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Holzlackierung

Pulverbeschichten, Holzlackierung: 18.02.2011

Technologie mit Potenzial: Pulverbeschichten von Holzwerkstoffen

Die elektrostatische Pulverbeschichtung stellt für die Holzwerkstoff verarbeitende Industrie oft eine wirtschaftlich und technisch interessante Alternative dar, allerdings gibt es in der Regel keine fertigen Anlagenkonzepte. Anwenderspezifische Pulverbeschichtungslösungen erfordern umfangreiche Entwicklungs- und Erprobungsarbeiten.

Für die Hochgeschwindigkeits-Pulverbeschichtung von Holzwerkstoffplatten hat das Fraunhofer IPA ein extrem kompaktes pistolenloses Anlagenkonzept auf Basis der elektrostatischen Fluidisierbetttechnik entwickelt. Bei einer Geschwindigkeit von 1 m/s ist eine Anlagenlänge von ca. 70 m erforderlich. Quelle: Fraunhofer IPA

Für die Hochgeschwindigkeits-Pulverbeschichtung von Holzwerkstoffplatten hat das Fraunhofer IPA ein extrem kompaktes pistolenloses Anlagenkonzept auf Basis der elektrostatischen Fluidisierbetttechnik entwickelt. Bei einer Geschwindigkeit von 1 m/s ist eine Anlagenlänge von ca. 70 m erforderlich. Quelle: Fraunhofer IPA

Beschichtungen in der Holzwerkstoff verarbeitenden Industrie müssen visuell und haptisch attraktiv sowie beständig gegenüber physikalischen und chemischen Beanspruchun-gen sein. Gleichzeitig sollen sie den Designern alle Freiheiten bei der Produktgestaltung erlauben. Zunehmend gefordert werden zudem "grüne" Beschichtungsprozesse ohne Lösemitteleinsatz und Sondermüllanfall. Für den Anlagenbetreiber ist heute eine hochflexible Fertigung bezüglich Produktspektrum, Losgröße und Farbpalette entscheidend.

Keine Anlagenkonzepte aus der Schublade

Diese vielfältigen Anforderungen werden in vielen Holzwerkstoff verarbeitenden Betrieben zur Ablösung der heutigen Beschichtungsprozesse führen. Die elektrostatische Pulverbeschichtung stellt hier oft eine wirtschaftlich und technisch interessante Alternative dar, allerdings gibt es in der Regel keine fertigen Anlagenkonzepte aus der Schublade. Gerade in der Holzwerkstoff verarbeitenden Industrie mit ihren unterschiedlichsten Substratmaterialien erfordern anwenderspezifische Lösungen deshalb umfangreiche Entwicklungs- und Erprobungsarbeiten. Die meisten Pulverbeschichtungserfahrungen liegen heute mit MDF im Möbelbereich vor. Nach wie vor stellt hier der Einsatz von kostengünstigem Standard-MDF-Plattenmaterial ohne teure leitfähige Ausrüstung eine der zentralen Herausforderungen dar. Das Fraunhofer IPA hat hierzu einen Lösungsansatz in Form des technisch einfach zu realisierenden Kompstat-Verfahrens entwickelt, das auf dem Prinzip der Anziehung gegenpolarer Ladungen basiert. Es eignet sich insbesondere zur beidseitigen Pulverbeschichtung von nichtleitfähigen Holzwerkstoffplatten mittels einander gegenüber angeordneten, gegenpolar aufladenden Pulversprühorganen. Besonders große Kostenvorteile ergeben sich bei der Beschichtung von Holzwerkstoffplatten, wenn aufwändige Mehrschicht-Flüssiglackierprozesse oder Folienbeschichtungen durch Einschicht-Pulverlackierungen substituiert werden können. Bei MDF gelingt dies allerdings bisher erst bei Produkten im unteren Qualitätssegment. Im hochwertigen Möbelbereich hat sich ein Zweischichtaufbau aus Grundierungs- und Decklackpulver durchgesetzt, mit dem die gefürchtete Rissbildung im Schmalflächen- und Innenprofilbereich befriedigend beherrscht wird, allerdings auf Kosten eines hohen Pulververbrauchs. Das Fraunhofer IPA untersucht derzeit in Zusammenarbeit mit Anwendern sowie mit Anlagen- und Lackherstellern neue Technologien zur werkstückangepassten Steuerung des elektrischen Feldes bzw. des Pulverniederschlags mit dem Ziel, unnötig hohe Schichtdicken auf unkritischen Bereichen zu vermeiden. Ein interessantes Neben-produkt dieser Entwicklungsarbeiten sind reproduzierbare Dekoreffekte, die für pulverbeschichtete Holzwerkstoffsubs-trate attraktive Zusatzmärkte erwarten lassen. Ein bisher wenig beachtetes Marktpotenzial für die Pulverbeschichtung sind Holzwerkstoffplatten (MDF, HDF, OSB etc.), die bisher in horizontalen Flüssiglackieranlagen bei Fördergeschwindigkeiten bis weit über 1 m/s ein- oder beidseitig beschichtet werden (in Europa jährlich weit über 200 Mio m². Typische Beispiele sind Möbelrückwände, Trennwände, unifarbene Dekorflächen, Arbeitsplatten, Türen, Laminatfußböden, Verpackungen sowie Produkte für den Laden- und Messebau, den Innenausbau sowie den Heimwerkermarkt. Hochgeschwindigkeitsprozesse in Flachanlagen erfordern im Bereich der Pulverbeschichtungstechnologie allerdings völlig neue Lösungen. Vor diesem Hintergrund hat das Fraunhofer IPA ein extrem kompaktes Anlagenkonzept auf der Basis der pistolenlosen elektrostatischen Fluidisierbetttechnik entwickelt. Vorteilhaft gegenüber den heutigen Flüssiglackieranlagen sind die Substitution von mehrschichtigen Auftragsprozessen durch einen einzigen Pulverlackierprozess sowie der einfachere und schnellere Farbwechsel. Um auch die Pulverlack-Aufschmelz- und Vernetzungszone möglichst kurz zu gestalten, ist insbesondere bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten über ca. 1m/s der Einsatz von UV-härtenden Pulverlacken vorteilhaft. Diese werden mit Hochleistungs-Infrarotstrahlern aufgeschmolzen und in der anschließenden UV-Strahlerzone innerhalb weniger Sekunden sehr energieeffizient vernetzt.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart, Dieter Ondratschek, Tel. +49 711 970-1759, do@ipa.fraunhofer.de, www.ipa.fraunhofer.de/lackiertechnik

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