor. Architekti mohou využít širokou barevnou škálu a speciální efekty desek, jako jsou fluorescentní desky, akrylátové bloky, desky se zalitými přírodními materiály a zrcadla v kombinaci s jejich tvarováním či prosvětlením. Akrylát se používá například na transparentní schody, podlahy, pulty, dělicí stěny nebo podia, vyskytuje se i v prosvětleném transluscentním provedení. Využití najdou i akrylátové trubky a tyče, které lze rovněž nasvětlit.

Pro výstavní stánky a zařízení na podporu prodeje (POP, POS) je akrylát základním materiálem na jejich výrobu. Z důvodu požárních předpisů se ve výstavnictví upřednostňují lité desky, neboť ty v ohni neskapávají.

Mirka Švandrlíková
Foto: archiv firmy

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.