Voorgelakte stalen spoelen, ook wel voorgelakt staal, kleurgecoate stalen spoelen of PPGI-spoelen (voorgelakt gegalvaniseerd ijzer) genoemd, zijn bedekt met primer en verf voordat ze worden gesneden, gevormd of tot eindproducten worden gevormd.
Dit proces zorgt voor een uniforme verftoepassing, wat bijdraagt aan de esthetische en functionele eigenschappen van het materiaal.
De spoelen zijn doorgaans gemaakt van gegalvaniseerd of Galvalume-staal, dat een roestbestendige basis biedt, en de vooraf aangebrachte verf voegt een extra beschermingslaag toe tegen omgevingsfactoren.
Sectionele structuur van voorgelakt staal
Om de kennis van voorgelakte stalen rollen volledig te begrijpen, moet u eerst de kennis ervan leren sectionele structuur.
De doorsnedestructuur van voorgelakt staal van onder naar boven bestaat doorgaans uit de volgende lagen:
- Basismetaal (substraat): Het basismetaal is meestal gegalvaniseerd staal of galvalume-staal. Gegalvaniseerd staal heeft een zinkcoating voor corrosiebestendigheid, terwijl galvalumestaal een coating heeft die is gemaakt van aluminium, zink en silicium.
- Voorbehandelingslaag: Voordat de primer en verf worden aangebracht, wordt het staal gereinigd en behandeld met een voorbehandelingsoplossing. Deze laag zorgt voor een goede hechting van de primer en verf en verhoogt tevens de corrosiebestendigheid van het materiaal.
- Primercoating: De primer wordt op het behandelde basismetaal aangebracht om de corrosieweerstand verder te verbeteren en ervoor te zorgen dat de toplaag goed hecht. De primerlaag zorgt ook voor een uniform oppervlak voor de toplaag.
- Toplaag (afwerklaag): De toplaag is de zichtbare laag en zorgt voor kleur en esthetische aantrekkingskracht. Het voegt ook extra bescherming toe tegen de elementen. Afhankelijk van de toepassing kan de toplaag worden gekozen op basis van specifieke eigenschappen, zoals UV-bestendigheid, flexibiliteit en hardheid.
- Achterlaag (achterlaag): Op de achterkant van het staal wordt een backercoat aangebracht. Deze laag is meestal een dunnere laag primer of een specifieke achterlaag die het staal beschermt en de hechting van lijmen kan verbeteren als het staal moet worden gelamineerd of aan andere materialen moet worden gehecht.
- Beschermfolie (optioneel): Op sommige voorgelakte staalproducten kan een verwijderbare beschermfolie zijn aangebracht om het afgewerkte oppervlak te beschermen tijdens transport en installatie.
De specifieke materialen en dikte van elke laag kunnen variëren afhankelijk van de specificaties van de fabrikant, het beoogde gebruik van het product en milieuoverwegingen.
Het verfsysteem dat voor de toplaag wordt gebruikt, kan een polyester, met siliconen gemodificeerd polyester (SMP), polyvinylideenfluoride (PVDF) of andere typen zijn, afhankelijk van de eisen op het gebied van duurzaamheid, kleurbehoud en weerstand tegen verkrijten.
Het substraat van voorgelakt staal
Het substraat van een voorgelakte stalen spoel verwijst naar het basismetaal waarop de verf en andere coatings worden aangebracht tijdens het coatingproces van de spoel.
De keuze van het substraat is van cruciaal belang omdat het over de noodzakelijke mechanische eigenschappen en corrosieweerstand moet beschikken voor het beoogde eindgebruik.
De meest voorkomende substraten die worden gebruikt voor voorgelakte stalen rollen zijn:
- Thermisch verzinkt staal (GI): Dit substraat is staal dat is bedekt met een dunne laag zink om corrosieweerstand te bieden. De zinklaag wordt aangebracht via een thermisch proces, waarbij het staal wordt ondergedompeld in een bad van gesmolten zink. De zinklaag beschermt het staal door te fungeren als een barrière tegen corrosieve elementen en door opofferingsbescherming te bieden waar de coating beschadigd is.
- Galvalume-staal (GL): Galvalume is een coating gemaakt van een combinatie van aluminium, zink en een sporenhoeveelheid silicium, die op staal wordt aangebracht. De aanwezigheid van aluminium in de coating biedt uitstekende bescherming tegen corrosie, vooral in extremere omgevingen, en het zink biedt extra bescherming door galvanische werking.
- Elektrolytisch verzinkt staal (EG): Deze staalsoort wordt middels een elektrochemisch proces verzinkt, waardoor een zinklaag ontstaat die gelijkmatig van dikte is en een gladde afwerking heeft. Elektrolytisch verzinkt staal wordt vaak gebruikt waar nauwkeurige en esthetische toepassingen nodig zijn.
Soorten coatings
Er worden verschillende soorten verven en coatings gebruikt voor voorgelakte staalrollen, elk met zijn eigen eigenschappen en toepassingen:
- Polyester (PE): Polyestercoatings zijn het meest voorkomende type voor voorgelakte staalrollen. Ze bieden een goede hechting, kleurbehoud en flexibiliteit. Ze zijn geschikt voor algemeen gebruik en kosteneffectief, waardoor ze een populaire keuze zijn voor gebouwen, dakbedekking en wandpanelen.
- Met siliconen gemodificeerd polyester (SMP): Bij SMP-coatings is aan de polyestercoating een siliconenhars toegevoegd, die voor een betere UV-bestendigheid zorgt en kleur en glans langer behoudt in vergelijking met standaard polyester. Ze worden gebruikt voor toepassingen die een grotere duurzaamheid en blootstelling aan barre weersomstandigheden vereisen.
- Polyvinylideenfluoride (PVDF): PVDF-coatings zijn hoogwaardige coatings die uitstekende weerstand bieden tegen vervaging, krijten en chemische degradatie. Ze zijn zeer duurzaam en worden gebruikt in toepassingen die langdurige bescherming vereisen, zoals commerciële en residentiële gebouwen en architecturale projecten.
- epoxy: Epoxycoatings staan bekend om hun superieure hechting en corrosieweerstand. Ze worden doorgaans gebruikt als primerlaag onder andere soorten coatings om de algehele bescherming van de stalen spiraal te verbeteren.
Bij het selecteren van een verftype voor voorgelakte stalen rollen is het belangrijk om rekening te houden met de omgevingsomstandigheden waaraan het materiaal zal worden blootgesteld, de gewenste esthetische kwaliteiten en de lange levensduur die nodig is voor de toepassing.
De keuze van de coating heeft een directe invloed op de prestaties en levensduur van het eindproduct.
Hieronder vindt u een tabel waarin enkele van hun belangrijkste eigenschappen en typische toepassingen worden vergeleken:
| Eigenschap/kenmerk | Polyester (PE) | Met siliconen gemodificeerd polyester (SMP) | Polyvinylideenfluoride (PVDF) |
|---|---|---|---|
| Chemische samenstelling | Polymeerhars op basis van polyesters. | Polyesterhars gemodificeerd met siliconen. | Fluorpolymeerhars op basis van vinylideenfluoride. |
| UV-bestendigheid | Goed | Beter dan PE dankzij siliconenverbetering. | Uitstekend, de beste van de drie. |
| Glansbehoud | Gemiddeld | Goed, verbeterd door siliconenadditieven. | Uitstekend, superieur aan PE en SMP. |
| Corrosiebestendigheid | Gemiddeld | Goed, beter dan standaard polyester. | Uitstekend, biedt superieure bescherming. |
| Slijtvastheid | Gemiddeld | Goed, siliconen zorgen voor enige verbetering. | Zeer goed tot uitstekend. |
| Flexibiliteit | Goed | Goed tot zeer goed. | Goed, maar over het algemeen minder flexibel dan PE en SMP. |
| Kleurenbereik | Brede waaier van kleuren beschikbaar. | Groot assortiment, vergelijkbaar met PE. | Beperkt kleurbereik vergeleken met PE en SMP. |
| Kosten | Over het algemeen het meest zuinig. | Hoger dan PE maar minder dan PVDF. | Over het algemeen de hoogste kosten van de drie. |
| Typische toepassingen | Landbouwgebouwen, gevelbeplating voor woningen en consumentenproducten op instapniveau. | Commerciële en industriële gebouwen, duurdere consumentenproducten. | Architectonische toepassingen, metalen dakbedekking en gebieden die een hoge chemische bestendigheid vereisen. |
| Verwachte levensduur | 5-10 jaar, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. | 10-15 jaar, verbeterde levensduur ten opzichte van PE dankzij siliconen. | 20+ jaar, langste levensduur dankzij superieure duurzaamheid. |
Levensduur van voorgelakte stalen spiraal
Verven bieden extra bescherming aan met metaal bekleed staal door te fungeren als een barrière tegen vocht, zuurstof en andere corrosie-inducerende middelen, en door specifieke corrosie-remmende middelen te bevatten.
Factoren die de levensduur van voorgelakte stalen rollen beïnvloeden, zijn onder meer de verfdikte, het type verf, het type voorbehandeling, de dikte van de primercoatings en de applicatieomgeving.
De levensduur van een verflaag kan worden gemeten aan de hand van verschillende criteria, zoals merkbare vervaging, verlies van hechting of staalcorrosie. Factoren zoals UV-stabiliteit en weerstand tegen chemicaliën uit de omgeving zijn cruciaal.
Corrosiefouten brengen aanzienlijk metaalverlies met zich mee, en het behouden van de verfintegriteit is van cruciaal belang. Een kwalitatief hoogstaand verfsysteem kan bijvoorbeeld de levensduur van een G90-verzinkte coating op een dak verlengen van 15-25 jaar naar 40-50 jaar of langer in een matig corrosieve omgeving.
Bovendien kan het opnieuw schilderen bij de eerste tekenen van corrosie de levensduur van het dak met nog eens 10 tot 15 jaar verlengen.
Bron: https://www.galvinfo.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/05/GalvInfoNote-4-1.pdf
Specificaties
|
Specificaties |
Beschrijving |
|
Basismetaal |
Gegalvaniseerd staal, galvalume staal of aluminium |
|
Dikte |
0.15 mm – 1.2 mm (gebruikelijke bereiken voor constructie) |
|
Breedte |
600 mm – 1250 mm (standaardbreedtes, maar kunnen variëren) |
|
Verfsysteem |
Polyester, SMP (siliconengemodificeerd polyester), PVDF (polyvinylideenfluoride), epoxy, enz. |
|
Verf Dikte |
Toplaag: 15-25 micron; Achterlaag: 5-15 micron (kan worden aangepast) |
|
Coatinglagen |
Primer + Top Coat + Back Coat (typische configuratie) |
|
Glansniveau |
Mat, laagglans, hoogglans (gemeten in GU, glanseenheden) |
|
Kleur |
Diversen (volgens RAL-code of maatwerk) |
|
coil Gewicht |
3 – 8 ton (typisch bereik voor gemakkelijke hantering en installatie) |
|
Binnendiameter spoel |
508 mm / 610 mm (standaardmaten voor compatibiliteit met verwerkingsapparatuur) |
|
Beschermfolie |
Optioneel (kan worden toegepast om het oppervlak te beschermen tijdens transport en installatie) |
u gebruikt
Hier zijn enkele veelvoorkomende toepassingen van voorgelakte stalen spoelen:
Bouwindustrie:
– Dakbedekking en wandpanelen voor commerciële, industriële en residentiële gebouwen.
– Garagedeuren en rolluiken.
– Geïsoleerde panelen voor energiezuinige gebouwen.
– Gotensystemen en regenpijpen.
– Plafondsystemen en binnenwanden.
Huishoudelijke apparaten:
– Koelkasten, wasmachines en drogers.
– Airconditioningunits.
– Magnetrons en andere kleine apparaten.
- Waterkokers.
Eigenschappen van voorgelakte stalen spoelen
Voorgelakte stalen spoelen zijn ontworpen om verbeterde corrosieweerstand te bieden door een combinatie van beschermende lagen en chemische behandelingen. De principes die bijdragen aan de corrosieweerstand van voorgelakte stalen rollen zijn onder meer:
- Barrière bescherming: De verflagen op voorgelakt staal fungeren als een barrière en beschermen het onderliggende metaal tegen omgevingselementen zoals water, zuurstof en verontreinigingen die corrosie kunnen veroorzaken. Door te voorkomen dat deze elementen het metalen oppervlak bereiken, vermindert de verflaag de kans op roest en corrosie aanzienlijk.
- hechting: Een goede hechting van de verf op het metalen oppervlak is van cruciaal belang voor de corrosiebestendigheid. Een goede hechting voorkomt dat vocht en corrosieve stoffen in de coating dringen en de stalen ondergrond bereiken. Het voorbehandelingsproces, dat doorgaans bestaat uit het reinigen en het aanbrengen van een conversiecoating zoals fosfaat of chromaat, verbetert de hechting van de verflagen.
- Chemische remming: Sommige voorbehandelingscoatings bevatten corrosieremmers die corrosie door chemische reacties actief voorkomen. Deze remmers kunnen bijtende stoffen neutraliseren of het metaaloppervlak passiveren, waardoor het minder reactief en minder vatbaar voor corrosie wordt.
- Kathodische bescherming: In sommige gevallen kan de primer- of voorbehandelingslaag opofferingselementen zoals zink bevatten (in de vorm van zinkfosfaat of gegalvaniseerde coatings). Deze elementen zijn reactiever dan staal en corroderen bij voorkeur, waardoor het staal wordt beschermd door opofferingswerking. Dit staat bekend als kathodische bescherming.
- Rand bescherming: De randen van stalen rollen zijn bijzonder kwetsbaar voor corrosie, omdat ze een dunnere coating kunnen hebben en meer aan de omgeving worden blootgesteld. Tijdens het coatingproces wordt speciale aandacht besteed om ervoor te zorgen dat de randen voldoende worden gecoat. In sommige gevallen kunnen extra randafdichtmiddelen worden aangebracht voor een betere bescherming.
- UV-weerstand: Ultraviolet (UV) licht kan sommige coatings na verloop van tijd aantasten, wat leidt tot een verminderde corrosieweerstand. De toplaag op voorgelakt staal bevat vaak UV-bestendige chemicaliën die de onderliggende lagen beschermen tegen door UV veroorzaakte degradatie, waardoor de integriteit van de beschermende coating behouden blijft.
Door deze principes te integreren, kunnen voorgelakte stalen spiralen langdurige duurzaamheid en effectiviteit bieden in omgevingen waar corrosie optreedt.
Proces van voorgelakte stalen spoel
De fabricage van voorgelakte stalen rollen en platen begint met de levering van het substraat in rolvorm rechtstreeks vanaf de walserijen. Er zijn drie secties betrokken bij de coilcoatinglijn: ingang, verwerking en uitgang.
Elke stap zorgt ervoor dat de afgewerkte voorgelakte metalen producten duurzaam, goed presterend en esthetisch aantrekkelijk zijn. De machines in de productielijn werken gelijktijdig om 2,000 tot 4,000 vierkante voet metalen strips per 4 minuten te verven.
Hier volgen de stappen bij de coatinglijn:
Stap 1: De metalen strip reinigen
Het opruimen van de olie, vuil en onzuiverheden van de koudgewalste rol omvat borstelen, een alkalische onderdompeling, een waterbad of borstelen.
Stap 2: Toepassing van zink en legering
De toepassing van aluminium en zink is afhankelijk van de toepassing en wensen van de klant. Sommige producten bestaan voor 100 procent uit zink, terwijl andere een magnesiumlegering bevatten.
Stap 3: Behandeling van het oppervlak
Deze stap is essentieel om ervoor te zorgen dat de verf en primer goed hechten aan de metalen strip. Vanwege enkele chemische beperkingen wordt het oppervlak behandeld met chemicaliën, zoals alkalische oxidatie, afhankelijk van de leverancier en het land van herkomst.
Stap 4: Metaal spoelen en drogen
Door de metalen strip af te spoelen, zorgt u ervoor dat er geen chemische resten achterblijven voordat u de primer aanbrengt. Het drogen van het metaal is een must om ervoor te zorgen dat de volgende lagen goed hechten.
Stap 5: Primer aanbrengen
Een coating van primer kan zich aan één of beide zijden van de metalen strip bevinden. Het aanbrengen van een primer versnelt de hechting van de afgewerkte verflaag.
Stap 6: De strip uitharden en koelen
Het uitharden duurt 15 tot 16 seconden. Met deze methode kan de primer uitharden, drogen en de gewenste temperatuur bereiken voordat de volgende coating wordt aangebracht.
Stap 7: Coating voor- en achterkant
Deze stap is de laatste verffase, waarin tweelaagse verfsystemen worden aangebracht.
Stap 8: drogen, uitharden en afkoelen
Het product ondergaat deze stap om ervoor te zorgen dat het staalproduct klaar is voor herwikkelen, herrollen en verzending naar eindgebruikers.
Stap 9: verpakking
Afbeelding met een schema van een spoelcoatinglijn.
Bron: https://www.coilcoating.org/process
Conclusie
Voorgelakte stalen spoelen bieden duurzaamheid en een lange levensduur, waardoor constructies profiteren van hun veerkracht tegen omgevingsfactoren.
Hun esthetische veelzijdigheid maakt een breed scala aan kleuropties mogelijk, terwijl de uniforme toepassing de algehele visuele aantrekkingskracht vergroot.
Het productieproces is efficiënt, wat resulteert in tijd- en kostenbesparingen voor zowel fabrikanten als eindgebruikers.
