Kennistafel Oppervlakte-behandeling en gerecycled aluminium

Op 22 september jl. organiseerde de VMRG de Kennistafel. Vanwege corona is de keuze gemaakt om een online event te organiseren waar externe sprekers aan tafel in een studio uitgenodigd werden om hun kennis te delen. De aangesloten VMRG bedrijven konden dit via een livestream bijwonen en ook vragen stellen. Via de speciale inlog voor aangesloten bedrijven is het event ook terug te kijken op het VMRG communicatieplatform. 

Op de agenda stonden de ontwikkelingen in oppervlaktebehandeling en de invloed van recycling op de kwaliteit van aluminium, ook wat betreft oppervlaktebehandeling. Onze gasten waren Egbert Stremmelaar, directeur van ION, de branchevereniging voor de oppervlaktetechnologie branche en Dr. Alexander Lutz van de Onderzoeksgroep “Electrochemical and Surface Engineering” aan de Vrije Universiteit van Brussel. 

Oppervlaktebehandeling is noodzakelijk voor bescherming van aluminium en staal, maar het is zeker ook esthetisch van belang. Milieuwetgeving en veiligheidseisen veranderen continu en razendsnel. Ook werken we steeds meer met gerecyclede materialen. Deze ontwikkelingen, maar ook de steeds hogere verwachtingen van de eindgebruiker zorgen ervoor dat de oppervlakteontwikkeling ook continu in beweging is. Stremmelaar: “Een coating wordt om drie redenen aangebracht. Het is een corrosiewering, het heeft een esthetisch aspect en er kunnen functionaliteiten worden toegevoegd aan het basismateriaal. Denk aan een nano additief dat een coating vuilafstotend maakt, of een coating die onder invloed van UV donkerder wordt of een coating die ook energie opwekt. Het is
tegenwoordig allemaal mogelijk.”

Een ander thema tijdens deze Kennistafel was de invloed van recycling op de kwaliteit van aluminium.

Aluminium is oneindig te recyclen. En de trend is dat er in verhouding steeds meer gebruikt aluminium in gerecycled aluminium zit. Maar wat heeft dat eigenlijk voor effect op de kwaliteit van dat gerecycled aluminium? Wat doet het bijvoorbeeld met de kleur en met filiforme corrosie? Lutz heeft hier met zijn onderzoeksgroep van de Vrije Universiteit van Brussel in opdracht van VMRG-partner E-MAX, producent van aluminiumprofielen jarenlang intensief onderzoek naar gedaan.  

Lutz: “Gerecycled aluminium is door de verschillende bronnen van gerecycled aluminium vaak rijker aan bepaalde sporenelementen. Sommige van deze sporenelementen kunnen de eigenschappen van aluminium sterk beïnvloeden. Hoe meer gerecycled aluminium als bronstof gebruikt wordt voor nieuwe profielen, des te belangrijker het wordt om exact te weten wat welk sporenelement in de aluminiumlegering doet en welke invloed dat op de kwaliteit van aluminium heeft.”

Recycling heeft ook gevolgen voor de oppervlaktebehandeling. Stremmelaar: ”De chemische systemen die nu gebruikt worden zijn getuned voor de huidige generatie van substraten.  Veranderingen in de substraten zal dus een andere finetuning vragen in de chemicaliën, waarbij wet en regelgeving erop gericht zijn om SVHC/CMR stoffen zoveel mogelijk te vervangen door mens- en milieuvriendelijke alternatieven. Er moeten dus op meerder fronten tegelijk aanpassingen komen. Tot nu toe betekende veel verontreiniging, dus wat Lutz sporenelementen noemt, een belangrijke reden voor visuele afwijkingen bij transparante coatings en hechtingsissues bij organische coatings.”

Lutz noemt ijzer als voorbeeld van zo’n verontreiniging. “Dit is één van de elementen die het metaal donkerder kunnen laten verschijnen, na anodisatie. Maar tegelijkertijd is ijzer ook nodig om voor een zachte ruwheid te zorgen om geen spiegelende vensterramen hebben en om voldoende hechting verkrijgen met een organische coating. Dus wij kunnen ijzer niet volledig uit de legering verwijderen. In gerecycled aluminium kan het ijzergehalte soms een klein beetje hoger liggen dan in klassieke legeringen. Zouden wij in het algemeen dus een minimaal donkerdere kleur van aluminium toelaten, dan zouden wij producten nog meer ecologisch verantwoord kunnen maken. Anderzijds toont ons onderzoek aan dat niet alleen verschillende legeringselementen de kleur, lichtheid en de glans kunnen beïnvloeden, maar ook de parameters die tijdens de anodisatie gebruikt worden.    

Zo wordt de lichtheid van een profiel via stroomsterkte, bad temperatuur of de anodisatiebadsamenstelling beïnvloed. Omdat anodisatie een complex proces is, ontstaan er ook verschillen in lichtheden (of kleuren) op verschillende plaatsen op hetzelfde profiel en op profielen die op verschillende momenten geanodiseerd worden. Het is hier dus nog zoeken naar het perfecte proces. Zeker is, dat door het bijsturen van de anodisatie parameters mogelijke kleurverschillen bij klassieke en legeringsrijke aluminium profielen geminimaliseerd kunnen worden. Daarom heeft de oppervlaktebehandelaar een grote invloed op de introductie van circulair aluminium in de markt.” 

Ook kan verontreiniging gevolgen hebben voor de hechting van een coating. Uit het onderzoek dat Lutz deed bleek dat hechting vooral iets te maken heeft met de voorbehandeling. Algemeen worden onder dit begrip de stappen ontvetting, beitsen, desmutten, converteren zoals alle tussenreinigingsstappen samengevat. Zowel bij klassiek als ook bij gerecycled aluminium zal een coating niet goed hechten als er iets is misgelopen tijdens de voorbehandeling of deze niet toereikend is uitgevoerd. Daarom is het van belang om deze processen heel goed te controleren. Maar ook hier geldt dat met circulaire profielen even goede resultaten kunnen behaald worden, als met klassieke behaald kunnen worden. 

Lutz: “De laatste twee jaren hebben wij veel onderzoek richting filiforme corrosie gedaan. Koper werd lange tijd als kwaaddoener gezien die filiforme corrosie veroorzaakt, maar recent werd dit toch betwijfeld. Wij hebben daarom een bench­marktest uitgevoerd. Wij lieten verschillende legeringen met verschillende kopergehaltes bij verschillende
Europese oppervlaktebehandelaars volgens hun standaard procedures behandelen en coaten. De resultaten tonen aan, dat profielen met meer koper het niet slechter doen dan legeringen met weinig koper. Wel is er een verschil te zien tussen de coaters. Onze conclusie uit dit onderzoek is dat de effecten van de voorbehandeling een veel grotere impact hebben dan de kleine verschillen in koper.”

Uit het onderzoek blijkt dat er met gerecycled aluminium dezelfde kwaliteit te behalen is als met klassiek aluminium. De kwaliteit van het oppervlaktebehandelingsproces speelt hierin wel een hele belangrijke rol. “Oppervlaktebehandeling is een ervaringsvak”, zegt Stremmelaar. “Dus hoe meer ervaring, hoe beter een coater kan voorspellen wat het gedrag van een coating op de lange duur is.  En dat is precies wat de kwaliteitslabels Qualicoat, Qualisteelcoat en Qualanod doen. Zij bundelen de ervaring van heel veel applicateurs van over de gehele wereld voor tientallen jaren. Op grond van die ervaring en veel testen wordt een technische specificatie opgesteld, die een applicateur volgt.“ Alle VMRG Oppervlaktebehandeling bedrijven hebben zo’n kwaliteitslabel en ook de VMRG Keurmerk bedrijven werken samen met bedrijven met deze kwaliteitslabels of beschikken er zelf over.