Pulverbeschichten

Das Pulverbeschichten oder die Pulverlackierung ist ein Beschichtungsverfahren, bei dem ein elektrisch leitfähiger Werkstoff mit Pulverlack beschichtet wird. Eine typische Beschichtungsanlage besteht aus Oberflächenvorbehandlung (Reinigung und / oder Aufbringen einer Konversionsschicht), Zwischentrocknung, elektrostatischer Beschichtungszone und Trockner. Die Werkstücke werden dabei durch ein Fördersystem transportiert.

Weltweit wurden im Jahr 2006 etwa 1.100.000 Tonnen Pulverlack zur Beschichtung eingesetzt. In Europa beträgt der Anteil von Pulverlacken am gesamten Lackmarkt etwa 10 %. Je ein Drittel entfällt auf Europa und Asien, das verbleibende Drittel verteilt sich zur Hälfte auf Nordamerika und den Rest der Welt.[1]

Typische Untergründe für die Pulverlackierung sind Stahl, verzinkter Stahl und Aluminium. Das Hauptanwendungsgebiet ist die allgemeine Metallbeschichtung mit 35 % Anteil, gefolgt von Haushaltsgeräten (sogenannte Weiße Ware, 21 %), Fassadenbeschichtungen (20 %), Möbellackierung (13 %) und Automobillackierung (8 %). Heutzutage werden aber auch Automobile wie der Smart oder temperaturempfindliche Substrate wie MDF-Platten pulverbeschichtet.[1]

Pulverbeschichtung Die zur Pulverbeschichtung verwendeten Pulverlacke bestehen im Allgemeinen aus trockenen, körnigen Partikeln, die zwischen 1 und 100 µm groß sind. Chemisch basieren diese meist auf Epoxid- oder Polyesterharzen. Daneben sind Hybridsysteme verbreitet, die sowohl Epoxid- als auch Polyesterharze als Bindemittel enthalten. Wie sich ein Pulverlack bei der Beschichtung verhält, wird hauptsächlich durch seine mechanischen Eigenschaften wie der Partikelgröße und der Rieselfähigkeit bestimmt. In geringerem Maße spielt auch die chemische Zusammensetzung des verwendeten Pulverlackes eine Rolle. Je nach Zusammensetzung neigen die Pulverlackpartikel zum Ansintern in der Beschichtungsanlage. Sie sind temperaturempfindlich und beginnen aufzuschmelzen und zu verkleben, wenn die Temperatur 50 °C übersteigt.[2][3]

Seit April 2009 ist die Pulverbeschichtung in DIN 55633 normiert. Die Norm bezieht sich auf den Korrosionsschutz und die Bewertung von beschichteten Stahlbauten, eines der Hauptanwendungsgebiete der Pulverbeschichtung.[4] Weiterhin üblich ist auch die Zertifizierung durch Gütegemeinschaften, die sowohl für die beschichtenden Unternehmen als auch für Pulverlacke durchgeführt werden kann. Beschichtende Unternehmen müssen dabei Anforderungen hinsichtlich Fertigungseinrichtung, Laborausstattung, Eigenüberwachung und Qualität der erzielten Oberflächenvorbehandlung und der fertigen Beschichtung erfüllen. Hersteller von Beschichtungspulvern müssen nachweisen, dass die von ihnen hergestellten Pulver die entsprechenden Anforderungen erfüllen, etwa die Erhaltung der Farbe und des Glanzes des lackierten Objektes bei Auslagerung im Freien über mehrere Jahre

Nach der Entwicklung geeigneter Beschichtungsgeräte wurden in den späten 1960er Jahren erste Beschichtungskabinen gebaut. Zunächst handelte es sich dabei häufig um Umbauten klassischer Lackieranlagen, die ursprünglich für die Beschichtung mit Flüssiglack konzipiert waren.[7]

In den frühen 1970er Jahren wurden die heute gebräuchlichen Pistolentypen entwickelt. Die Entwicklung der Korona-Pistole ermöglichte die Zuführung von Hochspannung innerhalb der Lackierpistole, was ein bis dahin übliches zusätzliches Hochspannungskabel überflüssig machte. Diese Technologie ist heute die am meisten verbreitete. 1972 wurde die Tribopistole entwickelt, die sich jedoch erst in den späten 1990er Jahren durchsetzen konnte. Erst zu diesem Zeitpunkt wurden Pulverlacke entwickelt, mit denen die dort verwendete Aufladung durch Reibung in vollem Umfang genutzt werden konnte.[7]

1976 wurden Beschichtungskabinen mit Bandfilter vorgestellt, die Farbwechselzeiten von unter 20 Minuten ermöglichten. 1978 wurden Beschichtungskabinen mit abgerundeten Ecken vorgestellt, die leichter zu reinigen waren. Kabinen aus Kunststoff, die die Reinigung durch erschwerte Anhaftung von Pulverpartikeln weiter vereinfachte, wurde 1986 vorgestellt.[7]

Die Flachstrahldüse, die heute bei 80 % der Pulverbeschichtungsanlagen im Einsatz ist, wurde 1985 erfunden und löste in der Folge die bis dahin übliche Pralltellerdüse ab. Die sogenannten plattenlosen Düsen, bei denen die Pulverwolke durch Luftdüsen erzeugt wird, wurden kurz danach vorgestellt. Sie konnten sich jedoch nicht in der Industrie durchsetzen. Ebenfalls von geringerer Bedeutung ist die Entwicklung der sogenannten Pulverglocke, einem Rotationszerstäuber für Pulverlacke.[7]

Ab 1990 werden Pulverlackfördergeräte angeboten, die die Förderung direkt aus Gebinden ermöglicht. Diese Technologie befindet sich heute in breitem Einsatz