Felületvédelem

A felületvédelem az egyik legfontosabb technológia a világon, az ipar szinte minden területét érinti. A nagyértékű berendezéseket, különösen, amik ki vannak téve a mostoha időjárásnak, megfelelő felületvédelem nélkül nagyon hamar elveszítenék értéküket. Éppen ezért nagyon sokféle technológia alakult ki az évek során, az egyszerű átfestéstől kezdve a magas hőfokon kialakított felületrétegig. Az elektrosztatikus porszórás technológiát főleg a szerelő-, gép-, élelmiszer- és feldolgozóipar termékeit látja el bevonattal, de a porlakk technikával szinterezett alkatrészek, berendezések ismert hazai és külföldi benzinkutaknál, tömegközlekedési eszközökön, bankfiókokban, bevásárló központokban, éttermekben, színházakban, valamint irodaépületekben, iskolákban, lakásokban (konvektorok, radiátorok, fogasok, lámpatestek, bútorok) is gyakran feltűnnek. 

Az előállított porszórás bevonat minősége megfelel az Európai Unió és az amerikai szabványoknak, amit mi sem bizonyít jobban, minthogy cégünk által porlakkozott alkatrészeket, berendezéseket nagyon sok országba, még dél-amerikai buszok alkatrészeiben is megtalálhatjuk.

A nem védett felületű anyagok a környező közeg, elsősorban a levegő oxigénje és nedvességtartalma, a bennelevő szennyeződések, mint például a különböző gázok, füst, korom, por stb. hatására előbb-utóbb tönkremennek.

Közismert jelenség, hogy ha egy vas- vagy acéltárgy felületét védelem nélkül hagyjuk, akkor a felületén hosszabb-rövidebb idő mulva először vörösbarna foltok, majd egyre nagyobb összefüggő felületek jelennek meg, mígnem lyukacsos, porózus, lemezes szerkezetű képződmény fedi be az egész felületet, s ez a folyamat mindaddig folytatódik, amíg az egész tárgy át nem alakul ilyen képződménnyé. Ez a képződmény a rozsda, a folyamat pedig a korrózió.

A korrózió - bármilyen hatásra induljon is meg - először az anyag felületét támadja meg, s csak azután hatol a belső rétegekbe. A korrózió a vason és az acélon vörösbarnás, egyéb fémeken, mint például alumíniumon, cinken, magnéziumon fehér kivirágzást, bemaródást, míg sárgarézen elszíneződést, repedést okoz. Ezeket a vörösbarna, fehér vagy egyéb színű képződményeket korróziós termékeknek nevezik.

A korrózió világszerte nagy károkat okoz az iparban és a gazdaság minden területén. A nem védett felületű vas csupán a légköri hatások következtében évente kb. O,1 mm-t veszít vastagságából. Így a korrózió okozta közvetlen és közvetett kár hazánkban is több tízmilliárd forint évente, míg az Egyesült Államokban ezt évenként 50 milliárd dollárra becsülik.

Ezen károk csökkentésére, haszontárgyaink védelmére különböző eljárások fejlődtek ki, amelyeket összefoglaló néven felületvédelemnek nevezünk.

A legszélesebb területen alkalmazott felületvédelem a bevonatok alkalmazása, amelyet hétköznapi szóhasználatban gyakran csak festésnek neveznek.

Tudatában kell azonban lennünk, hogy a felületvédelemben a festés elsődleges funkciója nem a színezés, hanem a tárgyak korróziótól való megóvása.

Ahhoz, hogy a festékréteg jól ellássa funkcióját, jó tapadást kell biztosítani a festék és az alap között. Ehhez először általában meg kell tisztítani a felületet, amit gyakran oxidációs termékek, acél esetében reve, rozsda és ezen felül számos esetben még egyéb mechanikai szennyeződés, mint például zsír, olaj, stb. borítanak. Amennyiben a felvitt festék (bevonat) nem érintkezik közvetlenül a fémmel, amelyet védenie kell, úgy alatta korróziós folyamatok indulhatnak meg, vagy még a természetes tönkremenése előtt leválhat, s így egyik esetben sem képes funkcióját betölteni.

A bevonat tapadását az alaphoz az érintkező felületek között fellépő erők szabják meg. A különböző anyagok közt fellépő vonzerőket adhéziós erőknek nevezzük. Az adhézió kétféle lehet: mechanikai és specifikus.

A mechanikai adhézió részben a felület egyenetlenségei, görbületei révén, részben. a bevonatnak az alap legkülső rétegeibe történő hatolása révén alakul ki. Ezt a jelenséget tudatosan is befolyásolhatjuk, úgy, hogy a felületet érdesítjük, azaz növeljük a felület görbületeit, annak érdekében, hogy a felületi viszonyok minél nagyobb adhéziót eredményezzenek a teljes felületen.

A specifikus adhézió az alapfelület és a bevonóanyag között kialakult fizikai-kémiai kapcsolat eredménye, ami adott alap esetében minden bevonóanyagra más és más. Nyilvánvalóan azokból az anyagokból lehet jó, bevonatat készíteni, amelyik specifikus adhéziója nagyobb egy adott alapra nézve, a többi anyaghoz képest.

A felület előkészítése során kapott felületi tisztaságot különböző osztályokba soroljuk, amelyet szabványban rögzítenek. A legújabb magyar szabvány tartalmában és szerkezetében már teljesen megegyezik a nemzetközi szabványéval. Ez az MSZ ISO 8501-1

Ez a szabvány olyan acélfelületek esetében is alkalmazható, amelyek hengerlési reve mellett jól tapadó, régi festékbevonatok maradványait? s idegen szennyez? anyagokat is tartalmaznak. A modern korrózióvédő bevonati rendszerek ugyanis felhordhatók jóltapadó régi bevonatokra is, s nem kell feltétlenül fémtiszta felületet biztosítanunk az új bevonat elkészítéséhez.

Viszont ha ez így van, felmerül a kérdés; mi dönti el, hogy egy régi bevonat maradhat-e az új bevonat alatt, vagy más oldalról nézve; mikor kell a régi bevonatot átfesteni? S egyáltalán, mi történik a bevonattal felhordása után?

Kezdetben a bevonati film az előbb tárgyalt adhéziós erők következtében az alaphoz fog tapadni, miközben belsejében a saját molekuláit összetartó erők is hatnak. Ez utóbbit kohéziós erőnek nevezzük. A kohéziós erő a film zsugorodását eredményezi, s így ellene hat az adhéziós erőnek.

A bevonati film akkor lesz tartós, ha az adhéziós és kohéziós erők egyensúlyban vannak.

A környezeti hatások, a napfény, a hősugárzás, a csapadékok, a levegő oxigénje és nedvességtartalma, valamint a benne lévő egyéb szennyezősek azonban a film elkerülhetetlen tönkremenetelét okozzák.

A film kialakulásától kezdve állandóan változik. A levegő páratartalma szerint ingadozik vastagsága. A párás levegő duzzasztja, száraz zsugorítja a bevonatot. Ezek a változások végül a film ellenálló képességét rontják. Hasonló változások mennek végbe a h?mérséklet-változás hatására is. A hőmérséklet fagypont alácsökkenése esetén, pl. a filmben lévő víz fagyása révén térfogatnövekedés áll elő, amely roncsolja a film szerkezetét. Ugyancsak roncsoló hatású a napfény ultraibolya sugárzása is, ami következtében kémiai bomlás, lánchasadás, a kevésbé stabil kötések bomlása, s így depolimerizáció lép fel. Ennek következtében a molekulák leépülnek, a bevonat szilárdsága csökken. A keletkező bomlástermékek a filmből távoznak, s a film porózussá és ennek következtében a légköri hatásokkal szemben jelentősen érzékenyebbé válik.
A teljes leépülés, lebomlás azonban még nagyon gyenge bevonatok esetén sem következik be, mivel már kismértékű kémiai változás hatására megbomlik az adhéziós és kohéziós erők egyensúlya, aminek következtében a film mechanikailag tönkremegy, azaz szétrepedezik, s elválik az alaptól.

A film tönkremenetelét tehát nagyrészt az adhéziós és kohéziós erők egyensúlyának eltolódásából keletkező belső feszültség okozza. A feszültségek hatására apró repedések keletkeznek, amelyek kiindulási pontjai rendszerint a makromolekuláris szerkezet hibahelyei. Attól függ?en, hogy milyen folyamat eredményeként jönnek létre, megkülönböztetünk duzzadási és zsugorodási repedéseket. A duzzadási repedések a film duzzadásával járó térfogatnövekedés, a zsugorodási repedések pedig az illó részek távozásával létrejövő térfogatcsökkenés következményei. Duzzadáskor a felület alatt keletkezik repedés és csak a kiszáradáskor tör át a felszínre.
A repedések kiindulási pontjai a hézaghelyeken kívül sok estben a filmben lévő idegen testek, pl. a pigmentek is, ha nincsenek a kötőanyagban kellőképpen eloszlatva, de lehetnek belső üregek is, pl. levegőzárványok.A repedések keletkezése tehát térfogatváltozás következménye.

A film zsugorodása lehet a felületre merőleges, vagy azzal párhuzamos, vagy mindkét irányú. A merőleges zsugorodás nem idéz elő feszültségeket, mivel a filmb?l távozó részek helyei töltődnek be. A felülettel párhuzamos zsugorodás viszont ellene hat a filmet az alaphoz tapasztó erőknek, ezért ilyenkor feszültségek lépnek fel a filmben.
Mindaddig, míg ezek a mechanikai feszültségek fennállnak, folyamatosan képződnek repedé-sek a filmben.
Az adhéziós erő csökkenésével a film felhólyagosodik, majd lehámlik. A kohéziós erő csökkenésével a film krétásodik vagy krokodilbőrszerű repedések jelentkeznek rajta. A filmréteg repedése meggátolható a lakkfilmek megfelelő lágyításával és lehetőleg vékony filmréteg kialakításával. Az is nagyon fontos, hogy a film egyenletesen keményedjék át, mivel a duzzadási vagy zsugoradási repedések gyakran az egyenetlen, rossz átkeményedés következményei.
Ahhoz, hogy egy régi bevonatról egyértelműen meg tudjuk állapítani, hogy megfelelő-e a tapadása, vagy sem, vizsgálatokat kell végezni. A legegyszerűbb ilyenirányú vizsgálat a rácsvágás, amikor éles párhuzamos forgókésekkel egymást valamilyen szögben metsző egyeneseket vágunk a bevonatba. Ha az egyenesek metszésével létrejött kis rombuszok a helyükön maradnak, akkor a tapadás megfelelő. Ha ezek sarkai felválnak, akkor még elfogadható, de ha már nagyobb mértékben felpattannak, netán teljes felületükön felválnak, akkor a tapadás nem megfelelő, a régi bevonatot el kell távolítani a felületről, mielőtt az új bevonatot felvinnénk.