Moderní předúpravní procesy Kluthe pro udržitelný průmysl

Autor: Ing. Klára Kolková, KLUTHE CR s.r.o.

V rámci rostoucích požadavků jak na kvalitu, tak na ekologickou stránku technologií, vyvíjíme ve společnosti KLUTHE produkty podporující klasické předúpravní procesy, u nichž zlepšujeme parametry provozu (snižujeme teploty, provozní koncentrace), ale i alternativní moderní technologie, které jsou vyžadovány zejména při stavbě nových moderních lakoven s vyššími environmetálními požadavky.

Jednoduché chemické předúpravy pro práškové lakovny

Běžná zakázková lakovna disponuje 3-stupňovou předúpravní linkou, postřikovým boxem, ponorovou lázní nebo jsou díly odmašťovány ručně vysokotlakým postřikovým zařízením (VAP). Jako sdruženou operaci s odmašťováním zde lze na dílech provádět i tvorbu konverzních vrstev (produkty „cleaner-coater“). Jedná se o velmi hojně užívanou a oblíbenou technologii, právě díky její jednoduchosti a dobré podpoře následného lakového systému.

Fe fosfátovací řada „cleaner-coater“ (např. Decorrdal 40-28-4 SAZ) společně s odmaštěním při teplotě cca 45 °C vytváří na povrchu dílů konverzní vrstvu reakcí se samotným materiálem ocelových dílů. Tato vrstva propůjčuje železným dílům vyšší korozní odolnost (samotná spíše mezioperační), v kombinaci s lakovým systémem pak korozní odolnost výrazně vyšší (běžně se dosahuje hodnot cca 300 hodin s velmi nízkou delaminací při testu v NSS).

Vedle možnosti Fe fosfátování v jednom kroku s odmaštěním byl vyvinut varianta „cleaner-coater“ (např.Decorrdal 923 LT), který s odmaštěním vytváří na povrchu kovu zirkoničitou pasivní vrstvu. Ve srovnání s Fe fosfátem je zde výraznou výhodou snížená teplota aplikace - cca 35 °C, snížená koncentrace v lázni - cca 1%, minimální vznik kalů a zároveň výsledná vyšší korozní odolnost předupraveného dílu.

Korozní odolnost obou typů „cleaner-coater“ technologií lze navýšit na základě vybavenosti předúpravní linky – např. 5-ti stupňová předúpravní linka může poskytovat výrazně vyšší korozní odolnosti (až cca 480h v NSS) při vhodné kombinaci předúpravních produktů v samotné lince (např. zařazením dodatečné pasivace apod.).

Výkonnější předúpravy pro kataforetické a práškové lakovny

Lakovny disponující náročnější komplexnější technologií a vyššími nároky na kvalitu a korozní odolnost zpracovávaných dílů, např. dodavatelé pro automobilový průmysl, mají před lakováním 6 - 12 zón lázní předúpravy.

Velmi oblíbený, dlouhými lety prověřený konverzní proces je zinečnaté fosfátování, ten nabízí nejvyšší korozní odolnost a je vhodné jak pro práškové, tak pro elektroforetické „e-coat“ lakování.

Vzhledem ke zvyšujícím se požadavkům na energetickou a ekonomickou náročnost výrobních procesů zákazníků byla v našich laboratořích vyvinuta lázeň zinečnatého fosfátu fungující za snížené teploty (45°C oproti běžným 55°C), poskytující jemné vrstvy krystalů o plošných hmotnostech cca 1,5 – 3,5 g/m² se sníženou tvorbou kalu. Ruku v ruce s touto aplikací pak jde i naše schválení této nízkoteplotní lázně pro VW Group. Po dlouholetém důkladném testování jsme získali toto OEM automotive uvolnění pro naši předúpravní sérii nízkoteplotního fosfátu- Decorrdal 300 LT.

K výše popsanému procesu zinečnatého fosfátování lze v portfoliu spol. Kluthe nalézt opět alternativu v podobě procesu založeném na zirkoničité pasivní vrstvě. Tato vrstva z technologického hlediska vzniká jednodušším procesem než vrstva ZnPh – tedy počet lázní je zde nižší (jako minimum lze považovat 6 zón). Z hlediska aplikace se jedná o ponorová či postřiková uspořádání.

Z hlediska charakteru vrstvy se u zirkoničité pasivace jedná o směsnou amorfní vrstvu oxidů železa a zirkonu, především nazlátlé barvy (na díle vizuálně patrné). Oproti amorfní vrstvě železnatého fosfátu nebo krystalické vrstvě zinečnatého fosfátu je tato vrstva výrazně tenčí (plošná hmotnost zde je cca 20 – 100 mg/m2). Aplikace povlaku zirkoničité pasivace je možná na téměř všechny typy kovů od oceli, přes pozinkované díly, až po hliník a jiné lehké kovy. Na povrchu materiálu vzniká tenká pasivní vrstva o tloušťce několika nanometrů. Podstatnou výhodou tohoto procesu je opět snížení teploty, zirkoničitá pasivace se aplikuje za pokojové teploty, snížení koncentrace chemikálie v lázni (cca 1% vs. 5% ZnPh), což jde ruku v ruce s minimálním vznikem kalu.

Povrchové úpravy pro tažení drátu

Charakter předúpravního procesu pro úpravu povrchu drátu před tažením se sice liší, ale cíle zeštíhlení výroby pro její ekonomický a ekologický provoz jsou stejné. V tomto směru jsme schopni nabídnout moderní technologii zinečnatého fosfátu urychlovaného obsahem železa, namísto původních procesů urychlovaných dusitany. Při přechodu na nový systém u zákazníků např. v Maďarsku či Španělsku máme velmi dobré výsledky – výrazné snížení nutnosti přepracování z původních 20 % zpracovaných dílů na téměř nulovou hodnotu. Spotřeba koncentrátu lázně také touto změnou poklesla - cca o 30% (1.5 kg/t) oproti původnímu procesu (2-3 kg/t), snížení tvorby fosfátového kalu až na polovinu.

Náš produkt DECORRDAL 60-75 oproti výše zmiňovaným parametrům také nabízí možnost zvýšení váhy vrstvy až do 14 g/m². I v tomto procesu Kluthe nabízí kompletní produktovou řadu, jsme tedy schopni pokrýt celý předúpravní proces v lince - od odmaštění, moření, aktivace, Zn fosfát až po neutralizaci i zamýdlování.

Chemická předúprava hliníku

Hliník je běžnou součástí výrobního portfolia zakázkových lakoven, většinou ale v jednotkách procent mezi ostatními kovy, tyto pak zvládají ošetřit naše multimetalické řady předúpravních produktů. Pro výrobce zabývající se především nebo výhradně Al materiálem pak existuje speciální řada procesní chemie - Decorrdal AL poskytuje excelentní předúpravní vlastnosti pro ošetření hliníkových výrobků a prefabrikátů před práškovým lakováním. Samotná předúprava hliníku začíná jeho odmaštěním a namořením, které se definuje redukcí na povrchu dílu.

V posledních letech jsou populární bezchromátové technologie, používané právě zejména u hliníku. Kluthe produkty bez obsahu chromu řady DECORDAL AL ​​200, které jsou osvědčené a testované mnoha lety praxe a jsou certifikovány asociacemi kvality GSB a QualiCoat nacházejí stále nová využití v různých odvětvích výrob hliníkových produktů do nejnáročnějších venkovních podmínek.

Chemické odlakování hliníku i železa

Požadavky na odlakování dílů a závěsové techniky lakovny se velmi liší u každého zákazníka. Od jednoduchých ponorných lázní bez ohřevu bez míchání až po automatické odlakovací linky s oplachy a pasivací. Dle procesu a požadovaných parametrů je pak vybrán vhodný typ chemické lázně.

Odlakovače pracující zastudena jsou vhodné pro provoz, kde se cílí na ekonomičnost a jednoduchost provozu, ale zároveň není požadovaná rychlost operace. Ovšem rychlost procesu odlakování je významně zvyšována s teplotou a ohřev také podporuje přirozený pohyb lázně, což proces také částečně urychluje - částice barvy jsou odnášeny od povrchu kovu a mají možnost sedimentovat do kalu. Vedle ponoru dílů do odlakovací lázně jsou běžně užívány i postřikové odlakovací linky, které využívají mechanickou sílu dopadu kapaliny z trysek – odlakovací efekt je tedy výraznější.

Z hledisky typu volby lázně, je hlavní rozdíl mezi odstraňováním laku z hliníku a železa takový, že v lázni nesmí být přítomna voda. Při zanesení vody může docházet k napadení (černání, rozpouštění) Al dílů. Oproti tomu železné, ocelové díly či právě závěsová technika mohou být odlakovány ve vodných roztocích, běžně je koncentrát lázně ředěn 1:1 s vodou. Tyto lázně jsou pak vyhřívány na cca 60 – 80 °C. Neméně důležitým bodem v provozu odlakování je také servis a péče o kondici lázně, která je pro ekonomický a účinný provoz odlakovací linky klíčová. Analýzy, na jejichž základě jsou doplňovány aktivní látky, pravidelné odstraňování kalu a další, podobně jako je tomu u všech chemických procesů.

Z přesvědčení zelení skrz naskrz

Jsme přesvědčení, že udržitelný management a produkce jsou klíčové pro naši budoucnost. Množství surovin je konečné. Musíme ochraňovat vzduch, půdu i vodu. Ke všem našim výrobkům a aktivitám přistupujeme ve smyslu cyklů. I proto jsme si stanovili interní cíl omezení emisí na nulu, což se nám již podařilo v emisích CO₂.

Chemische Werke Kluthe GmbH je klimaticky neutrální společností. 

Získejte svůj VOC certifikát s Kluthe.

VOC = Volatile Organic Compounds, česky „těkavé organické látky“ jsou organické sloučeniny, které jsou za přítomnosti slunečního záření schopny reagovat s oxidy dusíku za vzniku látek, které mohou poškozovat lidské zdraví nebo naše prostředí, např. ozonovou vrstvu. To znamená, že tyto látky jsou škodlivé pro člověka, životní prostředí, lesy, zemědělství. 

V souladu se strategií udržitelnosti Chemische Werke Kluthe, naší mateřské společnosti, vyrábíme a dodáváme produkty se sníženým nebo nulovým obsahem VOC a zlepšujeme bilanci organických rozpouštědel tím, že přikládáme vysokou hodnotu opakovanému užití již uvolněných látek - tedy recyklujeme použitá a zbytková organická rozpouštědla. Nejen díky tomu můžeme našim zákazníkům vystavit VOC certifikát. 

Snížení uhlíkové stopy v roce 2021 ve světě Kluthe

Níže uvedená čísla jsou vypočítána na základě tzv. "Greenhouse Gas Protocol Corporate Accounting and Reporting Standard" (GHG Protocol). 

Díky naší ucelené politice a firemnímu směrování k uhlíkové neutralitě jsme ušetřili ekvivalent tisíce tun emisí, které by za standardních okolností byly vypuštěny do ovzduší během výroby, transportu či přímo v procesu během užívání.

Děkuji za pozornost. 

Ing. Klára Kolková

Surface Treatment Kluthe CR s.r.o.

k.kolkova@kluthe.com     

+420 732 542 533