Jauhemaalaus

Jauhemaalaus on prosessi, jossa muovijauhetta leijutetaan säiliössä paineilman avulla sopivaksi ruiskutukseen. Leijutettu jauhe pumpataan jauhesäiliöstä jauhepistoolille, jossa jauhe varataan sähköisesti ruiskuttamalla se sähkökentän läpi maalattavaa kappaletta kohden. Sähkökenttä syntyy ruiskussa olevan elektrodin ja maadoitetun kappaleen välille, jolloin jauhe tarttuu elektrostaattisesti kappaleeseen.

Jauheen ruiskutuksen jälkeen jauhe tulee kuumentaa polttouunissa, jotta jauhe polymerisoituu ja muodostaa toivotun pinnan kappaleen päälle. Tyypillisesti jauhemaalin polttolämpötila on noin 160 – 210°C ja polttoaika on n.12 minuuttia.

Jauhemaalaus onkin maalausmenetelmänä varsin erilainen kuin tavanomainen märkämaalaus. Suurin ero on maalin levitystavassa ja maaliruiskun käyttäytymisessä. Jauhemaalia ruiskutetaan maalattavan tuotteen ympärille jauhepilveksi, josta se siirtyy kappaleen pintaan sähkövarauksen ansiosta, kun taas märkämaalauksessa maali ruiskutetaan kohtisuoraan kappaleen pintaan.

Polttomaalausprosessi lyhyesti

1. Valmistelevat työt

Ruosteen / oksidin / vanhojen pinnoitteiden poisto / suojaukset

2. Esikäsittely

Rasvanpoisto / Happopeittaus / Konversiopinnoite / Huuhtelu

3. Ripustaminen

Kappaleet ripustetaan niin, että nesteet pääsevät valumaan pois ja ne saa kuivatettua kunnolla. Ripustimet ja ripustuskohdat on valittava niin, etteivät tuotteet putoa missään vaiheessa pois linjalta.

4. Jauheen levitys

Jauheen ruiskutus automaattimaalauskaapissa tai käsimaalauskaapissa

5. Uunitus / poltto

Polttouunissa jauhe sulaa ja kovettuu saumattomaksi, erittäin kestäväksi pinnoitteeksi, tästä nimi “polttomaalaus”.

Kemialliset esikäsittelyt

Jauhemaalaus on useimmiten ohutlevytuotteiden maalausta ja näiden tyypillinen esikäsittely on kemiallinen esikäsittely. Jauhemaalattujen ohutlevytuotteiden tavanomaisin esikäsittely on rauta- tai sinkkifosfatointi. Fosfatoinnissa muodostetaan maalattavalle metallipinnalle kiinteästi tarttuva, ohut, hienokiteinen fosfaattikerros.

Puhdistetut metallikappaleet käsitellään fosfatointiliuoksella joko upottamalla, suihkuttamalla tai sivelemällä.

Testitulosten mukaan rautafosfatointi soveltuu esikäsittelyksi kylmävalssatulle teräkselle ilmastorasitusluokkaan C3 saakka, mutta sitä ei tulisi käyttää erittäin vaativissa olosuhteissa, jotka edellyttävät korkeampaa korroosiosuojaa ja pidempää käyttöikää.

Sinkkifosfatointi edustaa rautafosfatointia kestävämpää esikäsittelyteknologiaa. Sinkkifosfatoinnin testitulokset olivat verrattavissa mekaaniseen esikäsittelyasteeseen Sa 2½, jolla saavutetaan C4 ilmastorasitusluokan vaatimukset.

Kun on kysymys alumiinin tai sinkityn materiaalin perinteisistä esikäsittelyistä, soveltuvin korroosiosuoja saadaan aikaan kromatoinnilla.

Jauhemaalauslaitteistosta

Jauhemaalauslaitteisto sisältää vähintäänkin seuraavat osakokonaisuudet:

•   Jauheen syöttö- ja ohjauslaitteisto

• Jauhepistooli

• Jauhemaalauskaappi

• Vaunut tai kuljetin

• Uuni

• Mikäli ohiruiskutettu jauhe otetaan talteen, niin myös talteenottolaite ja seulontalaite

Jauhemaalauslaitteisto vaatii kuivattua paineilmaa, jonka kastepiste on +4 astetta. Paineilmassa ei myöskään saa olla yhtään öljyä.

Jauhemaalauspistoolit

Sähköstaattinen jauhepistooli (korona varaava)

• Pistoolissa on erilliset elektrodit, jotka muodostavat elektrodien eteen sähkökentän
• Sähkökentässä on vapaita elektrodeja, jotka varaavat sähkökentän läpi menevät jauhehiukkaset
• Jauhe varautuu pistoolin ulkopuolella
• Jauhe varataan miinusmerkkiseksi
• Tarvitsee erillisen jännitelähteen, jolla jauhe varataan jännitteeseen 30-115 kV (säädetään laitteen ohjausyksiköstä)
• Maalaus yhdellä suuttimella
• Maalataan usein suuria tasopintoja, ovia, maatalouskoneita ja raskaita teräsputkia
• Laitteistoihin voi tallentaa valmiita ohjelmia (maalataan paljon samaa tuotetta)

Kitkavarauspistooli (tribo)

• Jauhe varautuu, kun se kulkee putkessa ja hankautuu sen seinämiin
• Varautuminen perustuu jauheen ja putken muovilaatujen väliseen elektronegatiivisuuseroon
• Ei tarvitse erillistä jännitelähdettä
• Jauhe varautuu plusmerkkiseksi (varautumisenergia mitattavissa)
• Pistoolin ja maalattavan kappaleen välille ei muodostu sähkökenttää
• Jauhemaali ruiskutetaan automaattilaitteita käytettäessä useasta suunnattavasta suuttimesta
• Myös käsinmaalauspistooleissa voi olla useita suuttimia
• Yleisesti maalataan kotelorakenteita, putki- ja lankatuotteita, pienesineitä, autoteollisuuden käyttämiä varusteita ja käsityökaluja
• Kannumallinen jauhepistooli ei vaadi muuta kuin paineilmaa
• Hyvä, jos maalataan pieniä määriä pienikokoisia ja hankalan muotoisia kappaleita käsin tai kun tehdään pieniä korjausmaalauksia
• Ruiskutuskapasiteetti on pieni
• Värinvaihdot nopeita ja helppo tehdä

Jauhemaalit

Jauhemaali on puolivalmiste, jonka kemiallinen kaksikomponenttireaktio on lämpöaktivoituva. Maalit koostuvatsideaineista, kovettimista,pigmenteistä, täyteaineista sekäapuaineista.Jauhemaalit eivät sisälläliuottimia, ne ovat 100% kuiva-aineisiateollisuusmaaleja.Jauhemaalit voidaanruiskuttamisen ja talteenotonjälkeen kierrättää takaisinkäytettäväksi, jolloin käyttöhyötysuhdeon usein yli 70%, joskus jopa yli 90%. Yleensä jauhemaalijätettävoidaan käyttää polttoonenergiantuotannossa.

Jauhemaalaus on tavanomaisesti yksikerrosmaalausta, tyypilliset kalvovahvuudet ovat 60-140ym. Jauheet soveltuvat sinkitylle, mustalle tai ruostumattomalle teräkselle sekä alumiinille. Yleensä metallikappaleille, muut materiaalit myös mahdollisia. Maalattavan kappaleen esikäsittely voi olla mekaaninen tai kemiallinen.

Jauhemaalien (pulverimaalauksen) päätyypit:

•Epoksi

•Epoksipolyesteriseos (mikseri)

•Polyesteri

•Polyuretaani

•Silikoni

Epoksi ja epoksipolyesteri ovat erinomaisia sisäkäyttöön tarkoitetuille tuotteille. Soveltuu erityisesti kohteisiin, joissa vaaditaan hyvää mekaanista ja kemiallista kestävyyttä.

Polyesteri sopii hyvin ulkokäyttöön tarkoitetulle tuotteille, koska sillä on hyvä sään- ja UV-säteiden kestävyys. Polyesterijauhemaali on myös jauhemaaliksi suhteellisen elastista, joten se sopii kohteisiin, joihin on oletettavissa törmäys- tai kolhiintumisrasitusta.

Polyuretaani: Sisä sekä ulkokäyttöön, kun vaaditaan erityisen sileää ja kiiltävää pinnanlaatua. Kestää hyvin auringon UV-säteilyä sekä mekaanista rasitusta.

Silikoni: (kuumankestojauhe). Kohteisiin, joissa vaaditaan korkeaa lämpötilan kestoa. Kuumankestomaalit kehittyvät nopeasti ja niiden saatavuus paranee koko ajan.

Työturvallisuus

Työturvallisempaa kuin märkämaalaus. Mutta myös jauhemaalaukseen liittyy useita työturvallisuusriskejä:

Hieno jauhepöly

Jauhemaalipöly, jonka partikkelikoko on alle 5µm, voi tunkeutua hengitettäessä syvälle keuhkorakkuloihin, joista se ei enää poistu. Pölyltä suojaudutaan korkealuokkaisen pölysuojaimen avulla. Kiertävässä jauheessa on enemmän hienojakoista pölyä kuin uudessa jauheessa.

Maalisideaineiden herkistävä vaikutus

Tekijä saattaa herkistyä jauhemaalien sideaineille, jos niitä joutuu iholle tai hengitysilmaan. Etenkin TGIC:tä sisältävän polyesterijauheen on todettu herkistävän. (Tästä jauhetyypistä ollaan luopumassa.) Myös epoksijauheet saattavat herkistää niitä, joilla on ennestään epoksiallergia.

Jauheräjähdys

Jauhemaali ei sellaisenaan ole erityisen tulenarkaa, ja sitä voikin säilyttää tavanomaisissa varastoissa. Kun jauhemaali pitoisuus ilmassa on yli 5g/m³, on olemassa vaara, että jauhepöly syttyy ja aiheuttaa siten pölyräjähdyksen. (Raja-arvo koskee testaamattomia jauheita. Testatuilla jauheilla raja-arvo voi olla moninkertainen.) Pölyräjähdyksen voi sytyttää huonosti maadoitettu ripustuskoukku, joka kipinöi maalattaessa, tai liian lähelle maalattavaa tuotetta viety viallinen maalauspistooli.

Sähköiskun vaara

Jauhemaalauslaitteiston ja lähellä olevien rakenteiden maadoituksen on oltava hyvä. Korkean jännitteen vuoksi, maalarin on käytettävä sähköä johtavia käsineitä ja jalkineita, jotta varaukset poistuvat maalarista.

Tulevaisuus

Viimeisimpänä suuntauksena on verkkouttamislämpötilan alentuminen ja siihen tarvittavan ajan lyhentyminen: 5 min./130°C sisäkelpoisilla laaduilla ja 15min/140°C ulkokelpoisilla laaduilla.

Energiatehokkuuden tavoittelun lisäksi voidaan maalata yhä massiivisempia kappaleita sekä muitakin kuin metallikappaleita.

Myös valmiimmat kone- ja kappalerakenteet ovat paremmin maalattavissa alemmissa lämpötiloissa nyt laajemmin käytössä olevien jauhemaalien sijaan.

Jauhemaalaus tulee yhä lisääntymään teollisessa maalauksessa koska jauhemaalit ovat käytettävyydeltään sekä kemialliselta koostumukseltaan erittäin käyttäjäturvallisia. Lisäksi ne ovat vähäisen jätemäärän ja liuotteettomuutensa takia ympäristöystävällisiä.

Taloudellisuus korostuu kierrätettävyyden ja vähäisempien maalikalvojen myötä.

Kestävää kehitystä ajatellen jauhemaalauksen lisääminen vähentää uudelleenmaalaustarvetta ja on kokonaisuutena monissa tapauksissa erityisesti perinteisiä märkämaalauksia suositeltavampi ratkaisu.

Lähdekirjallisuus

Teknos

Jauhemaalaus korroosionestomenetelmänä

Teräsrakenneyhdistys

http://www.terasrakenneyhdistys.fi/document/1/154/ac8d2e4/try_jauhemaalauksen_perusteet.pdf

Pinnalla 2 Metallituotteiden maalaus Isto Jokinen – Asko Kuusela – Tapani Nikkari