Gekleurd poeder spuiten

Metaal kan van een mooi gesloten laklaag worden voorzien worden door het spuiten van kunststofpoeder. Bijkomend voordeel is dat oplosmiddelen niet nodig zijn

Nederland besteedt per jaar ongeveer 4% van het bruto nationaal produkt aan de beheersing van roest. Dat is een enorm bedrag; maar het werpt vruchten af. We hebben roest onder controle. Je ziet ze toch (haast) niet meer, die trieste plekken: een Nissen-hut uit vuilbruin geroeste golfplaten, een half omgezakt roestig prikkeldraadhek? Hoort u nog wel 'ns iets over doorgerotte kokerbalken? Ze geven inmiddels jaren garantie op een autocarrosserie en de Franse roestbak is verdwenen. Zelfs de vangrails staan nu min-of-meer roestvrij langs de weg.

Ineens valt het je op. Alle staal is tegenwoordig duurzaam veredeld. In vrolijke kleuren geverfd, blinkend verzinkt, glad geplastificeerd, hard geëmailleerd of kathodisch beschermd. Beschermd voor jaren. En dat in een toenemend zuur milieu.

Poederspuitfabriek

Onlangs werd in het Belgische Genk een nieuwe poederspuit-fabriek geopend door Weert Groep B.V. Met 65 arbeidskrachten in tweeploegendienst worden daar componenten tot 13 meter lengte verwerkt. Een dergelijke capaciteit is elders in Europa niet voorhanden. De fabriek levert toe aan constructiewerkplaatsen, kassenbouwers, gevelboeren, fabrikanten van straatmeubilair en snelweguitrusting, tank- en vatenmakers, hekkenbouwers, verwerkers van dunne staalplaat, etcetera.

Poederspuiten is een methode waarbij een gesloten laklaag wordt aangebracht door het metaal eerst met een fijnverdeeld kunststofpoeder te bespuiten en dit vervolgens te versmelten (moffelen). Hierdoor ontstaat een hechte deklaag. Het essentiële verschil met de natte lakbehandeling ("verven') is dat er geen oplosmiddelen aan te pas komen en de laklaag direct na het moffelen klaar is. Drogen en uitharden is niet nodig. Uit milieu-oogpunt is het ontbreken van oplosmiddelen een voordeel.

Het te verspuiten poeder is een mengsel van pigmenten, een verharder en een kunsthars. Voor buitentoepassingen wordt tegenwoordig altijd een polyesterhars gebruikt, eventueel met een epoxy-primer als ondergrond voor extreem zwaer omstandigheden. De moffeltemperatuur is ongeveer 180 graden Celsius en de oventijd circa 10 minuten plus de opwarmtijd, die afhankelijk is van de zwaarte van het te bedekken voorwerp.

80.000 volt

Tussen de poederspuit en het te bespuiten metaal wordt een spanning van 80.000 volt aangelegd. De poederdeeltjes worden zodoende statisch opgeladen en bewegen zich dan lijnrecht naar het te lakken voorwerp. In de gevormde poederlaag kan de lading van de deeltjes niet wegvloeien want ze zijn isolerend. Zo ontstaat bij een zekere laagdikte een afstotend effect op volgende poederdeeltjes. Deze zetten zich niet meer willekeurig af op de al aanwezige poederlaag maar bewegen zich bij voorkeur naar de dunne plaatsen daarin. Zo krijg je een gladde en homogene bedekking. Bij polyester is de opgebrachte laag gemiddeld 80 micrometer dik.

In de fabriek in Genk staan twee spuitcabines opgesteld, elk met twee maal vijf spuitpistolen. De te spuiten voorwerpen zijn aan transportbalken in een railbaan opgehangen en worden langzaam in de lengte door een cabine getrokken, terwijl de pistolen er voortdurend langs op en neer bewegen: één set aan de voorzijde, de ander aan de achterzijde. Zo kan rondom poeder aangebracht worden. De pistolen kunnen in allerlei standen gesteld worden om ook de "moeilijke' hoeken te bereiken. Desalniettemin werken er in elke cabine twee of drie handspuiters, die de stukken voorspuiten, zodat er absoluut geen hoekje gemist wordt. In speciale stofdichte kleding, met maskers en stoffilters op, zo schimmen ze daar in de poedermist. In het licht van sterke lampen zien ze per uur zo'n 400 m² te bedekken oppervlak voorbij komen.

De spuitcabines worden continu afgezogen en de lucht wordt in cyclonen gereinigd. Het teruggewonnen poeder wordt opnieuw gebruikt. Door de afzuiging blijft de omgeving van de cabines keurig schoon. Dat is maar goed ook, want je wilt na een kleurwisseling van knalrood op zuiver wit liever geen zachtroze produkten krijgen. Het kleurwisselen kost inclusief het schoonmaken van de spuitcabine niet meer dan een half uur.

Zwart staal

Een goede voorbehandeling is belangrijk voor de kwaliteit van de laklaag. Grote werkstukken in "zwart" staal (zo noemen verzinkers onverzinkt staal) konden tot voor kort niet door poederspuiten worden gelakt. De nieuwe fabriek in Genk biedt deze mogelijkheid. Men ontvet zwart staal eerst in een warm alkalisch bad, beitst het metallisch blank met fosforzuur, brengt dan een actieve corrosiewerende zinkfosfaatlaag aan en passiveert het in een chromaatoplossing. Tussendoor wordt steeds gespoeld met water; aan het eind wordt gespoeld met gedemineraliseerd water. Na droging in een oven is het werkstuk gereed voor het poederspuiten. Deze complexe voorbehandeling is betrouwbaarder dan het nog vaak gebruikte gritstralen.

De temperatuur van de voorbehandelingsbaden wordt continu geregeld; voor het bijwarmen dienen warmtewisselaars. De fabriek heeft maar liefst 5 MW geïnstalleerd vermogen voor badverwarming.

Stalen werkstukken voor werkelijk agressieve omgevingen worden bij voorkeur behandeld met een duplex-systeem. Het staal wordt dan eerst verzinkt en vervolgens met poeder gelakt. Dat geeft uitmuntende bescherming. Uit onderzoek is gebleken dat de levensduur ongeveer anderhalf maal zo groot is als de som van de levensduur van de zinklaag en de laklaag afzonderlijk. Een voorbeeld. Wanneer een duplex-systeem van 70 micrometer zink en 80 micrometer lak wordt toegepast in een industrie-atmosfeer, is de levensduur van het zink (tot 5% roest) 9 jaar; die van de lak 2 jaar. Het duplex-systeem gaat onder dezelfde omstandigheden 20 jaar mee. Niet slecht voor een laagje van welgeteld 0,15 mm, nietwaar? Deze synergie is er op terug te voeren dat enerzijds de lak voorkomt dat de dikte van de zinklaag langzaam afneemt; terwijl het zink er voor zorgt dat de lak niet van onderuit wordt aangetast en van het staal afbladdert.

Voor verzinkt werk is de voorbehandeling enigszins afwijkend. Na het ontvetten wordt de zinklaag licht aangeëtst om zinkpatina te verwijderen. Daarna wordt gepassiveerd in een chromaatoplossing. Het etsbad is in dezelfde batterij baden als voor zwart staal opgenomen. Alleen krijgt de transportkraan boven de baden een ander besturingsprogramma. Overigens is het mogelijk om zwart en verzinkt staal tegelijkertijd (maar wél op verschillende transportbalken!) in bewerking te hebben.

Alles bij elkaar telt de voorbehandeling 16 baden van elk ongeveer 100.000 m³ inhoud. Naast deze afdeling staat een uitgebreide reinigingsinstallatie, met neutralisatieplant, een ontgifter, een slib-bezinker en een ionenwisselaar voor het zuiveren van het gedemineraliseerd spoelwater. Het handboek met milieueisen was ongeveer 2 cm dik.

Foto: Poedergespoten stalen produkten. Links: pas gespoten hekwerk in de fabriek.

Boven: geluidsschermen.