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Aluminium-Testbauteil, an dem die neuen Pulverlackfilme
komplexen Umformbedingungen (Streckungen, Stauchungen ...)
ausgesetzt wurden: Die Lackschicht hält der Umformung hervorragend
stand und ist von unvermindert hoher Qualität.
Foto: IPF
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Das entscheidende Novum dieser
Pulverlacksysteme ist, dass sie komplexen Umformprozessen ohne
Qualitätsverlust standhalten, d.h. Aluminiumbleche können zunächst
lackiert und erst nachfolgend durch Tiefziehen bei Raumtemperatur in
ein 3-D Bauteil umgeformt werden. Durch diese Umkehr des herkömmlichen
technologischen Ablaufs können bisher notwendige Zwischenschritte
(Reinigung, Beizen) z. T. völlig eingespart werden, die heute 3/4 der
gesamten Prozesskosten ausmachen und mit erheblichen Umweltbelastungen
verbunden sind.
Zur Entwicklung der umformstabilen Pulverlacke waren, bedingt durch
die außerordentliche Komplexität der Prozesse, mehrere
wissenschaftlich und technologische anspruchsvolle Aufgaben zu lösen.
Zunächst waren Pulverlacksysteme zu entwickeln, deren
Härtungstemperaturen unter der Versprödungstemperatur von Aluminium
(>150°C) - und damit deutlich unter den bislang für Pulverlacke
erreichten Aushärtungstemperaturen liegen. Dieses Ziel wurde durch
Erarbeitung ganz neuer Vernetzungsmechanismen unter Einsatz von
Metallacetylacetonaten als Katalysatoren erreicht. Das auf die neuen
Katalysatoren angemeldete Patent wurde bereits von einem der führenden
deutschen Lackrohstoffhersteller erworben. Danach galt es,
Bindemittel/Härter-Systeme zu finden, die auch nach der drastischen
Herabsetzung der Härtungstemperatur einen guten Verlauf der
Pulverlackschmelze auf dem Untergrund sichern und Lackschichten von
hoher mechanischer Stabilität, Witterungs- und UV-Stabilität,
optischer Güte und Haftfestigkeit sowie mit der für die nachfolgende
Umformung erforderlichen Elastizität und Flexibilität entstehen
lassen.
Nach Entwicklung geeigneter Rohstoffe in direkter Zusammenarbeit mit
Industriepartnern wurden - in enger Kooperation von Chemikern und
Ingenieuren - Pulverlackgrundrezepturen entwickelt sowie verschiedene
für das technologische Regime wichtige Parameter getestet und
optimiert. So können für die neuen Systeme auch Lagerstabilität und
eine gute Verarbeitbarkeit mit konventionellen Maschinen gewährleistet
werden. Derzeit wird noch an der Verkürzung der Härtungszeiten
gearbeitet; erste Versuche zeigten bereits, dass sich diese durch
Einsatz einer speziellen Strahlenhärtungstechnologie (NIR) auf ca.
15-20 Sekunden absenken lassen.
Hohe wirtschaftliche Bedeutung besitzen die neuen Pulverlacksysteme
nicht nur wegen des enormen Potentials zur Kosteneinsparung, sondern
in besonderem Maße auch vor dem Hintergrund der am 1. November 2007 in
Kraft tretenden Bundesimmissionsschutzverordnung (in Umsetzung der
EU-Lösemittelrichtlinie). Die strengen Begrenzungen zur Emission
flüchtiger organischer Verbindungen aus Lacksystemen mit organischen
Lösemitteln werden alle Lackhersteller und -anwender dazu zwingen,
nach lösemittelfreien Alternativen zu suchen.
Die nunmehr mit dem Innovationspreis ausgezeichneten Arbeiten
erfolgten im Rahmen zweier vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung geförderter Verbundprojekte, an denen zahlreiche Unternehmen
aus der chemischen Industrie, Pulverlackverarbeiter, potenzielle
Anwender und mehrere Forschungseinrichtungen beteiligt waren.
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