|
Organische
deklaag technieken - Poederlakken - Proces
Proceseigenschappen
Elektrostatisch poederspuiten
Bij het elektrostatisch poederspuiten, soms afgekort EPS
genoemd, worden als regel thermohardende kunststofdeeltjes via
een speciaal spuitpistool, een schijf of een koker met behulp
van een elektrische hoogspanning opgeladen. In deze geladen
toestand bewegen de poederdeeltjes zich naar het geaard
opgehangen voorwerp en vormen daarop een gelijkmatige laag.
Poederspuitcabine; het in de cabine op de voorwerpen
gespoten poeder blijft aan de voorwerpen kleven zodat ze
via de hangbaan naar de oven kunnen worden
getransporteerd.
|
|
Deze profielen worden geaard opgerekt.
|
Als regel hebben de voorwerpen eerst een mechanische en/of
chemische voorbehandeling ondergaan, zoals fosfateren bij staal
en Zink of chromateren bij Aluminium en Zink. Deze chemische
voorbehandeling is over het algemeen veel effectiever en geeft
een veel betere hechting dan bij wervelsinteren mogelijk is.
De op het voorwerp-oppervlak aangekomen poederdeeltjes blijven
door elektrostatische krachten daarop 'kleven', waardoor het
mogelijk is de voorwerpen met enige voorzichtigheid te
transporteren naar een moffeloven.
In deze moffeloven spelen zich achtereenvolgens de volgende
processen af:
- de poederdeeltjes beginnen te smelten, worden kleverig
en plakken daardoor aan het voorwerpoppervlak.
- de elektrische lading vloeit af naar aarde.
- de poederdeeltjes smelten verder en vloeien samen tot
een gelijkmatige laag.
- de chemische reactie met de verharder in het poeder zet
in bij het uitvloeien (voldoende hoge temperatuur), waardoor
dit chemisch uitreageert en een thermohardende laag vormt.
Op deze wijze kunnen gesloten lagen van goede kwaliteit
ontstaan.
Een voordeel van het elektrostatische poederspuitproces is dat
aanvankelijk op de rand een grote hoeveelheid poeder wordt
afgescheiden, omdat op scherpe randen juist een concentratie van
elektrische veldlijnen ontstaat. Ten gevolge van het smelten
gaat dit effect voor een deel door de oppervlaktespanning van de
smelt verloren, maar over het algemeen hebben poedercoatings
toch een redelijke kantendekking.
|
|
Bij het elektrostatisch spuiten bewegen de geladen
deeltjes zich langs veldlijnen naar het geaarde
voorwerp. Het verloop van de veldlijnen wordt bepaalt
door de vorm van het voorwerp.
Ronde voorwerpen worden rondom bedekt. Bij vlakke delen
wordt de achterkant alleen langs de randen bedekt.
|
Het poederspuiten van Aluminium profielen. Duidelijk is
de poederwolk die de krachtlijnen volgen te zien. Van
deze profielen worden geveldelen gemaakt.
|
|
Doorsnede tweelagensysteem poedercoating . Hoewel
poedercoaten in de meeste gevallen in een laag worden
gebruikt past men in de gevelbouw soms tweelagensystemen
toe. Deze systemen geven extra corrosieweerstand.
Duidelijk is de goede kantandekking te zien.
|
Het uitvloeien van de poederlaklaag en het gelijktijdig
beginnen van de uitharding heeft vaak tot gevolg dat het
uitvloeien niet volledig is, zodat een lakbedekking
verkregen met natte lak veelal gladder is dan een
poedercoating (sinaasappelhuid). De laagdikte die in één
keer wordt aangebracht is groter dan bij normale lak- en
verflagen en ligt in het algemeen in de orde van 50 tot
80 µm.
Bij de chemische uithardingsreactie behoeven geen
oplosmiddelen te ontwijken, zoals bij de meeste
laksoorten wèl het geval is. Poederdeeltjes, die naast
de voorwerpen worden gespoten, worden in het algemeen in
een afzuiginrichting opgevangen, door zeven gereinigd
van ongerechtigheden en gemengd met nieuw poeder,
waardoor ze niet verloren gaan.
|
|
Poederspuiten is een schoon proces. Poedercoat bedrijven
zien er dan ook op de werkvloer schoon uit.
|
Het elektrostatische poederspuitproces is over het algemeen ook
milieuvriendelijker dan het spuiten van natte,
oplosmiddelhoudende lakken.
Wervelsinteren
Voor wervelsinteren worden ook vaak thermoplastische
poeders gebruikt zoals polyamide.
Wervelsinteren is een techniek, waarbij men gebruik
maakt van een hoeveelheid gefluïdiseerd kunststofpoeder,
waarvan de afzonderlijke deeltjes van uniforme grootte
zijn.
Het fluïdiseren vindt plaats door een hoeveelheid
kunststofpoeder in een bak met een dubbele bodem te
brengen, waarbij de bovenste bodem poreus is. Tussen de
twee bodems wordt lucht ingeblazen.
|
|
Wervelsinteren van een veer. Na in een oven verwarmd te
zijn wordt de veer in het wervelende poeder gedoopt.
|
De luchtstroom beweegt zich zeer gelijkmatig door poedervulling,
zodat elk poederdeeltje omgeven wordt door een luchtfilm. De
bakinhoud gaat zich dan gedragen als een vloeistof (fluidized
bed).
Deze toestand kan worden vergeleken met drijfzand, met dit
verschil, dat bij drijfzand de afzonderlijke zandkorrels omgeven
zijn door een waterfilm. In deze, zich als vloeistof gedragende
massa kunnen de voorverwarmde werkstukken gemakkelijk worden
ondergedompeld. Door de warmte kleven de kunststofdeeltjes aan
het voorwerp vast, zodat ze smelten. Nadat het voorwerp uit de
bak is verwijderd ziet het er nog mat uit, maar na korte tijd
zijn door de nog steeds aanwezige warmte in het werkstuk de
kunststofdeeltjes geheel gesmolten en samengevloeid tot een
gladde, glanzende laag.
|
|
Schema van een wervelsinterbad. Het gefluïdiseerde
poeder gedraagt zich als een vloeistof.
Om op voorverwarmde voorwerpen met een gecompliceerde
vorm een gelijkmatige laagdikte aan te brengen is veel
vaardigheid vereist.
|
Voorbehandeling
Reiniging van staal, Aluminium en verzinkt staal kan
door middel van stralen en/of in chemische
reinigingsprocessen.
Voor een verbeterde chemische en corrosiebestendigheid
is het gebruik van een conversielaag ( onder andere
chromateren en zinkfosfateren) aan te bevelen.
De gebruikelijke voorbehandeling voor het wervelsinteren
is het aanbrengen van een primer.
Bij het voorbehandelen van
Aluminium profielen voor het poedercoaten worden ze in
een korf geladen en daarna ontvet en gechromateerd. In
plaats van chromateren worden ook Chromaat vrije
voorbehandelingssystemen gebruikt.
|
|
|
Aanbrengen van de laag
Thermohardende epoxy poeders kunnen door middel van
elektrostatisch- wervelsinteren (dompeltechniek) of door
elektrostatisch poederspuiten worden aangebracht op
respectievelijk voorverwarmde of elektrische geaarde
ondergronden.
Het inwendige van een
elektrostatische poeder spuitcabine. De wanden en
vloeren zijn zo gemaakt dat deze snel en volledig kunnen
worden schoongemaakt.
Na kleur wisselen is achtergebleven poeder van de
voorgaande kleur snel zichtbaar op de producten. |
|
|
De poederkringloop schematisch: duidelijk is te zien dat
de poederverliezen beperkt worden door middel van
terugwinning via een cycloon.
|
Poedercentrum. Ook de rest van de spuitapparatuur zoals
het poedercentrum van waaruit het poeder naar het
spuitpistool wordt gevoerd wordt zeer grondig
schoongemaakt bij het wisselen van kleur.
|
Nabehandeling
Na aanbrenging worden de elektrostatisch gepoederde producten in
een oven uitgehard (gemoffeld).
Bij wervelsinteren is de eigen warmte van de voorwerpen niet
altijd voldoende om de kunststofdeeltjes geheel om te smelten en
samen te vloeien tot een gladde, glanzende laag. Bij dunwandige
werkstukken is naverwarming in een oven noodzakelijk.
Voor- en nadelen
Voordelen:
- uitharding bij verschillende procestemperaturen en
tijden
- direkt na uitharding gereed voor transport en gebruik.
Nadelen:
- in zogenaamde overbake situaties neiging tot verkleuring
- niet UV-bestendig, worden dan mat en krijten af
- de lagen zijn zachter dan bijvoorbeeld galvanische
deklagen.
Kosten
Afhankelijk van productkostprijs, dichtheid en laagdikte en de
kosten van voorbehandeling, aanbrenging en uitharding.
Van € 3 /m2 tot meer dan € 50 /m2.
|