22.10.2010

Mehr als „nur“ schöne Oberflächen

Die Oberflächenveredelung von Polyurethan (PUR)-Formteilen dient nicht allein ästhetischen Zwecken, sondern muss auch funktionale Anforderungen wie zum Beispiel
mechanische und chemische Beständigkeit, Bedruckbarkeit oder elektrische Leitfähigkeit erfüllen.

 

Schon lange ist bei technischen Geräten nicht mehr allein die Funktion von Bedeutung – auch das Design spielt heute eine wichtige Rolle. Dies gilt nicht nur für Güter aus den Bereichen Freizeit und Unterhaltung, sondern gleichermaßen für industrielle Anwendungen. Auch bei einem Dialysegerät, einem Gabelstapler oder einer Industriepumpe kann die Optik über Erfolg oder Misserfolg am Markt mitentscheiden.

 

Nicht zuletzt aus diesem Grund findet der Werkstoff PUR zunehmend Verbreitung, denn er bietet Produktdesignern und Konstrukteuren vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten bei vergleichsweise niedrigen Herstellungskosten. Dank der günstigen Materialeigenschaften von PUR können auch komplexe Formen mit relativ geringem konstruktivem Aufwand realisiert werden, sodass sich ansprechende Optik und technische Anforderungen problemlos verbinden lassen. Auch die gute Lackierbarkeit von PUR-Formteilen spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, da eine makellose Oberfläche entscheidend für das „wertige“ Aussehen eines Produktes ist. Dabei können heutige Lacksysteme nicht nur ästhetische, sondern auch verschiedene funktionale Anforderungen erfüllen, wie zum Beispiel:

 

- optische Wirkung (Farbton, Glanzgrad, Effektbild)

- mechanische Beständigkeit (Abrieb, Schlag/Stoß, Verformung)

- chemische Beständigkeit (Laugen, Säuren, Lösungsmittel, Hydrauliköle, Kühlmittel)

- Klimabeständigkeit (Innen-/Außenraumklima, Freiluftklima)

- Sonderanforderungen (z.B. bedruckbar im Tampon- oder Siebdruck, überschweißbar, beklebbar)

 

Die meisten dieser Eigenschaften lassen sich bereits mit Standard-Lacksystemen erfüllen. Wie der Werkstoff PUR selbst lässt sich die Lackierung darüber hinaus exakt an die Kundenanforderungen anpassen bzw. auf den Einsatzzweck abstimmen, indem die gewünschten Eigenschaften dem Lack gleichsam „beigemischt“ werden. Natürlich müssen bei der Auswahl des optimalen Lacksystems immer auch die Beschaffenheit des Untergrunds und bestimmte Randbedingungen des Lackierprozesses berücksichtigt werden. Die wichtigsten PUR-Lackarten und ihre Anwendungsmöglichkeiten werden im Folgenden am Beispiel einiger PUR-Formteile und -Gehäuse vorgestellt, die in den letzten Jahren im Werk des Kunststoffherstellers Thieme im badischen Teningen gefertigt und veredelt wurden.

 

Mikroeffektlack: hohe Abriebfestigkeit und Blendfreiheit

Die hohe Abriebfestigkeit und chemische Beständigkeit machen diesen Lack zur idealen Beschichtung für beanspruchte Oberflächen von hochwertigen Gebrauchs- und Investitionsgütern, seien es Getränkedispenser, Bildschirmgeräte, Heizkesselverkleidungen oder Schaltschränke. Auch im Außenbereich ist der Lack aufgrund seiner Witterungsbeständigkeit problemlos einsetzbar (Abb. 1). Ein weiterer, insbesondere im industriellen Umfeld wichtiger Vorteil des Mikroeffektlacks ist seine absolute Blendfreiheit.

 

Nicht nur die Funktionalität, sondern auch der optische Eindruck des Mikroeffektlacks kann nach Kundenwunsch variiert werden: Durch Beimischung feiner Glasperlen in den Lack wird ein selbststrukturierender Feinperleffekt, ähnlich einer erodierten Oberfläche, erzeugt. Je nach Anzahl und Größe der Perlen fällt der Effekt feiner oder gröber aus.


 

 


 Abb. 1: Für die Veredelung des Steuerschrankgehäuses einer Kleinkläranlage empfahl Thieme den Einsatz eines Mikroeffektlacks, da vom Kunden neben einer hochwertigen Optik mechanische Abriebfestigkeit (Reinigung mit Hochdruckreiniger) und Witterungsbeständigkeit (Einsatz im Freien) gefordert waren.

 

 

 

Strukturlack: vielfältige Kombinationsmöglichkeiten von Farbe, Glanzgrad und Struktur

Diese Lackart bietet vielfältige Kombinationsmöglichkeiten von Farbe, Glanzgrad und Struktureffekten und ist daher besonders für dekorative Oberflächen geeignet, die gleichzeitig robust und pflegeleicht sein müssen. Eingesetzt werden sie oftmals in der Industrie, zum Beispiel bei Messgeräten, medizintechnischen Geräten oder Maschinenverkleidungen (Abb. 2). Ein wichtiger Vorzug dieser Lacke ist ihre hohe mechanische und chemische Beständigkeit, sodass sich die veredelten Oberflächen sehr einfach und auch mit chemisch aggressiven Mitteln reinigen lassen.

Strukturlacke erzeugen im Vergleich zu Mikroeffektlacken gröber strukturierte Oberflächen – man spricht auch von Narben- beziehungsweise Perlstruktureffekten, die durch einen groben Farbauftrag zum Ende des Lackiervorgangs („Aufspritzen“) erzielt werden. Durch das so erzeugte ausgeprägte Effektbild des Lacks können sogar kleinere Unebenheiten abgedeckt werden, sodass weniger Spachtel- und Schleifgänge im Vorfeld zur Vorbereitung des Untergrunds erforderlich sind.

 

 

 

Abb. 2: Die ergonomische Bedienkonsole eines Straßenfertigers erhielt in der Thieme-Lackieranlage ein Finish mit einem griffigen, abriebfesten und verschmutzungsresistenten Strukturlack, der dem täglichen „harten“ Einsatz auf der Baustelle gerecht wird.

 

 

 

Glattlack: optisch sehr hochwertiger Eindruck

 

Wenn die Optik im Vordergrund steht, kann der Einsatz eines Glattlacks die beste Wahl sein: Dieser vermittelt einen sehr
hochwertigen Eindruck und unterstreicht zugleich das Design
des Produkts. Neben der „glänzenden“ optischen Wirkung ist die einfache Reinigungsmöglichkeit der glatten und chemisch beständigen Oberflächen ein weiteres Kriterium für den Einsatz dieser Lacke. Glattlacke sind erhältlich in den Ausführungen halbglänzend und glänzend und finden ihren Einsatz bei so unterschiedlichen Anwendungen wie Flurförderfahrzeugen, Solarien oder medizintechnischen Geräten (Abb. 3).

 


Abb. 3: Die Verkleidung des Solariums vermittelt durch den Hochglanzeffekt einen sehr hochwertigen Eindruck. Neben der vom Thieme-Kunden gewünschten eleganten Optik war die leichte Reinigung der glatten Oberfläche ein weiteres Kriterium für die Wahl eines Glattlacks.

 

 


Kupferleitlack: elektrisch abschirmend

Bei dieser Lackart steht nicht die Optik, sondern die Funktion im Vordergrund: Kupfer-Acrylat-Lack weist aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit eine hohe elektromagnetische Absorption über einen breiten Frequenzbereich auf und kommt deshalb häufig bei mess- und medizintechnischen Geräten zum Einsatz, um die Vorgaben der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu
erfüllen.

 

Im Unterschied zu den anderen beschriebenen Lackarten wird der Kupferleitlack auf der Innenseite der PUR-Formteile aufgebracht. Voraussetzung für eine ausreichende elektrische Abschirmung ist eine bestimmte Mindestschichtdicke des Lackfilms; des weiteren müssen bei mehrteiligen PUR-Formteilen Kontaktstellen vorgesehen werden.

 

 

 

Abb. 4: Das Dialysegerät wurde außen mit einer chemisch hochbeständigen Strukturlackierung versehen, um den Anforderungen im Krankenhaus zu entsprechen. Im Innern kam ein Kupferleitlack zur EMV-Abschirmung zum Einsatz. Auf Empfehlung von Thieme wurden in beiden Fällen Lacke auf Wasserbasis verarbeitet.

 

Bedrucken und Bekleben: sichere Haftung gewährleistet

Nahezu sämtliche Lacksysteme, vom Struktur- bis zum Glattlack, können mit geeigneten Verfahren bedruckt oder beklebt werden. Zur Bedruckung werden spezielle Ein- und Zweikomponenten-Druckfarben eingesetzt, wobei die Zweikomponentenfarben eine bessere Beständigkeit aufweisen. Als Druckverfahren haben sich der Siebdruck (für ebene Flächen) und der Tampondruck (für leicht unebene Flächen) bewährt.

Ist ein Bekleben des PUR-Formteils vorgesehen, sollte keine zu grobe Lackstruktur gewählt werden, da hierdurch die Haftung beeinträchtigt wird; beim Bekleben mit dünnen Folien sollte man völlig auf eine Struktur des Lacks verzichten. Wie Druckfarben sind auch Klebstoffe als Ein- und Zweikomponentensysteme erhältlich, wobei die Zweikomponentenklebstoffe eine bessere Haftung aufweisen.

 

 

Umweltfreundliche Lackierung auf Wasserbasis

Neben den gewünschten optischen und funktionalen Eigenschaften der Oberflächenveredelung sind bei der Lackierung von
PUR-Formteilen auch die gestiegenen Anforderungen an die Umweltverträglichkeit zu berücksichtigen. Seit 2007 gilt die europäische VOC-Verordnung (in deutsches Recht umgesetzt als
31. BImSchV), wonach der Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (engl. Volatile Organic Compounds = VOC) in Farben und Lacken zu begrenzen ist. Die heute zur Verfügung stehenden wasserbasierenden Lacksysteme erfüllen sämtliche Vorgaben der 31. BImSchV und stehen dabei herkömmlichen, lösemittelhaltigen Lacken hinsichtlich der optischen und funktionalen Eigenschaften in nichts nach. Um den gesetzlichen Vorgaben zu entsprechen, nahm Thieme bereits 2006 eine neue, vollautomatische Lackieranlage in Betrieb, die für die Verarbeitung wasserbasierender Lacksysteme optimiert ist.

 

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    05.01.2011

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