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02.12.2020

Pulverbeschichten

Pulverbeschichten: 30.05.2016

Sind Effekt-Pulverlacke Wunderpulver oder Teufelszeug?

Worauf Beschichter bei der Verarbeitung achten sollten und welche Maßnahmen zur Qualitätssicherung notwendig sind

Effektlackierung werden zunehmend u.a. in der Fassadengestaltung oder im Fahrzeugbau eingesetzt. Dennoch stellt die Verarbeitung für Beschichtungsbetriebe eine Heraus­forderung dar. Vor allem Effekt-Abweichungen sowie Wolken- oder Steifenbildung sind Ursachen für Reklamationen.

Typische Fehlerquellen: Effekt-Toleranzen (li.), kritische Montagesituationen gegenüber der Pulverbeschichtung (mi.) oder Effektveränderungen durch verkantete Montage (re.). Quelle: Dr. Herrmann

Typische Fehlerquellen: Effekt-Toleranzen (li.), kritische Montagesituationen gegenüber der Pulverbeschichtung (mi.) oder Effektveränderungen durch verkantete Montage (re.). Quelle: Dr. Herrmann

Seit der Einführung von ­Effektpulverlacken bzw. der ­Effektlackierungen allgemein erfreut sich diese Oberflächenveredelung großer Beliebtheit bei Verantwortlichen aus dem Bereich der Architektur und des Produktdesigns. Aufgrund steigender Ansprüche an Farbe und Effekte und trotz hoher Anstrengungen aller Beteiligten treten immer wieder entsprechende Fehlerbilder und Reklamationen zutage. Zahlreiche Beschichtungsvorhaben werden zur vollen Kunden- und Anwenderzufriedenheit durchgeführt, bei Streitfragen wird jedoch häufig die Schuld beim Lackhersteller oder bei dem lackverarbeitenden Betrieb gesucht. Reklamiert werden häufig die Ausbildung von Wolken oder Streifen auf einzelnen Werkstücken, aber auch die Unterschiede in der Effektausprägung zwischen verschiedenen Bauteilen, die in der Fassadenanwendung in der Regel ihre Wirkung als einheitliches Ganzes entfalten sollen. Daneben sind noch Aspekte der Griff- und Reinigungsbeständigkeit sowie des Korrosionsschutzes als Problemstellung anzuführen. Die gewünschten Metallic-Farbtöne werden im Wesentlichen durch Effekt-Pigmente im Pulverlack, meist kleine Plättchen von mineralischer oder metallischer Natur bestimmt. Bei der Verarbeitung hat die eingesetzte Applikationstechnologie einen hohen Einfluss. Abweichende Einstellungen bei Spannung, Stromstärke, Förderluft, Pistolen-Abstand können bei automatischer Applikation zu völlig unterschiedlichen ­Effektfarbtönen führen. Da für diese keine zertifizierten Ur­muster hinsichtlich definierter Farbstandards existieren, führt das nicht selten zu starken Zerwürfnissen zwischen Kunden und Pulverbeschichter. Die dem Interpretationsspielraum der Pulverhersteller unterlegenen und mitunter sehr feinen Nuancen zwischen einzelnen Farbtönen (z.B. DB 701 und DB 702) und möglicher Chargen-Konstanz sollten daher in jedem Fall durch Anfertigung von Farbmustern beim jeweils ausführenden Beschichtungsunternehmen abgesichert und bei besonders kritischen Bedingungen wie z.B. empfindlichen Pulverlacken oder besonders spezieller Werkstückgeometrie durch die Fertigung von Musterbeschichtungen am Originalbauteil abgeglichen werden. Daneben müssen im Streitfall aufgrund der gewollten winkelabhängigen Hell-Dunkel-Effekte immer zur Vereinbarung von Beurteilungskriterien und -bedingungen wie Blickwinkel, Licht oder Betrachtungsabstand, bestimmte Bewertungsparameter festgelegt werden.

HINTERGRUND EFFEKT-PIGMENTE
Die gewünschten Metallic-Farbtöne werden im Wesentlichen durch Effekt-Pigmente im Pulverlack, meist kleine Plättchen von mineralischer oder metallischer Natur (häufig Aluminium), bestimmt. Deren Pigmentierungshöhen in Pulverlacken liegen zwischen 0,1 - 10%.
Grobteilige Aluminiumpigmente richten sich allseitig im Pulverlackfilm aus ("non-leafing") und erzielen besonders brillante Glitzereffekte. Es besteht die Gefahr, dass ungeschützte reine Metallpigmente z.B. durch Reinigungsmittel oder den Handschweiß bei Fertigung oder Montage angegriffen werden können.
Fehlerbilder: Unansehnliche Mattierungen, Schwarzfärbungen, Pickel und Effektverluste, die nicht einfach wieder Instand gesetzt werden können, sind die Folgen. Schwimmen die Pigmente durch spezielle Oberflächenmodifizierung (schlechte Benetzung) auf dem Lackfilm auf ("leafing"), werden hellbrillante bis chromähnliche Effekte erzielt. Bei dieser Positionierung in der oberen Grenzfläche des vernetzten Lackfilms wird die Beständigkeit gegen chemische Einflüsse nochmals herabgesetzt. Auch die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse (Metallabrieb) sinkt.
Große Metallic-Pigmente können dem Pulverlack fertigungsbedingt nur im Nachgang durch mechanisches Beimischen (Dry-Blend-Verfahren) oder einem thermischen Anhaftungsprozess ("Bonding"-Technologie) zugeführt werden. Dabei gilt, dass bei einem gebondeten Pulverlack nie alle Metallic-Pigmente restlos mit unifarbenen Bindemittel-Partikel verbunden sind. Die daraus resultierenden freien Metallteilchen zeigen gegenüber den übrigen Bestandteilen der Pulverlacke ein abweichendes Aufladungsverhalten, das im Applikationsprozess zu Entmischungserscheinungen oder speziellen Agglomeraten führen kann. Im Ergebnis sind spezielle Fehlerbilder wie Wolken- und Streifenbildung möglich, bei Anhäufungen können größere Effektpigmente zu Stippen und Pickeln führen. Trend: Aufgrund eingeschränkter Verarbeitungsbedingungen werden die klassischen Alu-Metallic-Pigmente zunehmend durch Glimmerpigmente (Mica) ersetzt. Aktuelle Entwicklungen zur weiteren Steigerung der Prozesssicherheit tendieren zu noch feineren Effektpigmenten.

Optimierte Verarbeitung

Aufgrund eingeschränkter Verarbeitungsbedingungen werden die klassischen Alu-Metallic-Pigmente zunehmend durch Glimmerpigmente (Mica) ersetzt. Diese sind in der Regel deutlich kleiner (bis ca. 50 µm) und bestehen aus mineralischen Bestandteilen. Weiterhin werden in jüngster Zeit auch Aluminium-Effektpigmente zum Einsatz gebracht, die auf ihrer Oberfläche zum Schutz gegen Korrosion, silanisiert wurden. Daraus resultiert eine optimierte Verarbeitungsfähigkeit sowie eine höhere Gleichmäßigkeit in der Effektausbildung. Einschränkend gilt, dass der Metallic-Effekte zumeist etwas weniger brillant ausfällt. Darüber hinaus muss auf die Verarbeitungsrichtlinien der Lackhersteller hingewiesen werden. Diese fordern auf Basis entsprechender Handlungsempfehlungen für die verarbeitenden Pulverlackierer, z.B. übereinstimmende Beschichtungsbedingungen, eine Verarbeitung möglichst mit nur gleichwertigen Pulver-Chargen je Auftrag und spezielle Beschichtung mit zuvor erprobten Applikationseinstellungen. Diese Forderungen lassen sich in der Regel jedoch nicht mit den allgemeinen Produktionsbedingungen des Beschichtungsalltags umsetzen. Aufgrund entsprechender rechtlicher Freiräume ist es in jedem Fall für das Beschichtungsunternehmen ratsam, den Kunden auf derartige Widrigkeiten hinzuweisen und geeignete Lieferverträge zu vereinbaren.

Montagesituation besprechen

Weiterhin ist auf eine sehr gute Kommunikation zwischen Auftraggeber und Beschichter zu achten, um Fehler zu vermeiden. Da einzelne Effektpulverlacke sehr empfindlich auf die von der jeweiligen Beschichtungsaufhängung abweichende spätere Montagesituation reagieren, kann dies zu ungewollten Schachbrett-Mustern bei der Betrachtung führen. Hier sind geeignete Absprachen zu treffen. Generell bedarf es einer Intensivierung der Kommunikation an der Schnittstelle zwischen Beschichtungsunternehmen und Auftraggeber. So kann im Rahmen der Kundenberatung auf Verarbeitungsschwierigkeiten von sensiblen Pulverlacken in Verbindung mit einer komplexen Geometrie der Werkstücke (Stichwort: beschichtungsgerechte Konstruktion) eingegangen und gemeinsam eine Lösung gesucht werden. Idealerweise geschieht dies bereits in der Planungsphase. So ist zu vermeiden, dass schwer lackierbare Eckelemente von Hand beschichtet werden und später in direkter Nachbarschaft zu planen Blechkassetten, hergestellt mittels automatischerApplikation, stehen. Diese Diskrepanz zwischen einheitlicher Optik (keine Wolken) durch z.B. Automatikbetrieb und dem damit verbundenen Ausschluss der Handbeschichtung, findet häufig in den Verarbeitungsrichtlinien der Pulverhersteller nicht ausreichend Beachtung. Hier stellt die Fertigung von Musterblechen (Hand vs. Automatik) bzw. die Beschichtung von realen Anbaumustern einen Lösungsansatz dar. Ähnliches gilt bei der Kreislauf-Fahrweise (Rückgewinnung) von Effektpulverlacken. Hier treten mitunter nicht zu vernachlässigende Effektfarbton-Unterschiede zwischen den ersten Traversen (Frischpulver) und den später beschichteten Werkstücken (Kreislaufpulver) auf. Zur Fehlervermeidung könnten aus der Beschichtung mit Frischpulver gegenüber dem Kreislaufpulver entweder Musterbleche  hergestellt werden oder ein generelles Einfahren der Anlage bis zur Einstellung eines Pulverlack-Betriebsgemisches vor dem eigentlichen Beschichten führt eine Qualitätsverbesserung herbei.

Dr. Herrmann GmbH & Co.KG, Dresden, Dr. Thomas Herrmann, Tel. +49 351 4961-103, Jens Mizera, Mobil: +49 175 721 09 80, office@dr-herrmann-gmbh.de, www.dr-herrmann-gmbh.de

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