FI118129B - Menetelmä, laitteisto ja pinnoiteaine metallipinnan pinnoittamiseksi - Google Patents

Description

118129

MENETELMÄ, LAITTEISTO JA PINNOITEAINE METALLIPINNAN PINNOITTAMISEKSI

Keksintö koskee menetelmää metallipinnan pintakäsittelemiseksi, 5 jossa pintakäsittely suoritetaan pinnoituskammiossa käyttäen pinnoiteainetta, joka koostuu yhdestä tai useammasta yhdisteestä ja mahdollisista lisäaineista ja jossa - pinnoiteaine saatetaan pääasiallisesti kaasumaiseen olomuotoon, 10 - pinnoiteainetta johdetaan kammioon ja - pinnoiteaineen annetaan reagoida käsiteltävän metallipinnan kanssa.

Lisäksi keksintö koskee myös vastaavaa laitteistoa ja pinnoite-ainetta.

15

Monet metallit vaativat pinnoitteen soveltuakseen erilaisiin käyttötarkoituksiin. Pinnoitteita ja menetelmiä näiden järjestämiseksi tunnetaan lukuisia. Muutamina esimerkkeinä näistä mainittakoon metallien pinnoittaminen toisilla metalleilla, 20 kumipohjaisilla aineilla ja maaleilla erilaisin maalausmenetel-min. Edellisten lisäksi tunnetaan myös menetelmiä ja niissä »***. käytettäviä pinnoitteita, joissa pyritään hyödyntämään pinnoi- • · tettavan pinnan ja pinnoitteen välisiä sähkökemiallisia ominai- # * * * suuksia.

* k « . . 25 » « r i ’ Useilla metallipinnoitteilla ja näihin perustuvilla menetelmil- * · * .* lä saavutetaankin toivotunlainen lopputulos, mutta pinnoittees- ·" ta tulee tällöin myös kallis. Myös pinnoitettavien kappaleiden kokotekijät asettavat usein rajoituksia näiden menetelmien 30 käyttöön. Monessa tapauksessa pinnoitettavan kappaleen lämpötila on saatettava niin korkealle tasolle, että se saattaa tehdä * · *,** pinnoittamisen käytännössä jopa mahdottomaksi.

t -h * ·* - * * „·;1 Monet metallilla metalliinpinnoitusmenetelmät soveltuvat suori- .*·* 35 tettaviksi vain kiinteissä laitoksissa aiheuttaen rajoitteita * · esimerkiksi käsiteltävien kappaleiden kokoihin ja lisäten kul- * « · * » jetuskustannuksia. Erilaiset kumi- ja muovipinnoitteet ovat * f * « 2 v 118129 monissa tapauksissa sekä käyttörajoitteisia ja usein myöskin kalliita.

Käytetyimpiä metallipinnoitteita ovat erilaiset maalit hyvin 5 monenlaisin tekniikoin levitettyinä. Myös maalaukseen liittyy monia ongelmanäkökohtia. Yhtenä merkittävimmistä on pidettävä maalikerroksen vaikeaa saattamista ahtaisiin ja monimutkaisiin rakenteisiin. Tällöin hyvin pieniinkin rakenteen osiin jääneestä joko liian ohuesta tai jopa kokonaan puuttuvasta maaliker-10 roksesta alkavat korroosiovauriot aiheuttavat vahinkoja. Toinen hyvin yleinen ongelma on maalin kolhiintuminen ja naarmuuntuminen irti metallien pinnasta, mikä johtaa niinikään kor-roosiovaurioiden syntyyn.

15 Edellä mainituista syistä johtuen maalikerrosta joudutaan usein korjaamaan tai jopa kokonaisuudessaan uusimaan joskus hyvinkin lyhyin aikavälein. Entisen maalikerroksen poistaminen, mahdollisten korroosiovaurioiden korjaaminen ja uuden maalikerroksen levittäminen vaatii aikaa ja aiheuttaa kustannuksia.

20 • · · • \ Edelleen kaikkia edellä mainittuja menetelmiä käytettäessä on * metallipinnalle suoritettava ennen pinnoituskäsittelyä puhdis- :***· tus, jossa siitä poistetaan lika ja rasva. Jos pinnassa on • ·· • ·*. esimerkiksi valssihilsettä, on tällöin myös peittauskäsittely • · ♦ · 25 lähes pakollinen toimenpide.

* • · • · v EP-patenttijulkaisussa 0 193 419 (Fairchild Semiconductor Corporation) on esitelty matalassa paineessa suoritettava höyry-pinnoittaminen. Menetelmässä käytettävä pinnoitusaine tuodaan , , 30 prosessiin kiinteässä olomuodossa. Pinnoituskammioon johdetta- » · ’* * vaa kaasuvirtauksen painetta ja virtaamaa säädellään venttii- ’·» lein, suuttimin ja erityisen, syöttölinjan haaraan järjestetyn ;*:* kylmälauhdos järjestelmän ja lisätyh j iöpumpun avulla. Esitetty t ·*** menetelmä ja laitteisto on kuitenkin hankalasti järjestettävis- • « * 35 sä esimerkiksi liikkuvaksi yksiköksi ja erityisesti suurien « « f · * pinnoituskohteiden käsittely vaatii suuria kammiorakenteita.

»«·· 3 118129 Höyrystyslaitteisto on lisäksi järjestettävä suurehkoon uuniin, jonka lämpötilaa on ylläpidettävä korkeammalla tasolla kuin varsinaisen höyrystyslaitteiston. ' 5 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, laitteisto ja pinnoiteaine, jolla edellä mainittuja ongelmia voidaan vähentää merkittävästi tai poistaa ne jopa kokonaan ja saada aikaan joka suhteessa edullinen tapa suorittaa metalli-pintojen pinnoituksia.

10

Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1 ja vastaavan laitteiston patenttivaatimuksessa 8 sekä pinnoiteaineen patenttivaatimuksessa 12.

15 Keksinnön mukaisella menetelmällä ja pinnoiteaineella saadaan aikaan pinnoite, joka on erittäin hyvin pysyvä ja sietää naar-mutusta ja kolhuja eikä irtoa helposti taustasta. Vastaava pinnoituslaitteisto on helposti siirreltävissä ja koottavissa.

Pinnoitus ei näin ollen välttämättä vaadi kiinteitä laitoksia, 20 joka mahdollistaa myös suurienkin kappaleiden pinnoittamisen » · * esimerkiksi kenttäolosuhteissa. Pinnoitettavan kappaleen koon ohella eivät myöskään sen muototekijät aseta rajoitteita menes-tyksellisen pinnoituksen suorittamiselle.

* * · • *

* I

* Φ ·#♦ 25 Erityisenä etuna keksinnön mukaisessa menetelmässä ja pinnoite- ♦ ; * ,· * aineessa voidaan pitää sitä, että pinnoitusaineen raaka-aineena « • ' r voidaan käyttää lehtipuun kuivatislauksessa syntyvää tervaa.

Kuten tunnettua, lehtipuutervalle ja sen tisleille ei ole juurikaan olemassa kaupallista käyttöä, vaan yleensä ne on poltet- t . 30 tu tukipolttoaineen seassa puuaineksen hiiltoprosessin aikana.

* * v · « M* '-· Erään ensimmäisen suoritusmuodon mukaan lehtipuuterva voidaan vt · j*;* tuoda pinnoituskohteen yhteyteen eri olomuodoissa olevina ja- »*’" keina, joista koostetaan todellisessa kuivatislausprosessissa 35 syntyvä kaasuseos. Erään toisen suoritusmuodon mukaan sanottu * · 9 0 9 9*0 * 4 118129 kuivatislausprosessi voidaan suorittaa myös pinnoituskohteen yhteydessä.

Muut keksinnölle ominaiset piirteet käyvät ilmi oheisista pa-5 tenttivaatimuksista ja muita keksinnöllä saavutettavia etuja on mainittu enemmän selitysosassa.

Keksinnön mukaista menetelmää, laitteistoa ja pinnoiteainetta, jota ei seuraavassa esitettävillä suoritusmuodoilla mitenkään 10 rajoita, selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, j oissa

Kuva 1 esittää erästä ensimmäistä suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta menetelmästä ja laitteistosta ja 15 Kuva 2 esittää erästä toista suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta menetelmästä ja laitteistosta.

Kuvassa 1 on esitetty eräs ensimmäinen suoritusmuoto keksinnön mukaisesta menetelmästä ja laitteistosta metallikappaleiden 20 pinnoittamiseksi. Keksinnön mukainen menetelmä sopii erityisen ·’**; hyvin hiiliteräksien korroosiopinnoitukseen, mutta myös muut pinnoituskohteet ovat mahdollisia. On huomattava, että seuraa- * » # * .···. vissa kuvissa on pyritty vain periaatteellisella tasolla ha- » ψ * ; t· vainnollistamaan keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa, • * * [V 25 joten todellisuudessa käytettäviksi soveltuvat laitteistokon- * * I . struktiot voivat olla mitä moninaisimpia.

* V.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään pinnoiteaineena tervaa, joka edullisemmin on peräisin lehtipuun, kuten esimer-30 kiksi koivun tai lepän ilmattomasti tai oleellisen rajoitetuis- t *.** sa ilmapitoisuuksissa suoritettavasta kuivatislausprosessista (retortti hiilto) . Pinnoiteaineelle on ominaista sen vahva , ,*;· happamuustaso pH:n ollessa esimerkiksi luokkaa 2. Pinnoituskä- .*·*. sittely vastaa siis oleellisesti happokäsittelyä ja osaksi sen *’** 35 johdosta se voidaankin tehdä suoraan esimerkiksi likaisille ja V rasvaisille pinnoille 11', 28' ilman tarvetta erityisiin esi- * · · * '5 118129 puhdistustoimiin. Edelleen mahdollistetaan myös esimerkiksi valssihilseisen metallipinnan käsittely ilman tavanomaisesti tällaiselle pinnalle 11', 28' vaadittavia peittaustoimenpitei-tä.

5

Pinnoiteaine voidaan erään ensimmäisen suoritusmuodon mukaan tuoda pinnoituskohteeseen toisistaan erillään olevina yhdisteinä, joita kaikkia syntyy lehtipuun kuivatislausprosessissa.

Tässä pinnoituskohde voidaan ymmärtää erittäin laajasti. Esi-10 merkkejä näistä ovat konepajat, telakat, rakennustyömaat, metallista sarjatuotteita valmistavat teollisuuslaitokset (kuten esimerkiksi autotehtaat).

Yhdisteet voidaan jakaa niiden olomuodon mukaan ainakin kahteen 15 jakeeseen; nimittäin nestemäiseen jakeeseen ja kaasumaiseen jakeeseen. Myös kuiva-ainejae on mahdollinen kuivatislausprosessissa syntyvien yhdisteiden saattamiseksi pinnoitusainee- seen. Kuhunkin jakeeseen kuuluvat ainekset ja yhdisteet määräytyvät näiden kaasuuntumislämpötiloista ja osaltaan niihin täl-20 löin vaikuttaa myös pinnoituskohteen ympäristömuuttujat, kuten esimerkiksi lämpötila- ja paineolosuhteet. Tällöin pinnoiteaine • « menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon mukaan muodostetaan saat- v • tav ,··*, tamalla nämä yhdisteet pääasiallisesti kaasumaiseen olomuotoon ja sekoittamalla ne keskenään tunnetussa suhteessa, jolloin • · f ‘1* 25 lopputuloksena saadaan vastaavanlainen kaasuseos 10, joka syn- • * * , tyy myös todellisessa lehtipuun kuivatislausprosessissa.

« v «

Laitteistoon kuuluu lämmitysvälinein, kuten esimerkiksi sähkö-vastuksin 13 varustettu kaasutuskamrnio 14, johon erään ensim-30 mäisen suoritusmuodon mukaan on järjestetty pinnoitusaineen ·,** nestemäinen jae KOIVUTERVA(1) . Tälle nestemäiselle, lehtipuu- • ♦ · "} ϊ,. tervassa olevien yhdisteiden jakeelle on siis ominaista se, • » ,*;· että se on pinnoituskohteen lämpötilassa ja paineessa nestemäi- ,··· sessä olomuodossa. Esimerkkejä jakeeseen kuuluvista yhdisteistä »’ 35 ovat erilaiset hapot, kuten etikkahappo ja rasvahapot sekä • * · *.’ vahat kuin myös vapaat alkoholit (esimerkiksi metanoli) ja i 6 118129 fenoliyhdisteet. Edelleen näihin yhdisteisiin voidaan lukea myös vesi H20(1), joka voidaan kuitenkin lisätä säiliöstään 26 pumpulla 27 yhteen 28 kautta kaasutuskammioon 14 omana komponenttinaan. Nestemäisessä olomuodossa pinnoituskohteeseen 5 toimitetusta tervajakeesta KOIVUTERVA(1) on siis kuivatislaus-prosessin yhteydessä poistettu vesi, jolloin sen tilavuutta voidaan merkittävästi pienentää. Vettä voi syntyä kuivatislaus-prosessissa kaikkiaan jopa 30 % koko tuotoksesta.

10 Kaasutuskammiossa 14 on nestemäisen jakeen KOIVUTERVA(1) kaasutuksen hallitsemiseksi sijoitettu lämpötila-anturi Tilf joille on järjestetty signaalilinja 12 ohjauskeskukseen CTRL. Kaasu-tuskammion 14 yläosassa on yhde 15, johon on liitetty pinnoi-tusaineen syöttöputkiston 16 ensimmäinen pää.

15 I

Syöttöputkisto 16 on sen ensimmäiseen päähän nähden vastakkaisesta päästään liitetty sille pinnoituskammioon 33 järjestettyyn yhteeseen 17. Syöttöputkisto 16 voi olla monihaarainen ja siihen voi kuulua venttiileitä 18, 22 ja yhteitä 19.1, 19.2 eri 20 haaralinjojen 20.1, 20.2 sulkemiseksi tai liittämiseksi pinnoi-•V tuskammioon 33 johtavaan päälinjaan. Edelleen syöttöputkisto 16

• I

t* voi olla eristetty tai sen yhteydessä voi olla lämmitysvälinei- tä, joilla estetään kaasumaisen pinnoitusaineen 10 lauhtuminen * sitä käsittelykammioon 33 siirrettäessä (ei esitetty).

• » ';· 25 t * • t Edelleen sanotussa ensimmäisessä, lehtipuun kuivatislausproses- ♦ *·-· siä imitoivassa suoritusmuodossa on syöttöputkistoon 16 liitet ty ainakin sen yhdestä haarasta 20.1 säiliö 25, jossa varastoidaan pinnoitusaineen 10 kaasumaista jaetta. Tälle jakeelle on 30 siis ominaista se, että sen ainesosat ovat pinnoituskohteen ·.*· toimintaympäristön olosuhteissa tai oleellisesti sen läheisyy- i dessä (NTP-olosuhteet) kondensoitumattomia eli oleellisen kaa- ,··· sumaisessa olomuodossa ja nain ollen hankalasti nesteytettävis- vt, #·*· sa ilman erityisiä nesteyttämislaitteita. Esimerkkejä sanottuun v ’**. 35 kaasujakeeseen kuuluvista aineksista ja yhdisteistä keksinnön t|* mukaiselle pinnoiteaineelle 10 ovat lehtipuun kuivatislauksen « *·· 7 118129 yhteydessä syntyvä hiilimonoksidi (CO), vety (H2), helposti haihtuvat hiilivedyt (mm. metaani, terpeenit) ja hiilidioksidi (C02) . Kaasujakeeseen voi edellisten lisäksi kuulua myös muitakin aineksia. Yhdisteillä voi olla kullakin omat säiliönsä ja 5 haaralinjansa niiden liittämiseksi syöttöputkiston 16 päälinjaan tai ne voivat olla myös valmiiksi sekoitettuina toisiinsa yhteisiin säiliöihin 25 todellisessa kuivatislausprosessissa syntyvien osuuksien mukaisissa suhteissa.

10 Laitteistoon kuuluu pääsyöttölinjaan, sen kaasutuskammiota 14 seuraavan venttiiliin 18 jälkeen liitetty huuhteluaineyksikkö 24, jonka haaralinja 20.2 käsittää ohjausyksikköön CTRL kytketyn pumpun 21.2 ja huuhteluaineventtiilin 22. Huuhteluaineena voidaan käyttää esimerkiksi vesihöyryä H20(g). Veteen H20(1) 15 voidaan liuottaa myös yhdisteitä käsitellyn pinnan neutraloimi-seksi. Myös huuhteluaineyksikössä 24 on ohjauskeskukseen CTRL kytketyt kuumennusvälineet 23 vesihöyryn H20 (g) muodostamiseksi.

Edelleen laitteistoon kuuluu sanottu ohjauskeskus CTRL, joka on 20 koottu alan ammattimiehelle ilmeisistä automaatio- ja logiikka-komponenteista, jotka ovat ohjelmoitavissa halutunlaisen pro- * · * : sessin aikaansaamiseksi. Ohjauskeskus CTRL vastaa mitattujen v prosessisuureiden vastaanottamisesta, valvomisesta ja niiden perusteella tehtävistä prosessisäädöistä. Ohjauskeskuksella j 25 CTRL ohjataan myös sanottuja laitteiston venttiilejä 18, 22 ja » · · ♦ : pumppuja 21.1, 21.2, 27, 30.

* · * ' * • ·

Pinnoituskammioon 33 on järjestetty läpivirtaus. Läpivir-tausefektillä saadaan aikaan olosuhteet, jossa kammion 33 läpi 30 virtaava kaasumainen pinnoitusaine 10 huuhtelee pinnoitettavan metallikappaleen 11 pintaa 11'. Pilot-vaiheen testeissä on * * * *· ** havaittu, että läpivirtauksella on oleellinen merkitys keksin- • ( · '.♦· non mukaisen pinnoituskäsittelyn onnistumisen kannalta. Läpi- virtausta varten kammion 33 seinämissä on yksi tai useampia ♦ ·***: 35 poistoyhteitä 29, joiden kautta pinnoituskaasua 10 poistetaan kammiosta 33. Poistolinjoissa voi olla myös pumppaus 30 tehos- • · • * * ·*·♦* . 8 118129 tamassa kaasun 10 läpivirtausta. Pinnoituskammio 33 on muutoin järjestetty edullisesti mahdollisimman tiiviiksi, jotta läpivirtauksen määrää voitaisiin hallitusti säätää poistoyhteen 29 i kautta. Läpivirranneelle kaasulle 10 voidaan järjestää lauhdu-5 tus, josta sen helposti nesteytyvät jakeet saadaan kerättyä varastoitavaksi ja edelleen mahdollisesti uudelleen käytettäväksi. Myös kaasumaisten, jo mainittujen hankalasti nesteytet-tävien jakeiden keräämiseksi voi olla välineet ja varastot (ei esitetty). .

10

Pinnoituskammio 33 voi myös olla eristetty eristein 32 ja sen seinämiin voi olla järjestetty mahdollisia lämmitysvälineitä, kuten esimerkiksi sähkövastuksia 31 tai putkia, joissa kierrätetään jotain lämmitysnestettä. Lämmityksellä pyritään estämään 15 mahdollinen kaasumaisen pinnoitusaineen 10 kondensoituminen kammion 33 pinnoille. Pinnoituskammion 33 seinämillä lämpötila pyritään pitämään yli 220°C:ssa ja kammiossa 33 yli 200°C:ssa. Paineolosuhteet voivat vastata ilmanpainetta. Edelleen mahdollista kondensoitumaa varten kammioon 33 voi kuulua lauhteen 20 keräysvälineitä (eivät esitetty).

·· · • · * I Pinnoituskammion 33 prosessiolosuhteita valvotaan ohjausyksik- • » · "*) köön CTRL kytketyillä lämpötila- ja kosteusanturilla Ti2, Rh.

ft ♦ i • · i ··’· 25 Keksinnön mukaisen pinnoitusaineen 10 käyttö perustuu hakijan * · *. tekemään merkittävään havaintoon siitä, että lehtipuutervan * · ·. . kaasufaasilla yhdessä mahdollisten kiinteiden hiukkasten kanssa on ominaisuus reagoida sopivassa kaasuatmosfäärissä metallien pinnassa 11' olevien vapaiden elektronien kanssa ja sitoutua 30 erittäin voimakkaasti alustaansa. Alan ammattimies tuntee tämän **·. tyyppisen prosessin myös kaasufaasikasvatuksena. Edellä mainit- j*‘* tujen lehtipuutervakomponenttien lisäksi pintakäsittelykaasuun • · · voidaan sekoittaa lisäksi jotain inerttiä jalokaasua hapettumi- « * sen ja hiilenkadon estämiseksi. Muutamia, mutta ei kuitenkaan '•;*# 35 rajoittavia esimerkkejä tällaisista kaasuista ovat argon Ar, ksenon Xe ja helium He (ei esitetty) .

9 · * · 9 118129

Seuraavaksi selvitetään keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston toimintaa. Kaasutuskammioon 14 toimitettu, pinnoitus-kohteen toimintaympäristölle ominaisissa olosuhteissa nestemäisessä olomuodossa oleva lehtipuuterva KOIVUTERVA(1), kaasute-5 taan nostamalla kammion 14 lämpötila ennalta asetettuun arvoon. Jotta pinnoitusaineena 10 käytettävä yhdiste vastaisi mahdollisimman todenmukaisesti lehtipuun kuivatislauksen yhteydessä syntyvää yhdisteseosta, siihen voidaan mahdollisesti lisätä vielä yhtä tai useampaa kiinteässä olomuodossa olevaa ainetta 10 tai yhdistettä. Kiinteät ainesosat voidaan liuottaa esimerkiksi sopivaan määrään tervaa ja lisätä kaasutuskammioon 14 ennen kaasutuksen aloittamista. Kiinteän tai pulverimaisen kuivakom-ponentin funktiona on tuoda pinnoitusaineeseen 10 siihen todellisessakin kuivatislausprosessissa syntyviä kiinteitä ai -15 nesosia, kuten esimerkiksi mineraaleja, oksideja ja karbideja.

Kaasua KOIVUTERVA(g) johdetaan pääsyöttöputkistoon, jossa siihen lisätään asetetussa suhteessa yhdestä tai useammasta varas-toyksiköstä 25 ainakin yhtä lehtipuun kuivatislauksessa tai 20 vastaavissa olosuhteissa syntynyttä jo pinnoituskohteen toimintaolosuhteissa valmiiksi kaasumaisessa olomuodossa olevaa yh- 9 1 • distettä CO, H2, C02. Kaasuseos voidaan synnyttää myös laitta- * 1 maila lehtipuuta kaasutettavan aineen joukkoon (ei esitetty) .

• « ♦ •

• •A

·.: 25 Saatu, oleellisesti lehtipuun kuivatislausprosessissa syntyvää i,V aineyhdistettä vastaava kaasuseos 10, johdetaan pinnoituskammi- l ' - oon 33, jonne on sijoitettu pinnoitettavaksi tarkoitettu kappa le 11. Kaasuseos 10 lauhtuu pinnoitettavalla pinnalla 11' reagoiden edellä kuvatun periaatteen mukaisesti. Kun pinnoitusta 30 on jatkettu tietty ajanjakso alkaa pinta 11' hylkimään lauhdet-: ta. Tässä vaiheessa pinnoitusaineventtiili 18 suljetaan ja ,··· suoritetaan välihuuhtelu johtamalla pääsyöttölinjaan huuhtelu- ” · kaasua H2Q(g) huuhteluyksiköstä 24.

< a * » * « 4 35 Pinnoitekerrosta kasvatetaan suorittamalla kuivattavia väli- * » huuhtelulta huuhtelukaasua H20(g) käyttäen ja uusimalla pinnoi- · 1 » * 10 118129 tekaasutus riittävän monta kertaa. Kun pinnoitus on asetetun kriteerin mukainen, prosessi päätetään riittävän pitkään loppu-huuhteluun. Asetettu kriteeri voidaan määrätä prosessiolosuh-teet tuntien esimerkiksi laskennallisesti tai myös kokemuspe-5 räisen tietoon nojautuen. Pilot-vaiheessa tehdyssä pinnoitusko-keessa oli 100 gramman koekappaleelle sopiva pinnoitusaika 500 sekuntia.

Vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaan, kun esimerkiksi 10 pinnoitettava pinta 11' on vaikeasti pinnoiteaineen 10 saavutettavissa (esimerkiksi epätasaisten ja monimutkaisten rakenteiden tapauksessa) voidaan kaasutettu pinnoiteaine 10 ja pinnoitettava pinta 11' saattaa sähköisesti vastakkaisiin potenti-aaleihin. Tällä edistetään pinnoitekaasuseoksen 10 pääsyä muu-15 toin vaikeasti saavutettaviin kohteisiin.

Kuvassa 2 on esitetty eräs toinen suoritusmuoto keksinnön mukaisesta menetelmästä ja laitteistosta. Tässä pinnoiteaine 10 muodostetaan oleellisesti pintakäsittelykohteen yhteydessä. 20 Lehtipuuta, kuten esimerkiksi koivua KOIVU(s) on järjestetty ··,· hiiltoretorttiin, jota lämmitetään ohjauskeskuksen CTRL ohjaa- » » I mana esimerkiksi tuliputkijärjestelyllä 13', H tai jollain t *1" muulla alan ammattimiehen tuntemalla tavalla. Hiillon eksoter- • · * /**, misessa vaiheessa (lämpötila yli 220 °C) alkaa lämmön voimakas » t · *|* * 25 vapautuminen. Tällöin puuhapon jo alkanut syntyminen jatkuu, • * '· * tervan syntyminen alkaa ja kaasumaisia hiilivetyjä sekä vetyä *. . alkaa vapautumaan. Mainittakoon, että kuivatislausprosessin järjestäminen on sinänsä alan ammattimiehelle ilmeistä tekniikkaa, eikä sitä tässä yhteydessä sen enempää ole katsottu tar-30 peen selvitettäväksi. Syntyvä kaasumaisessa olomuodossa oleva ! V pinnoiteaine 10 johdetaan pintakäsittelykammioon, jossa se reagoi käsiteltävän pinnan 28' kanssa edellä selostetun peri- *· ' aatteen mukaisesti. , .

* t * » » • · * : "·. 35 Tässä esimerkissä on esitetty myös sovellusmuoto, jossa pinnoi- • · « tettava pinta 28' muodostaa osan pinnoituskammion 33 seinämis- « * · * 11 118129 tä. Esimerkissä tämä seinämä on laivan runko. Eräs toinen esimerkki pinnoituskohteesta, joissa pinnoituskammion seinämä voi olla myös pinnoitettavana pintana on putkien pinnoittaminen (ei esitetty). Pinnoitettava seinämä 28' voidaan varata myös täl-5 löin sähköisesti vastakkaiseen potentiaaliin pinnoiteaineeseen 10 nähden.

Vielä eräänä merkittävänä piirteenä voidaan mainita se, että pinnoituskammio 33 voidaan muodostaa edullisesti esimerkiksi 10 jostain elastisesta materiaalista. Tällöin se voidaan muotoilla taivuttaen pinnoitettavan pinnan muotoa vastaavaksi 28'. j

Edelleen pinnoituskammio 33, voidaan järjestää liikkuville johteille, jolloin sitä voidaan siirtää jo valmistuneesta pin-15 noituskohdasta esimerkiksi mittansa verran pituus- tai korkeus-suunnassa ja jatkaa pinnoitusta käsitellyn pinnan viereisestä kohdasta. Tällöin mahdollistetaan todella suurien ja hankalien kappaleiden (esimerkiksi sillat, rakennukset, tornit, mastot) tehokas, edullinen ja vaivaton pintakäsittely.

20 ·1 2 3·1 Pinnoituskammion 33 seinämät on helposti koottavissa elementti- paloista mahdollistaen tälle näin myös joustavat koko muutok- • »il ,··1 set. Tehokas pinnoituslaitteisto saadaan kenttäolosuhteisiin • · « j ,· sijoittamalla laitteisto tarvittavaan ajoneuvoon ja pinnoitus- • Φ · 11 25 kammio 33 esimerkiksi työkoneen kuormaimeen (ei esitetty).

• · * i * 4 » * 2

Keksinnön mukainen menetelmän ja pinnoitusaineen käyttö lisää hiilen valmistuksen kannattavuutta. Tämä taas edesauttaa ensi- harvennuspuun käyttöä ja edelleen myös ensiharvennushakkuita.

30 Edellä mainittujen koivun ja lepän lisäksi muita mahdollisia *.1· raaka-aineena käytettäviä lehtipuita ovat haapa, poppeli, pyök- * · · ϊ.,. ki, tammi ja hikkori, lastujätteenä, hakkeena yms. puujätteenä.

• 1 * 1 • · • · /· Lopputuloksena saadaan erittäin tiukkaan alustaansa kiinnitty- 3 35 nyt pinnoite, joka voi olla joko pohja- tai lopullinen pinnoi- • # V te. Pinnoite kestää tavanomaisia liuottimia eikä se hilseile.

4 · 1 · 12 118129

Pinnoite ei ole mitenkään erityisen liukas, mutta liukukontak-tissa se luistaa kuitenkin vaurioitumatta. Tämä on erityisen edullinen ominaisuus mm. työkalupinnoitteiden tapauksessa.

5 On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuvat on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Keksintöä ei siten ole rajattu pelkästään edellä esitettyihin tai patenttivaatimuksissa määriteltyihin suoritusmuotoihin, vaan alan ammattimiehelle tulevat olemaan ilmeisiä 10 monet erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnokset, jotka ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

• * · * t * 0 · · * t ♦ · · # · • · * * · ♦ · · *··'' ♦ · · * ♦ ♦

Claims (15)

1. Menetelmä metallipinnan (11') pintakäsittelemiseksi, jossa pintakäsittely suoritetaan pinnoituskammiossa (33) käyttäen 5 pinnoiteainetta (10), joka koostuu yhdestä tai useammasta yhdisteestä ja mahdollisista lisäaineista ja jossa - pinnoiteaine (10) saatetaan pääasiallisesti kaasumaiseen olomuotoon, - pinnoiteainetta (10) johdetaan kammioon (33) ja 10. pinnoiteaineen (10) annetaan reagoida käsiteltävän metallipinnan (11') kanssa, tunnettu siitä, että käsiteltävä metallipinta (11') saatetaan kammiossa (33) pinnoiteaineen (10) ohivirtauksen alaiseksi, ja jossa sanottu pinnoiteaine (10) koostuu lehtipuun kuivatislaus- 15 prosessissa syntyvistä yhdisteistä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoiteaine muodostetaan käyttökohteessaan ainakin kahdesta jakeesta, joista ensimmäiseen jakeeseen kuuluu sanotussa 20 kuivatislausprosessissa kondensoituneita yhdisteitä (KOIVUTER-VA(1)) ja toiseen jakeeseen kuuluu kondensoitumattomia yhdis- • · * : .* teitä (CO (g), H2(g), C02(g)).

• · · ... • · · · • · · *...· 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · : 25 että pinnoitusainetta (10) muodostettaessa osa pinnoitusainee- ; • · - ' *.*·: seen (10) kuuluvista yhdisteistä tuodaan prosessiin kiinteässä 1 * · · :...· olomuodossa.

·· · • \· 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnet- 30 tu siitä, että osa käsiteltävästä pinnasta (28') voi käsittää .···. ainakin osan sanotun kammion (33) sisäpuolisesta pinnasta.

• · ♦ · · ··**·. • · >#*# 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnet- • · * tu siitä, että pintakäsittelyprosessiin kuuluu lisäksi yksi tai • · *···* 35 useampia välihuuhteluvaiheita ainakin pinnoitekerroksen (11', 28. kuivattamiseksi. 118129

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa käsiteltävästä pinnasta (11', 28') ja pinnoitusaineesta (10) varataan sähköisesti eri potentiaa-leihin pinnoitteen (10) saattamiseksi pinnoitettavalle pinnalle 5 (11', 28') .

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa pinnoituskammion (33) seinämästä varataan sähköisesti eri potentiaaliin pinnoitusaineeseen (10) 10 nähden pinnoitettavan pinnan (28') ollessa osa kammion (33) seinämää.

8. Laitteisto metallipinnan (11') pintakäsittelemiseksi vaatimuksen 1 mukaisen menetelmän yhteydessä, johon kuuluu 15. välineet (14, 13) pinnoitusaineen (10) valmistamiseksi, kuten esimerkiksi saattamiseksi kaasumaiseen olomuotoon, ainakin yhdellä sisäänmenoyhteellä (17) varustettu pinnoituskammio (33), johon on järjestetty pintakäsitel-tävä metallipinta (11') ja 20. näiden välille sovitettu pinnoiteaineen (10) syöttöput- kisto (16), joka on liitetty pinnoituskammion (33) sanot- • · · ί .* tuun sisäänmenoyhteeseen (17) sekä - mahdollisia apu- ja varastolaitteita (CTRL, 24, 21.1, • · · ·,.,· 21.2, 22, 18) esimerkiksi prosessisuureiden säätämiseksi • · ... · 25 : ja pinnoitusprosessin hallitsemiseksi, * · V·· tunnettu siitä, että pinnoituskammioon (33) on sovitettu aina- ί,.,ΐ kin yksi ulostuloyhde (29), jonka kautta sanottu kaasumainen pinnoiteaine (10) on järjestetty kammiosta (33) poisjohdetta- ·» t : * : vaksi. H 30 • · * .···.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, • · * · että pinnoituskammion (33) seinärakenne on järjestetty elasti- • · sesta materiaalista, jolloin se on edullisesti järjestettävissä • · · :>4·* pinnoitettavan pinnan (28') muodon mukaiseksi. * · •••35 118129 ; 15

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että seinämärakenne on koottu toisiinsa liitettävistä elementeistä.

11. Jonkin patenttivaatimusten 8-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ainakin pinnoituskammio (33) on sovitettu siirrettäväksi yksiköksi jatkuvan pinnoituksen järjestämiseksi.

12. Pinnoiteaine (10) metallipinnan pintakäsittelemiseksi vaa-io timuksen 1 mukaisen menetelmän yhteydessä, jossa sanottu aine (10) muodostetaan yhdestä tai useammasta lähtöaineesta saattamalla nämä kaasumaiseen olomuotoon ja sekoittamalla yhdeksi pinnoiteaineeksi, tunnettu siitä, että sanottu pinnoiteaine (10) on lehtipuun kuivatislausprosessissa syntyvää yhdistettä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen pinnoitusaine, tunnettu siitä, että pinnoiteaine kaasutetaan suoraan puuaineksesta (KOIVU(s)) .

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen pinnoitusaine, tunnettu j siitä, että pinnoiteaine (10) on sovitettu muodostetavaksi M · i ainakin kaasumaisesta jakeesta (CO(g), H2(g), C02(g)) ja neste- mäisestä jakeesta (KOIVUTERVA (1) , H20(1)). • 1 · • 1 1 ·.· | 25

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen pinnoitusaine, tunnettu • « ·,1·· siitä, että pinnoiteaine (10) muodostetaan lisäksi kiinteästä * · · ‘ i jakeesta. • · · -1 ·· · * · · • · • v • · · ♦ · • 1 ·♦· • 1 ' ··· * · • · • · · . m • · · · · • · · · ··· • · • · • 1 1 118129