Powlekanie proszkowe profili aluminiowych (II)

Niemal każdy, nawet obdarzony wrażliwością estetyczną poniżej średniej, może uchodzić za znawcę powłok dekoracyjnych, ponieważ głównym kryterium ich oceny jest wygląd. Stąd tak wiele nieporozumień na styku dostawca (wykonawca) - klient (inwestor). Tylko gruntowna wiedza i przyjęcie wspólnych dla obu stron zasad pozwala uniknąć arbitralnych rozstrzygnięć a nieuchronne konflikty sprowadzić do rozsądnego kompromisu. Niniejszy tekst stanowi próbę sformułowania zasad na podstawie wymagań organizacji QUALICOAT i doświadczenia firmy WICONA tak, by z jednej strony wykonawcy świadomi byli wyzwań stawianych przez coraz bardziej wymagający rynek, a z drugiej inwestorzy zdawali sobie sprawę z pewnych ograniczeń wynikających z istoty procesów technologicznych.

1. Przechowywanie profili surowych
Najlepiej jeśli lakiernia ma wyraźnie oddzielone obszary (np. dwunawowa hala rozdzielona szczelną kurtyną): - technologiczny, - spedycyjno-magazynowy. Profile surowe składane powinny być w wydzielonych miejscach nawy magazynowej w atmosferze wolnej od kurzu, pyłu, bez ryzyka kondensacji pary wodnej i emisji aktywnych substancji chemicznych tzn. również w odpowiedniej odległości od instalacji i urządzeń technologicznych. Przemieszczanie profili wewnątrz lakierni powinno następować bez wywierania sił prowadzących do trwałych odkształceń.

2. Obróbka wstępna
Zalecane i powszechnie stosowane jest chromianowanie wg DIN 50939:1988 o grubości mierzonej wagowo: żółte 0,2-2g/m², zielone 0,2-5g/m². Najczęściej proces ten prowadzi się metodą zanurzeniową w kilku lub kilkunastu wannach z wymuszonym sprężonym powietrzem mieszaniem kąpieli wg następującej kolejności:

• odtłuszczanie,
• trawienie,
• chromianowanie.

Jakość płukania po każdym z tych trzech zabiegów jest tak istotna, że niektórzy eksperci klasyfikują lakiernie wg liczby kąpieli wodnych tzn. im ich więcej tym lepsza lakiernia. Kluczową rolę pełni tu ostatnie (przed suszeniem) płukanie w neutralnej elektrycznie wodzie destylowanej (DEMI). Przewodność wody skapującej z profili po tym płukaniu jest ściśle określona i nie może przekraczać 3 mS/m w 20°C. Następnie profile należy wysuszyć gorącym powietrzem o temperaturze maksymalnej 65°C (chromianowanie żółte) lub 85°C (chromianowanie zielone) i niezwłocznie skierować do kabiny lakierniczej. Suszenie zbyt gorącym powietrzem powoduje niekorzystne zmiany struktury powłoki konwersyjnej. Bliskość suszarki i kabin lakierniczych redukuje ryzyko zanieczyszczenia profili. Ze względu zaś na spadek przyczepności powłoki lakierniczej do powłoki konwersyjnej oczekiwanie na wejście do kabiny nie może przekraczać 16 godzin.

Cały proces chromianowania bywa wykonywany natryskowo w tunelu z wydzielonymi strefami natrysku łącznie z suszarką u jego wylotu. Wtedy profile zawieszane na wejściu linii przemieszczane są przez wszystkie urządzenia technologiczne (tunel obróbki wstępnej, kabina lakiernicza, piec) dzięki jednemu systemowi transportowemu pracującemu w pętli z niewielkim buforem do odbioru profili na wyjściu linii.

Metoda zanurzeniowa może pozostawiać na profilach pola bez powłoki konwersyjnej odpowiadające położeniu i wymiarom przekładek separujących poszczególne warstwy profili w partii stanowiącej ciasno związany wsad. Pola te potem słabiej przyjmują proszek lakierniczy i mogą być widoczne na gotowej powłoce dekoracyjnej. Zjawisko to nie występuje przy metodzie natryskowej, gdzie z kolei może być groźne zaleganie resztek kąpieli w szczelinach profili (szczególnie w liniach pracujących w układzie poziomym).

Należy wspomnieć o alternatywnej metodzie obróbki wstępnej czyli tzw. anodowaniu otwartym (bez impregnacji). Jest to elektrolityczna warstwa tlenkowa o grubości 3-8 µm. Zyskuje ona coraz większe uznanie w niektórych krajach ze względu na:
- nietoksyczność odpadów technologicznych,
- doskonałe własności reologiczne,
- bardzo wysoką odporność na korozję (również międzywarstwową FFC).

Istotne jej wady to relatywnie wysoka cena, twardość i kruchość. Trzeba podkreślić raz jeszcze z naciskiem, że pominięcie obróbki wstępnej - wynikające czy to z niekompetencji, czy z fałszywie pojętej oszczędności - stawia pod znakiem zapytania sens całego procesu lakierowania. Ryzyko złuszczenia się partackiej powłoki jest tak oczywiste jak pozorna jest skuteczność perfumowania się bez uprzedniego umycia się.

3. Materiał (proszek) lakierniczy
WICONA oferuje profile lakierowane wyłącznie proszkami na bazie żywic poliestrowych przeznaczone do zastosowań zewnętrznych jak i wewnętrznych. Jeśli niedostępny jest proszek atestowany przez QUALICOAT lub GSB to należy upewnić się przynajmniej co do trzech jego parametrów:

• oporności właściwej ρ,
• rozkładu granulometrycznego,
• wilgotności.

Jeśli ρ> 10¹⁶ Ω cm to proszek bardzo dobrze nadaje się do metody elektrostatycznej, zaś przy ρ< 10¹³ Ω cm nie nadaje się do niej w ogóle. Główna frakcja ziaren proszku powinna mieścić się w granicach 35-55 µm. Ziarna większe niż 100 µm mogą prowadzić do efektu skórki pomarańczowej, zaś mniejsze niż 20 µm są za lekkie by osadzić się na przedmiocie.

Wilgotność proszku nie może przekraczać 0,4% wagowo.

Materiał lakierniczy należy przechowywać w odpowiednich warunkach (temperatura, wilgotność) przez czas nie dłuższy niż 1 rok od daty produkcji.

4. Aplikacja (napylanie) proszku
Napylanie to wynik rozpylenia naelektryzowanego materiału lakierniczego i wytworzenia odpowiednio silnego pola między aplikatorem a uziemionym obiektem (profilem). Ekektryzowanie (ładowanie) proszku może odbywać się na dwa sposoby:

• kontaktowo (generatorowo) przez styk z elektrodą znajdującą się pod wysokim napięciem,
• tarciowo w czasie przepływu przez kanały aplikatora.

Obie metody mają swych zwolenników i trudno jest wykazać bezsporną wyższość jednej nad drugą.

Za pierwszą przemawiają np. większa podatność na kontrolę procesu napylania i łatwość konserwacji aplikatora.
Za drugą np. większa skuteczność penetracji trudnodostępnych powierzchni profilu (walka z efektem klatki Faradaya).

Jednak dostępność rynkowa urządzeń do metody generatorowej o wysokiej niezawodności jest dużo wyższa niż ich odpowiedników tarciowych. Godne polecenia są bardzo pewne w użyciu aplikatory z ładowaniem generatorowym z wbudowaną elektrodą do wychwytywania wolnych jonów O₂ przeciwdziałają zjawisku odpychania materiału lakierniczego od obiektu.

Mówiąc ogólnie i bardzo upraszczając można powiedzieć, że dobre napylanie to:

• odpowiednie aplikatory (łącznie z podajnikiem i ewentualnie układem recyrkulacji proszku),
• manipulatory (roboty) płynnie poruszające aplikatorami,
• układ transportowy do przemieszczania profili zapewniający spokojny przepływ detali,
• właściwego kształtu kabina wykonana z odpowiedniego materiału ze stosownym wyposażeniem (wentylatory, oświetlenie),
• układ gwarantujący skuteczne uziemienie detali (R < 1 MΩ).

Wystarczy tylko powyższe elementy dobrze ustawić względem siebie i fachowo nadzorować ich pracę. Bardzo przydatne są wtedy np. układy sygnalizujące brak uziemienia obiektów lakierowanych i układ blokujący pracę aplikatorów przy wyłączonych wentylatorach.

Należy jeszcze tylko dodać czyste powietrze o następujących parametrach: zawartość H₂O < 4,6 g/kg powietrza, oleju < 0,1 ppm i brak cząstek stałych większych niż 0,3 µm.

5. Polimeryzacja proszku
Utwardzanie proszku powinno nastąpić niezwłocznie (praktycznie natychmiast) po jego napyleniu. Parametry utwardzania proszku muszą być zgodne z zaleconymi przez jego producenta. Szczególnie czas polimeryzacji nie może być krótszy, zaś temperatury dwóch dowolnych punktów na obiekcie nie mogą różnić się więcej niż o 20°C.

Piec musi być wyposażony w system alarmowy ostrzegający o przekroczeniu dopuszczalnych wartości granicznych temperatury i czasu utwardzania (w przypadku pieca wsadowego). Kapitalne znaczenie ma szybkość narastania (gradient) temperatury pieca. Chodzi o to by zwilżanie podłoża następowało w optymalnej dla jakości powłoki temperaturze i czasie. Zlekceważenie choćby jednego z wyżej opisanych elementów oznacza przekreślenie wysiłku przy innych etapach procesu technologicznego prowadząc niechybnie do znacznych strat.

Leszek Mońko