Svenska metoden ersätter giftiga kromsyran – ”David mot Goliat”

2021-03-03 06:00  

Svenska Cuptronic gör det möjligt att metallplätera utan den miljöfarliga och förbjudna kromsyran. Men det giftiga ämnet används fortfarande i EU, med stöd av en dispens sedan sex år tillbaka.

Björn Atthoff, teknisk chef på Cuptronic Technology, framhåller att man inte tagit fram sin metod i syfte att ersätta kromsyran.

– Vi har utvecklat processen därför att den är ett bra sätt att metallisera plast. Att den dessutom är kromfri är bara en bonus, säger han.

Ironiskt nog är det kromet som lägger hinder i vägen för Cuptronics kromfria metod, enligt bolagets vd Peter Sjöbeck.

– Hade EU inte gett några kromdispenser, så hade vi varit ute på marknaden för längesen, säger han.

Läs mer: Epiroc-vd: ”Gruvbranschen förändras i grunden”

Metallpläterade plastdelar förekommer i fordon, elektronikprodukter, VVS-komponenter med mera. Metallisering av plast är även vanlig i dekorativt syfte: på dörrhandtag, parfymflaskor, presentförpackningar och annat.

Inom EU uppskattas omkring 1 600 fabriker bedriva metallplätering i någon form.

Traditionellt etsar man plastens yta med kromsyra som innehåller sexvärt krom, vilket ger en ytstruktur där metallbeläggningen fäster. Men 2006 blev det förbjudet att använda sexvärt krom inom EU, med 2017 som ”sunset date”. Därefter får bara företag som har beviljats dispens använda ämnet.

Företagets första helautomatiska CBM-lina. Målet är att skicka den till en stor spansk underleverantör till fordonsindustrin. Foto: Nicklas Thegerström

Cuptronics patenterade, kromfria teknik kallas CBM (Covalent Bonded Metallization). Här sprayas plastkomponenten med en monomerlösning, och belyses därefter med UV-ljus.

– Då startar en reaktion där monomererna binder ihop sig till polymerer, vilka ger en ytstruktur som är skräddarsydd för att ta åt sig och hålla fast metallpläteringen, förklarar Björn Atthoff.

Förutom att CBM-metoden är giftfri har den många praktiska fördelar, enligt Cuptronic. Sprayning och ljusbehandling kräver relativt enkla maskiner, vilket kan sänka produktionskostnaderna. Dessutom tillämpas CBM enbart i det första ytbehandlande steget, så huvuddelen av den befintliga metalliseringsprocessen kan förbli intakt.

Tekniken ska också göra det möjligt att metallisera plaster som är svåra att belägga med kromsyrabaserade processer, och därigenom öka antalet plastmaterial och applikationer som kan användas.

– Exempelvis är polypropen, den vanligaste konstruktionsplasten, svår att metallisera med traditionella metoder. Med CBM får man bättre vidhäftning, säger Björn Atthoff.

CBM-metoden har utvecklats under ett tiotal år, med delfinansiering från Vinnova och EU. Nu anser sig Cuptronic vara framme med en hållbar lösning redo för industrialisering. Man har ett pågående samarbete en spansk Tier1-leverantör till Daimler, Seat, Ford och andra biltillverkare. Peter Sjöbeck vill inte gå ut med leverantörens namn, men uppger att ”de gör 250 000 bitar om dagen”.

– Målet är att de ska skaffa den första robotlinan som producerar fordonskomponenter med vår metod, säger Peter Sjöbeck.

Spraypistol som sprutar på CBM-kemikalier, monterad på robot för enhetlig applikation. Foto: Nicklas Thegerström

Just nu deltar Cuptronic i ett utvärderingsprojekt hos FGK, en tysk branschorganisation för pläterande och galvaniserande företag, där olika metoder testas och jämförs med varandra.

– Det finns andra kromfria teknologier för att sätta metall på plast, men ingen annan metod som kan göra det i stor skala. Vi tror inte att vi kan ta hela marknaden, men vi anser oss ha potential att ta bulken. Vilket i sin tur skulle hjälpa andra kromfria metoder att komma in i sina nischer, säger Peter Sjöbeck.

På EU-nivå finns dock en bromskloss för Cuptronics ambitioner: 2015, två år innan kromförbudet trädde i kraft, inlämnades en så kallad uppströmsansökan om tolv års dispens från förbudet. Ansökan kom från CTAC, ett konsortium av europeiska pläterande industrier.

– Nästan alla som håller på med någon form av plätering inom EU omfattas av de här ansökningarna, säger Jan Ahlskog, som jobbar vid public affairs-byrån Fipra i Bryssel och är Cuptronics rådgivare i EU-frågor.

Dispens till 2024

I fjol beviljades CTAC tillstånd att fortsätta använda sexvärt krom fram till 2024, när det gäller kromade metallkomponenter.

– Det finns företag som gör olika maskindelar, fordonskomponenter och annat, där vi förstått att det är svårt att uppnå tillräcklig kvalitet med andra metoder. Då kan det vara befogat att de får mer tid på sig att hitta alternativ, säger Anne-Marie Vass, utredare på Kemikalieinspektionen.

Men uppströmsansökan om tolv års dispens gäller också användningsområdet ”funktionell förkromning av dekorativ karaktär”. Sverige har genom Kemikalieinspektionen röstat nej till fortsatt användning av sexvärt krom på det området.

– Kromplätering för dekorativa ändamål är vi mer skeptiska till. Där anser vi att det bör gå att hitta alternativa metoder eller andra lösningar att använda, säger Anne-Marie Vass.

Läs mer: ABB:s nya samarbetsrobotar får ”industrihastighet”

Efter sex år har EU-kommissionen fortfarande inte fattat beslut i frågan.

– Det bara dröjer och dröjer. Och i väntan på besked får de ansökande företagen fortsätta använda sexvärt krom, säger Jan Ahlskog.

Han beskriver det hela som ett designfel inom EU:s kemikalieförordning Reach.

– Syftet med dispenskrav är att fasa ut farliga ämnen, men det blir en motsatt reaktion. Eftersom man får fortsätta använda förbjudna substanser medan ansökan behandlas, har de ansökande företagen ett intresse av att processen pågår så länge som möjligt, säger Jan Ahlskog.

Såväl Cuptronic som andra berörda företag har fått inkomma med yttranden till Europeiska kemikaliemyndigheten ECHA, som behandlar ansökningarna. Men Jan Ahlskog menar att de som erbjuder alternativa metoder ofta har svårt att följa med i processen, och att försäkra sig om att beslutsfattarna har tillräcklig förståelse för deras teknologi.

– Det är ett andra designfel: man får en snedvriden process med en inbyggd motsättning mellan företag som Cuptronic och deras potentiella kunder. Eftersom det ligger i de pläterande företagens intresse att få en så lång dispensperiod som möjligt, blir det ofta så att de ignorerar eller nedvärderar alternativa teknologier. Det är en David mot Goliat-historia, det här, säger Jan Ahlskog.

Cuptronics process kallas Covalent Bonded Metallization. Steg 1 (till vänster): plastkomponenten besprutas med CBM-kemikalier (monomerer). Steg 2: Komponenten belyses med UV-ljus. Monomererna binder ihop sig till polymerer. Foto: Cuptronic

Här kan man fråga sig varför industrin inte skulle strunta i kromdispenserna och gå över till CBM-metoden ändå, om den har så många praktiska fördelar som Cuptronic hävdar och dessutom är giftfri?

– De pläterande företagen och deras kunder vill hålla alla alternativ öppna, för att pressa ner priserna. Dessutom är logistikkedjorna komplexa, och det tar tid att ersätta befintliga leverantörer med nya, säger Jan Ahlskog.

Steg 3 (till vänster): Den aktiverade ytstrukturen är ”skräddarsydd” för att metallpläteringen ska fästa. Steg 4: Ytan metalliseras på konventionellt sätt. Foto: Cuptronic

Cuptronic, vars affärsidé är att licensiera ut sin kromfria metod till industriella pläterare, har naturligtvis ett eget intresse i att kromförbudet ska upprätthållas. Men sexvärt krom förbjöds av goda skäl: det orsakar cancer, mutationer samt svåra irritationer i luftvägarna och huden. Ämnet är dessutom miljöskadligt och misstänks framkalla reproduktionsstörningar.

EU-kommissionens beslut i dispensfrågan blir avgörande för Cuptronics förhandlingar med tre potentiella kunder i USA, Tyskland och Kina.

– Jag får inte avslöja deras namn, men det handlar om stora aktörer som tillverkar produkter för Europamarknaden. Men de vill inte agera förrän de vet vad som händer med dispensbeslutet. Blir det tolv år till, så är de inte intresserade av oss längre, säger Peter Sjöbeck.

Frågan är dock inte avgörande för Cuptronics framtid, poängterar han.

– Vår spanska samarbetspartner skaffar nog en CBM-lina oavsett. Om de börjar leverera 50 000 bitar om dagen som pläterats med vår metod, då kommer VVS-företag och andra att bli intresserade. Vi står inte och faller med dispenserna, men det bästa för miljö och hälsa vore ju att kromsyran försvann så snart som möjligt, säger Peter Sjöbeck.

Det här är sexvärt krom

Sexvärt krom, eller Cr (VI), klassas av den europeiska kemikaliemyndigheten ECHA som Substance of Very High Concern (SVHC). Till SVHC-ämnen räknas främst cancerframkallande, mutagena eller reproduktionstoxiska ämnen, samt ämnen med långlivade och bioackumulerande egenskaper.

För att få använda SVHC-ämnen krävs särskilt tillstånd, vilket syftar till att fasa ut dessa substanser där så är möjligt.

Ämnets farlighet är känd från filmen Erin Brockovich (2000), med Julia Roberts i huvudrollen. Filmen bygger på den sanna historien om hur energibolaget PG&E tvingades betala 333 miljoner dollar, det största privata skadestånd som utdömts i USA:s historia, efter att ha förorenat dricksvattentäkter i Kalifornien med sexvärt krom.

Cuptronic Technology har sina rötter i KTH-forskning

Cuptronic är ett innovationsföretag med rötter från Institutionen för polymerteknologi på KTH. Företaget har gått från innovation till laborationskala och ska nu inleda industrialiseringsfasen med sin patenterade Covalent Bonded Metallization-process (CBM).

Affärsmodellen är licensiering av den egna metoden, samt försäljning av CBM-kemikalier.

CBM sätter polymera strukturer direkt på den yta som ska metalliseras. Detta görs genom att man sprayar på en kemisk lösning med monomerer (molekylära byggstenar), som sedan aktiveras med UV-ljus. Detta får monomererna att binda ihop sig till polymerer (molekylkedjor), och bilda en struktur som lämpar sig för konventionell metallisering.

Med CBM-metoden kan man dessutom göra additiva mönster, genom att kemin appliceras enbart på utvalda ställen. Sedan belyses hela ytan, varefter metalliseringen fäster enbart där man lagt kemin.

Tommy Harnesk

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt