Lähetä linkki
VTT kehitti tehokkaan ja ympäristöystävällisen pinnoitusmenetelmän
09.02.2010
Sooli-geelipinnoitteilla lisäarvoa metallituotteille
VTT on kehittänyt uusia esikäsittely- ja pinnoitusmenetelmiä, jotka soveltuvat sooli-geelipinnoitustekniikkaan. Uudella esikäsittelymenetelmällä voidaan parantaa merkittävästi sooli-geelipinnoitteiden kiinnipysyvyyttä. Esikäsittelymenetelmä perustuu kiinteän hiilidioksidin eli kuivajään käyttöön. Se on ympäristöystävällinen eikä synnytä yhtä suuria jätemääriä kuin perinteiset puhdistusmenetelmät. Toinen uusi menetelmä liittyy sooli-geelipinnoitteiden kovettamiseen. Siinä hyödynnetään kappaleisiin varastoitunutta lämpöenergiaa erillisen uunikuivauksen sijaan. VTT on jättänyt patenttihakemuksen kummastakin menetelmästä.
Kuivajääesikäsittelyn etu on se, ettei pinta hapetu heti käsittelyn jälkeen
yhtä helposti kuin esimerkiksi kemiallisia esikäsittelymenetelmiä
käytettäessä. Lisäksi menetelmän etuna millä tahansa alustalla on myös se,
ettei käsittely synnytä suuria jätemääriä, esimerkiksi kemikaali- tai
abrasiivijätettä tai jätevettä, kuten perinteiset puhdistusmenetelmät.
Uusi
pinnoitteenkovetusmenetelmä perustuu pinnoitettavaan kappaleeseen
varastoituneen lämpöenergian hyödyntämiseen sooli-geelipinnoitteiden
termisessä kovetuksessa. Menetelmää on sovellettu jo menestyksekkäästi
kuumasinkittyihin ja termisesti ruiskutettuihin tuotteisiin. Sitä
demonstroitiin useaan otteeseen kuumasinkittyjen peräkärryjen,
polkupyöränrunkojen, tukkipankkojen sekä termisesti ruiskutuspinnoitettujen
kappaleiden avulla. Parhaillaan on valmisteilla myös muutama yrityshanke,
joissa menetelmä on tarkoitus siirtää osaksi yrityksen omaa tuotantoprosessia.
PUHTEET-projektiperheessä
kehitettiin myös pinnoitteiden muokattavuusominaisuuksia sekä
valmistettavuutta teolliseen skaalaan ja ympäristöön soveltuvaksi. Projektissa
demonstroitiin sooli-geelipinnoituksen sekä sitä edeltävien
esikäsittelyvaiheiden soveltuvuutta metalliohutlevynauhojen rullalta rullalle
-valmistusprosessiin. Sooli-geelipinnoituksen esikäsittelystä
tuotantomittakaavassa todettiin, että elektrolyyttista sähköpurkauskiillotusta
(nk. PET-menetelmä) voidaan soveltaa myös jatkuvatoimisessa prosessissa
käyttäen ympäristöystävällisiä suolaliuoksia elektrolyytteinä. Myös
hiilidioksidi-kuivajääpuhalluksen todettiin rullalta rullalle -prosessissa
antavan pinnoitteelle riittävän kiinnipysyvyyden ja muutoinkin soveltuvan
käytettäväksi prosessissa. Sooli-geelipinnoitteiden ympäristöystävällisyydestä
todettiin, että kaikki projektissa käytetyt pinnoitteet alittavat nykyiset,
VOC-direktiivin (Volatile Organic Componds) asettamat raja-arvot.
Sooli-geelipinnoitteita
käyttämällä saatiin jopa oleellisesti parannettua erilaisten materiaalien
pintojen funktionaalisia ominaisuuksia, kuten lian hylkivyyttä, helpompaa
puhdistettavuutta, korroosion- ja hapettumisenkestävyyttä,
naarmuuntumattomuutta ja kulutuksenkestoa. Tutkittujen tyyppisillä
ohutkalvopinnoitteilla ei kuitenkaan saavuteta läheskään kaikissa tapauksissa
riittävää korroosionkestävyyttä vaativissa ulko-olosuhteissa. Parhaiten
kenttäkorroosiokokeissa suoriutuivat paksut, lähes maali-/lakkakalvon
paksuiset (jopa 50 μm) sooli-geelipinnoitteet. Parhaiten toimivaksi
ohutpinnoite-perusaineyhdistelmäksi ulko-olosuhteissa osoittautui
sooli-geelipinnoite kappalekuumasinkityn teräksen päällä.
Teollisuusmittakaavan
kokeissa demonstroitiin sooli-geelipinnoitusta tuotanto-olosuhteissa
Linjateräs Oy:n pinnoituslinjassa sekä Atomic Layer Deposition -menetelmän
(ALD) toimivuutta Beneq Oy:n toimesta Stala Oy:n tuotteille.
Raportti
verkossa: http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2009/T2517.pdf