Pulverlackering

Vad har fönsterkarmar, bildelar, maskiner och cyklar gemensamt? De är pulverlackerade. Pulverlackering förbättrar nämligen inte bara metallytors mekaniska egenskaper utan ger även en optiskt mycket attraktiv ytfinish. Det finns olika pulverlackeringsmetoder, men den vanligaste omfattar tre moment: förberedning av ytan, beläggning med pulverfärg och slutligen bränning i ugn. Under pulverlackeringen sker många spännande kemiska och fysikaliska processer – allt från elektrostatik till fosfatering.

En cykelram i stål eller aluminium skulle kanske se imponerande ut, men skulle i praktiken vara ganska värdelös eftersom den snabbt skulle repas och rosta. Det är därför inte bara cykelramar utan även många andra metallprodukter beläggs med ett skyddande lackskikt med hjälp av pulverlackeringsprocessen.

Processen, som i allmänhet är åtminstone delvis automatiserad, används flitigt både i industriell serieproduktion och enskilda små beställningar. Typiskt sett pulverlackeras t.ex. fönster, dörrar, möbler och fasader, men även många industrimaskiner och fordonskomponenter.

Pulverlackering innebär att en elektriskt ledande, dvs. metallisk, komponent beläggs med ett pulverskikt. Detta förbättrar ytorna både mekaniskt och visuellt. Pulverlacker är organiska och består av bindemedel, tillsatser och pigment, alla dessa som fasta partiklar med kornstorlekar mellan 1 och 100 µm. Till skillnad från lackering med flytande lacker kräver denna metod ingen användning av lösningsmedel och blir därmed mycket miljövänligare. Lackering med pulverfärg sker i flera moment, de viktigaste är följande: förbehandling av ytan (som rengörs och sen erhåller en omvandlingsbeläggning), elektrostatisk uppladdning av pulvret, beläggning av arbetsstycket och slutligen bränning av pulverlacket i ugn.

1. Rengöring av arbetsstycket

Arbetsstyckets yta måste vara fullständigt ren och torr innan pulverfärgen kan påföras, annars kan vidhäftningen försämras och kratrar spricka upp i lackskiktet.

Först avlägsnas damm, rost och ev. glödskal genom slipning, borstning, blästring eller annan mekanisk grovrensning. Sen ruggas ytan ytterligare upp genom blästring med hårdmetallkorn eller glaspärlor. Kvarvarande lack och fett avlägsnas genom kemisk förbehandling.

2. Omvandlingsbeläggning

Genom en kemisk process skapas en omvandlingsbeläggning (conversion coating) på arbetsstyckets yta. Omvandlingsbeläggningen är ett mycket tunt, icke-metalliskt, vanligen anorganiskt skikt som förstorar den aktiva ytan och därmed förbättrar pulverlackets vidhäftning, samtidigt som beläggningen ger extra skydd mot korrosion.

Fosfateringen innebär en kemisk reaktion mellan arbetsstyckets yta och metalljonerna (vanligen järn eller zink) i en vattenbaserad fosfatlösning, på så sätt att metallfosfaterna ingår en fast förening med arbetsstyckets yttersta skikt. Metoden kan användas på ytor av stål, förzinkat stål och aluminium. Anodisk oxidation (eloxering) är en elektrokemisk process som bildar ett homogent oxidskikt på aluminiumdetaljer.

3. Elektrostatisk uppladdning av pulvret

Pulverlacken appliceras på det elektriskt ledande arbetsstycket på grundval av elektrostatisk vidhäftning. Först måste pulverlacket laddas upp elektrostatiskt. Detta kan ske på två olika sätt, antingen genom s.k. coronaladdning där en högspänningselektrod skapar ett elektriskt fält som joniserar omgivningsluften och därmed laddar upp pulverpartiklarna. Alternativt kan pulverpartiklarna laddas upp genom rörelsefriktion i lackeringspistolen, man talar då om triboelektrisk uppladdning.

4. Beläggning

Pulverlacken finfördelas av munstycket på sprutpistolen och sprutas på det jordade, dvs. oladdade, arbetsstycket i lackeringsboxen. Eftersom alla pulverpartiklar bär samma laddningspolaritet stöter de bort (repellerar) varandra och bildar då ett jämnt fördelat moln av pulverlack. Just när en joniserad partikel sedan träffar arbetsstyckets yta, skapas en motsatt polariserad laddning på den ytan. Attraktionskraften, den s.k. coulombkraften, mellan partiklarnas laddning och den motriktade laddningen på arbetsstycket gör att partiklar fastnar på ytan. Den elektrostatiska kraften måste vara starkare än gravitationskraften. Därför är skikttjockleken vid pulvermålning fysiskt begränsad och är vanligtvis mellan 60 och 120 µm. Vidhäftningen mellan pulverpartiklar och motyta kvarstår några timmar. Utan ytterligare åtgärd skulle den kontinuerliga potentialutjämningen mellan de två laddningarna innebära att partiklarna efter ett tag lossnade och föll av. Därför utförs dessförinnan en bränning av pulverlacket.

5. Bränning i ugn

Bränning av påfört pulverlack sker i ugn i temperaturer mellan 110 och 250 °C. Denna process, som också kallas tvärbindning, börjar med att pulverlacken smälts i ugnen. Plastpartiklarna tvärbinds sedan med varandra och med de andra fasta ämnena i pulverlacket och bildar ett homogent och jämnt pulverlackskikt.

Automatisering inom pulverlackering

Vid modern pulverlackering är processen ofta automatiserad eller åtminstone delvis automatiserad. I automatiska anläggningar kan stora kvantiteter pulverlackeras med hög och jämn kvalitet. Enstaka smådelar beläggs ofta för hand i särskilda lackboxar och slutbehandlas sedan i gasuppvärmd kammarugn. Stora produktionsserier tillverkas i helautomatiska anläggningar med matarsystem och gasuppvärmda genomloppsugnar. I dessa anläggningar hänger arbetsstyckena i en transportör på en skena som leder dem genom förbehandlingen, lackboxen och ugnen.

Att installera en sådan helautomatiserad anläggning innebär dock en betydande finansiell investering. Nya maskiner och anläggningar kan bli mycket dyra. Här kan Surplex begagnade maskiner vara ett kostnadsmässigt fördelaktigt alternativ, exempelvis i form av en pulverlackeringsanläggning som ligger ute för direktförsäljning. Anläggningen finns i spanska Zaragoza och har enligt uppskattning endast gått ca 1000 drifttimmar och är därmed i ett mycket gott skick.

Pandemin har medfört nya aspekter och sätt att tänka på varav hygien och renlighet är en av de viktigaste. För att öka säkerheten och minska eller eliminera bakterier på produkter och ytor har Industrilås samarbetspartner Addmaster skapat Biomaster. Industrilås kan nu integrera detta antimikrobiella skyddet i alla plast- och pulverlackerade produkter.

Ökar säkerheten

Biomaster är en tillsats till pulverlackering och på begäran kan nu Industrilås integrera detta antimikrobiella skydd i alla plast- och pulverlackerade produkter, testade och godkända av Addmaster och enligt ISO 22196. Biomaster fungerar som ett starkt skydd mot spridning av virus som exempelvis covid-19 som orsakas av SARS-COV-2.

Biomaster garanterar

• Snabbt och effektivt antimikrobiellt skydd för produktens aktiva livslängd
• Håller ytor som är mycket berörda rena
• Minskning av bakterieantal och risken för korskontaminering