Kuumennetun kolofonin haju on monille tuttu. Harva tietää, että kolofonia käytetään... Metallien tinaus ja juottaminen. On ymmärrettävä, mikä on tämän aineen merkitys ja mikä rooli sillä on prosessissa.
Sisältö
Miksi juotosliuosta tarvitaan
Korkealaatuinen juotos ei ole mahdollista ilman virtausta. Ilman juoksevaa ainetta juote ei "tartu" juotettavaan metalliin. Virtauksella on seuraavat tehtävät
- Liuottaa pinnalla olevan lian ja oksidit;
- Estä pinnan hapettuminen juotosraudan lämmittämänä;
- Vähentää sulan juotospisaroiden pintajännitystä.
Nämä tehtävät hoituvat varsin hyvin kolofonilla.
Kolofonin perusominaisuudet
Kolofoni on hauras amorfinen aine, jonka pehmenemispiste on +50-150 astetta - koostumuksesta ja valmistusmenetelmästä riippuen. Yksi sen nimen alkuperästä on peräisin muinaisesta Colophonin kaupungista, josta louhittiin korkealaatuista mäntyhartsia. Rosiini on vaaleankeltaisesta tummanruskeaan (joskus lähes mustaan) vaihtelevaa ja punertavaa. Se koostuu pääasiassa hartseista, rasvahapoista ja joistakin muista aineista. Koostumus muistuttaa jossain määrin meripihkan koostumusta.
Rosiini ei liukene veteen, mutta liukenee etyylialkoholiin, asetoniin ja muihin orgaanisiin liuottimiin.
Edellä lueteltujen ominaisuuksien lisäksi aineella on muitakin virtausaineilta vaadittavia ominaisuuksia:
- Se on kemiallisesti inertti juotoksille ja juotettaville metalleille, ja sen syövyttävyys on alhainen;
- Sulassa tilassa kolofonin juoksevuus ja kostutettavuus ovat hyvät;
- sen sulamispiste on alhainen, joissakin aineissa se ei ylitä 70 astetta, mikä riittää juottamiseen jopa Rosé-seoksella;
- vuotojäämät voidaan helposti poistaa orgaanisilla liuottimilla.
Haittapuolena on heikko aktiivisuus. Rosiini sopii hyvin helposti liitettävien metallien, kuten kuparin, messingin, pronssin jne. juottamiseen. Teräs, alumiinista puhumattakaan, vaatii enemmän tehoaineita. Tähän tarkoitukseen käytetään yleensä epäorgaanisiin happoihin perustuvia vuokia.
Kolofonia käytetään usein kiinteässä muodossa, mutta myös nestemäisinä alkoholiliuoksina tai paksuina geeleinä. Tämän rakenteen etuja ovat:
- Vähemmän kolofonin kulutusta (pieni pitoisuus vaikuttavaa ainetta riittää ilman, että teho heikkenee);
- Vähentää savunmuodostusta samasta syystä;
- Nestemäinen koostumus on helpompi levittää (esim. siveltimellä);
- vuon määrä voidaan annostella helpommin;
- Nesteen muodossa oleva vuoto tunkeutuu pieniin aukkoihin.
Lisäksi se levitetään suoraan juotospisteeseen, ja juotosvirta levitetään ensin juotosraudan kärjellä. Kun sitä siirretään juotettavalle alueelle, osa juoksevasta aineesta haihtuu tai palaa pois ennen kuin prosessi on edes alkanut, mikä lisää kulutusta ja savun määrää entisestään.
Alkoholiliuokseen voidaan lisätä myös muita lisäaineita, kuten glyseriiniä, vuon tehokkuuden parantamiseksi. Huomaa, että tämä aine on hygroskooppinen ja imee helposti vettä, jolloin siitä tulee sähköä johtavampi, joten juottamisen jälkeen on tarpeen huuhdella jäämät huolellisesti pois. Myös kosteudella kyllästetty glyseriini voi ajan mittaan aiheuttaa kosketusalueen korroosiota.
Miten kolofonia valmistetaan
Kolofonia saadaan pääasiassa havupuiden luonnonhartseista. Ne sisältävät noin kolmanneksen haihtuvia komponentteja (tärpättiä ja muita). Kun ne on haihdutettu, muodostuu kiinteä jäännös, joka on männyn pihka, jota kutsutaan myös harpuksi. Joskus kolofonia valmistetaan myös kuusen, kuusen tai setrin hartsista. Tätä kolofonin tyyppiä kutsutaan oleoresiiniksi. Sen tuotantotekniikka voidaan jäljentää jopa käsityöläisolosuhteissa.
Hartsin kerääminen on aikaa vievä prosessi, joten on järkevämpää uuttaa pihka suoraan puumassasta. Tässä tapauksessa havupuiden sahanpuru käsitellään liuottimella, joka vetää raaka-aineen pois jatkopuhdistusta ja haihdutusta varten. Tällöin lopputuotteen väri on tummempi, mutta se ei vaikuta laatuun. Tätä kolofonia kutsutaan uuttamiskolofoniksi. Se on halvempaa kuin hartsipihka, mutta se sisältää puumassasta peräisin olevia lisäaineita ja liuottimia. Sillä ei ole käytännössä mitään vaikutusta juotoslaatuun, mutta muissa hartsisovelluksissa sillä voi olla merkitystä.
Rosiinia saadaan myös tislaamalla mäntyöljyä, joka on selluloosan tuotannon sivutuote. Tuloksena on talipihka, ja sen hinta on tavallista pihkaa korkeampi. Lisäksi tuotteella ja sen höyryllä on pistävä, epämiellyttävä haju. Plussana on, että kolofonin pehmenemispiste on alhaisempi.
Muut kolofonin käyttökohteet
Tätä ainetta ei käytetä ainoastaan juottamiseen. Jauhemaista hartsia käytetään silloin, kun kitkaa on lisättävä, mutta kuluminen ei ole toivottavaa. Jauhemaista pihkaa käytetään laajalti muihin aineisiin sekoitettuna jousisoittimien jousien ja balettitanssijoiden kenkien hankaamiseen. Pilkottua hartsia käytetään mm. erilaisissa urheiluvälineissä (käsien liukastumisen todennäköisyyden vähentämiseksi).
Kolofonia käytetään kemiallisena aineena lakkojen, maalien, muovien, kumin jne. valmistuksessa. Sen vettähylkiviä ominaisuuksia käytetään paperin ja aiemmin myös puurakenteiden kyllästämiseen.
Rosin on hyvä dielektriset ominaisuudetmutta sen mekaaniset ominaisuudet (hauraus, alttius ulkoisille tekijöille) eivät mahdollista sen käyttöä itsenäisenä dielektrisenä aineena. Se on osa erilaisia dielektrisiä yhdisteitä.
Onko kolofoni haitallinen?
Kolofonin etuna on sen suhteellinen vaarattomuus. Se ei sisällä myrkyllisiä aineita. Kun juotosrauta kuitenkin ylikuumentaa, myrkytön hartsi voi hajota haitallisemmiksi aineosiksi (jotkut hapot, pinoliini jne.). Nämä aineet ovat myös lievästi myrkyllisiä, mutta ne voivat aiheuttaa allergisia reaktioita, limakalvoärsytystä jne., jos niitä hengitetään pitkään.
Synteettinen kolofoni on tässä suhteessa vähemmän haitallista, koska se ei sisällä abietiinihappoa, mutta tällaiset valmisteet ovat kalliita. Kolofonin hiukkasten pitkäaikainen hengittäminen on myös haitallista - se voi johtaa astmaan. Siksi kolofonin kanssa työskentely tuotanto-olosuhteissa on mahdotonta ilman poistohuppua ja henkilökohtaisia hengityssuojaimia.
Kotona on vaikea kuvitella käsityöläisen käyttävän hengityssuojainta, mutta tällaisessa tilanteessa syntyvien höyryjen määrä on myös pieni. On epätodennäköistä, että harva satunnainen kolofonin käyttö kotona aiheuttaisi havaittavia haittoja, mutta työskentely tuuletetussa tilassa on kuitenkin erittäin suotavaa.
Tärkeää! Kaikki edellä mainittu koskee puhdasta kolofonia. Siihen perustuviin teolliseen fluxiin (esim. LTI-sarja) lisätään muita ainesosia, jotka tekevät koostumuksesta aktiivisemman mutta myös haitallisemman. Niiden kanssa työskenneltäessä on noudatettava vakavia turvallisuusvarotoimia.
Kemianteollisuus on ottanut viime vuosikymmeninä valtavan harppauksen eteenpäin. Kukaan ei tarvitse enää luonnonkumia, ja monet luonnonvärit on korvattu keinotekoisilla. Hartsia käytetään kuitenkin edelleen kuten satoja vuosia sitten. Edullista ja tehokasta vaihtoehtoa ei ole vielä löydetty.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
