Oszczędność kosztów i jednoczesny wzrost jakości dzięki lakierowaniu polipropylenu bez obróbki wstępnej
Na świecie wytwarzanych jest rocznie ok. 245 mln ton tworzyw sztucznych. Z tego ok. 90 proc. przypada na tworzywa sztuczne PE, PP, PVC, PS i PET, produkowane na masową skalę. Szczególną rolę odgrywa tutaj polipropylen (w skrócie PP) wytwarzany poprzez polimeryzację monomeru propylenu.
PP jest częściowo krystalicznym tworzywem termoplastycznym należącym do grupy poliolefinów. Jego niska gęstość (0,895-0,92 g/cm3) w połączeniu z wysoką sztywnością, twardością i wytrzymałością przyczyniają się do szerokiego stosowania. Przeznaczony jest do wtryskiwania, wytłaczania, obróbki cieplnej, spawania oraz do obróbki skrawaniem. Jego korzystna cena oraz korzystne właściwości mechaniczne sprawiają, że PP jest, obok PE, najbardziej rozpowszechnionym, stosowanym na masową skalę tworzywem sztucznym. Obecnie światowa roczna produkcja PP wynosi ok. 40 mln t., z czego ok. 7 mln t. produkowane jest w Europie.
Wady i problemy
Przy wszystkich zaletach, które PP oferuje przy przetwarzaniu, istnieje także istotna jego wada. Jego użycie jest znacznie ograniczone przez niepolarną powierzchnię, na której lakiery i farby wykazują brak przyczepności. Z drugiej strony niepolakierowane powierzchnie nadają się do użytku tylko w ograniczonym zakresie. Do tego dochodzi jeszcze nieodporność na promieniowanie UV, której skutkami są postępujące kruszenie i rozkładanie się PP. Lakierowanie chroni powierzchnię oraz przyczynia się do poprawy estetyki PP, co zwiększa wachlarz jego zastosowań.
Główne obszary zastosowań
1. Przemysł samochodowy i dostawcy
W przemyśle samochodowym PP jest najczęściej używanym tworzywem sztucznym:
- na zewnątrz: zderzaki, spoilery, listwy progowe
i ochronne, itp.
- wewnątrz: deski rozdzielcze, konsole, obudowy, siedzeń itd.- w komorze silnika: pokrywy, skrzynki, pojemniki, itp.
- PP stanowi ok. 40% wszystkich tworzyw sztucznych używanych w sektorze samochodowym
- do jednego pojazdu używa się przeciętnie ok. 55-60 kg PP
- tendencja jest rosnąca, dąży się do tego, by zastąpić niektóre części karoserii wykonywane dotąd z blachy stalowej przez PP
2. Sektor przetwórstwa tworzyw sztucznych
PP znajduje zastosowanie we wszystkich prawie obszarach przemysłu:
- opakowania z tworzyw sztucznych, np. w przemyśle kosmetycznym
- części z tworzyw sztucznych dla artykułów AGD
- części z tworzyw sztucznych dla sektora RTV
- części techniczne z tworzyw sztucznych, np. dla techniki medycznej, szaf sterowniczych itd.
- półprodukty wykonane z PP (rury, płyty)
- części zewnętrzne z PP-EPDM, niepoddane obróbce przygotowawczej, lakierowane typowym lakierem kryjącym, zdjęcie po lewej stronie bez przygotowania, po prawej gruntowane gruntem POLYSIL N1110
- wyniki testu: bez gruntu POLYSIL - brak przyczepności; z gruntem POLYSIL badanie siatki nacięć wg EN ISO 2409 oraz test klimatyczny wg DIN 50017 wypadły pozytywnie.
Zdjęcia: Stoz Oberflaechentechnik GmbH
PP przetwarzany jest także w innych obszarach, np. w przemyśle meblarskim, w budownictwie itd. Coraz większą rolę w wyżej wymienionych obszarach odgrywa także EPP (pianka ze spienionego polipropylenu).
Dotychczas PP można było bez przeszkód lakierować wyłącznie po dokonaniu obróbki przygotowawczej (np. przez opalanie, fluorowanie, przygotowanie metodą Corona itd.). Obróbka przygotowawcza prowadzi do powstawania znacznych kosztów, związana jest także z dużym nakładem w związku z kolejnymi etapami technologicznymi i koniecznością zastosowania dodatkowych urządzeń.
Najprostszą i dlatego najbardziej rozpowszechnioną metodą obróbki przygotowawczej jest opalanie. Przy opalaniu dochodzi do utleniania powierzchni, co powoduje wystąpienie silnych oddziaływań i wiązań. Jednakże w przypadku tej metody silne nagrzanie, którego trudno uniknąć, może niekorzystnie zmieniać strukturę materiału. Ręczne opalanie związane jest z ryzykiem nierównomiernego przygotowania elementów a niekiedy nawet ich uszkodzenia. Opalanie za pomocą robotów jest bardziej równomierne i pewne, aczkolwiek przy złożonej geometrii części mogą powstać ubytki, których nie objął płomień. Alternatywne metody fluorowania i obróbki plazmowej są wydajniejsze niż opalanie, ale jednocześnie droższe.
Części PP bez obróbki przygotowawczej, pomalowane gruntem POLYSIL N1110 jako baza dla lakierów efektowych Dipprint Deko oraz srebrnego lakieru poddawanego obróbce laserowej.
- Wyniki: test klimatyczny BMW 303.4b oraz badanie siatki nacięć wypadły pozytywnie.
- Firma Merkt jest dostawcą w sektorze samochodowym - współpracującą z takimi klientami, jak: BMW, Bentley, DaimlerChrysler, Opel, Porsche, Rolls Royce, Seat, Skoda i Volkswagen
Zdjęcia: Merkt GmbH &Co.KG
Niezależnie od kosztownych instalacji potrzebnych do przeprowadzenia opisanej metody, koszt nałożenia powłoki rośnie na skutek wprowadzenie kolejnego etapu roboczego. Z kolei przy zlecaniu obróbki przygotowawczej podmiotom zewnętrznym dochodzą dodatkowo koszty transportu i logistyki. Dodatkowym problemem jest to, że osiągnięta tą metodą aktywacja powierzchni nie jest stabilna. Skutkiem tego jest ograniczona trwałość magazynowanych elementów.
