Beschichtung | Oberflächentechnik für Schutz und Ästhetik

Antibakterielle, PVC-, Sol-Gel-, KTL- und andere Beschichtung spielen eine entscheidende Rolle in der Industrie, indem sie Materialien schützen und ihre Leistungsfähigkeit verbessern. Diese Verfahren der Oberflächentechnik bieten Korrosionsschutz, Verschleißfestigkeit und ästhetische Vorteile. Durch innovative Methoden wie Pulverbeschichtung und Galvanotechnik können Produkte langlebiger und widerstandsfähiger gestaltet werden.

Inhalt

• Antibakteriell auch ohne Desinfektion mit spezieller Lackierung
• KTL-Beschichtung: Gestelle für komplexe Bauteil-Geometrien
• Wassermischbare Gleitlacke zur Beschichtung von Elastomeren und O-Ringen
• PVC- und andere Beschichtungen für den Automobilbau
• Drei Beschichtungen für die Oberflächenveredelung
• Beschichtung für chemische Beständigkeit und Haftung auf Edelstahl

Antibakteriell auch ohne Desinfektion mit spezieller Lackierung

22.09.2020 | Zwar bietet Edelstahl von Hause aus wenig Chancen für eine mikrobielle Besiedlung. Doch reicht das im Gesundheitsbereich oder an Automaten und Schaltern in öffentlichen Räumen nicht aus. Hier schützt wirksam die antimikrobielle Beschichtung von Sedlbauer. Der spezielle Lack gewährleistet optisch brillante Oberflächen, ist antibakteriell, langzeitbeständig und gibt Keimen keine Chance, sich niederzulassen.

Das tatsächliche Risiko, sich über eine kontaminierte Oberfläche durch pathogene Keime wie Pilze, Bakterien, Hefen oder mit Viren zu infizieren, ist für gesunde Menschen vergleichsweise gering. Das gefühlte Infektionsrisiko erhöht sich aber maßgeblich, sobald viele Menschen ungeschützt und mit hoher Aktivität zum Beispiel das gleiche Zahlenfeld einer Eingabetastatur an einem Automaten benutzen.

Abhilfe schafft eine zusätzliche Schutzschicht, welche es Mikroben praktisch unmöglich macht, haften zu bleiben, sich zu entwickeln und so bei den Nutzern Krankheiten zu verursachen. Mikroben sind ein begriff aus der Mikrobiologie. Die häufigsten Vertreter der Mikroben sind Viren, Bakterien und Pilze. Die Keime sterben ab und Infektionsketten werden unterbrochen.

Die antibakterielle Beschichtung wird wie ein Schutzlack aufgetragen. Optische Gestaltungen sind zum Beispiel als Glattlack, Effektlack oder Lack mit Struktureffekten möglich. Die homogene Beschichtung ist kleiner 60 µm hauchdünn. Langzeitbeständig gegen Säuren, Laugen, Kratzen oder Wischen halten die antimikrobiellen Lacke auch einer permanenten Reinigung und Desinfektion stand.

Keine Chance für schadhafte Biofilme

Als wäre das Infektionsrisiko nicht schlimm genug, kann die mikrobielle Besiedlung von Oberflächen auch zur Geruchsbildung führen und farbliche Veränderungen oder gar Schäden an Displays verursachen. Die antibakterielle Beschichtung unterdrückt die Ausbildung dieser unangenehmen Biofilme von Bakterien und Co.

Den antibakteriellen Lack hat Sedlbauer zusammen mit einem Partner entwickelt und auf die Verarbeitung in der Nasslackierung optimiert. Er reduziert die Keimzahl auf der Oberfläche um bis zu 99,9999 % (log 5,9 %). Getestet wird dabei nach JIS Z 2801 (JIS: Japanese Industrial Standard – Japanischer Industriestandard, vergleichbar mit DIN). Dieser Standard ist seit 2007 weltweit als ISO 22196 normiert. <span Parallel zu seiner antibakteriellen Beschichtung betont Sedlbauer aber auch die Wichtigkeit einfacher Hygieneregeln zur Vermeidung von Infektionen.

KTL-Beschichtung: Gestelle für komplexe Bauteil-Geometrien

03.07.2019 | Bauteile, die im KTL-Verfahren beschichtet werden sollen, werden allgemein an speziellen Vorrichtungen aufgehängt oder -gesteckt, bevor sie in die unterschiedlichen Bäder getaucht werden. Neben konstruktiven Maßnahmen bei der Gestaltung der Werkstücke trägt auch die Konstruktion dieser Warenträger selbst zu einem guten Beschichtungsergebnis bei. 

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Wassermischbare Gleitlacke zur Beschichtung von Elastomeren und O-Ringen

13.12.2018 | Klüber Lubrication präsentiert neue wassermischbare Gleitlacke ohne brennbare Lösemittel für die lebensdauerfeste Trockenschmierung sowie für Spezialanwendungen mit Vorstartschmierung. Neben den bekannten Vorteilen der Trockenschmierung bietet die neue Produktlinie eine signifikante Gleitverbesserung sowie eine gesteigerte Dichtigkeit von O-Ringen aufgrund reduzierter Gas- und Flüssigkeits-Permeabilität.

„Bei der O-Ringbeschichtung haben Gleitlacke verschiedene Aufgaben zu erfüllen, von der einfachen Trennwirkung oder Montageerleichterung bis zu dynamischen Beanspruchungen beispielsweise bei der Ventilschmierung“, erklärt Rudolf Zechel, Manager Sonderprojekte von Klüber Lubrication.

„Bei der Beschichtung von Komponenten im Lebensmittel- und Trinkwasserbereich wird zusätzlich FDA- oder Trinkwasserkonformität gefordert. Unsere neuen Produktlinien verbinden die Vorteile unserer bewährten Gleitlacke mit dem zusätzlichen Vorteil, dass keine brennbaren Lösemittel enthalten sind und beim Auftragen keine Emissionen freigesetzt werden.“

PVC- und andere Beschichtungen für den Automobilbau

03.09.2018 | Ob direkte und indirekte Lichtakzente, farbig lackierte Akzentleisten oder Spiegelflächen: Mit innovativer Kunststoffbeschichtung lassen sich Komponenten im und ums Fahrzeug herum vielfältig gestalten. Wie groß die Bandbreite des Machbaren mit Plasma-Vakuum-Beschichtungen (PVD) in Kombination mit UV-Lack ist, zeigt Benseler.

Zu sehen sind vor allem Bauteile für das Fahrzeuginterieur, die den zunehmenden Ansprüchen an Design und Personalisierung des Fahrzeuginnenraums in der Automobilproduktion Rechnung tragen. Die Oberflächenspezialisten zeigen, wie sie mithilfe von transluzenten PVD-Beschichtungen Akzentleisten mit einer Glanzchromoberfläche beschichten, welche Bediensymboliken hinterleuchtet anzeigen.

Für Interieur-Bauteile mit Tag-Nacht-Design lösen die Oberflächenexperten nach der PVD-Beschichtung die metallische Oberfläche durch Laserbearbeitung teilweise wieder ab, sodass Tastenfunktionen wie „Start“, „Stop“ oder „Play“ in der gewünschten Schrift und Ausprägung sichtbar werden – bei Tageslicht zum Beispiel in Kunststoffweiß, bei Dunkelheit hinterleuchtet. Anschließend werden die Teile mit einem UV-Decklack versiegelt.

Weitere Akzente und zusätzliche Farbgestaltungsvarianten bietet das sogenannte Sputtern von „Diamond Like Carbon“-Schichten (DLC). Diese neue Generation von Hartstoffschichten aus diamantähnlichem, amorphem Kohlenstoff und Graphit zeichnen sich unter anderem durch ihre Abriebfestigkeit, einen niedrigen Reibkoeffizient, Korrosionsunterdrückung und die optische Transparenz bei Schichtstärken bis zu 1000 nm. So ermöglichen sie auch hochwertige, brillante Schwarzchromeffekte und edle Schwarzhochglanzeffekte.

Drei Beschichtungen für die Oberflächenveredelung

24.07.2015 | Mit den „Sol-Gel“-Beschichtungen seiner neuen Produktlinie „Cercoat“ kann WZR Ceramic Solutions die Oberflächenqualität metallischer, gläserner und polymerer Werkstücke und Halbzeuge gezielt optimieren. Die Bandbreite der erreichbaren Eigenschaften ist enorm, da sich die in drei Gruppen verfügbaren Beschichtungen vielfach modifizieren lassen. Herstellern, Entwicklern und Zulieferern bietet sich damit ein erhebliches oberflächentechnisches Verbesserungspotenzial.

Cercoat und besteht aus drei verschiedenen Typen von Sol-Gel-Beschichtungen, die den behandelten Werkstücken und Halbzeugen erhebliche funktionelle und qualitative Optimierungen verleihen. Metallische Oberflächen erhalten damit beispielsweise einen höheren Verschleißschutz, verbesserte Benetzungseigenschaften oder eine elektrische Isolation. Die Beschichtungen eignen sich daher zur Veredelung von Bauteilen für den allgemeinen Maschinenbau, die Elektrotechnik, die Chemie- und Prozesstechnik, die Medizintechnik, die Lebensmittelindustrie und viele andere Einsatzgebiete.

Transparente Dünnschicht

Cercoat-H ist die transparente Dünnschicht (<1 µm), deren Hauptaufgabe es ist, Oberflächen mit einer höheren Härte auszustatten. Der Härtegrad lässt sich je nach Anforderung variabel einstellen und macht die in einem Tauch- und Temperverfahren behandelten Bauteile unempfindlich gegen Kratzer und Schrammen. Eine ideale Verbesserung für alle Produkte die in rauen Umgebungen eingesetzt werden und spülmaschinenfest sein müssen.

Gleichzeitig erhalten die mit Cercoat-H beschichteten Oberflächen eine hohe Resistenz gegen Lösungsmittel, was sie für viele industrielle Reinigungsverfahren geeignet macht. Cercoat-H eignet sich sowohl als Coating für Edelstahl und Stahl als auch für Aluminium und Glas. Sogar technische Kunststoffe wie etwa Peeklassen sich damit beschichten.

Hydrophobische Eigenschaften

Das zweite, ebenfalls transparente Produkt Cercoat-Y ist eine Beschichtung mit hydrophoben Eigenschaften. Sie ist besonders umweltschonend, da sie ohne eine Fluormodifizierung auskommt. Mit ihrer Hilfe lässt sich zum Beispiel im Kunststoffspritzguss die unerwünschte Haftung der Kunststoffschmelze in der Spritzgießform minimieren. Cercoat-Y kann sowohl im Dip-Coating-Verfahren als auch im Spray-Coating appliziert werden. Letzteres bietet den Vorteil, dass sich damit auch Bauteile mit sehr komplexen Geometrien problemlos beschichten lassen. Auch diese Sol-Gel-Dünnschicht erweist sich in der Praxis als sehr beständig gegen Chemikalien und Lösungsmittel.

Coating mit mit Keramik-Partikeln

Das dritte Coating heißt Cercoat-P und ist ein mit Keramik-Partikeln angereichertes Sol. Hierbei können sowohl die Oberflächenstruktur als auch die Schichtdicke (>80 µm) an den Anwendungsfall angepasst werden. Gegenüber den partikelfreien Beschichtungen bietet Cercoat-P eine nochmals höhere Verschleißfestigkeit sowie einen zweiten großen Vorteil: Eine hohe elektrische Isolation (Durchschlagfestigkeit). Außerdem können diese Coatings ebenfalls hydrophob eingestellt werden und lassen sich darüber hinaus transparent oder farbig auftragen. Sie eignen sich für die Applikation auf Stahl, Edelstahl, Kuper, Aluminium, Glas und Peek.

Beschichtung für chemische Beständigkeit und Haftung auf Edelstahl

07.05.2013 | Ceramic Polymer hat eine neue, lösemittelfreie Tankinnenbeschichtung mit außerordentlich hohen Schutzfunktionen auf den Markt gebracht. Durch die besonderen physikalischen Eigenschaften dieser Neuentwicklung wird Edelstahl zuverlässig vor schweren Korrosionsschäden geschützt. Die Neuentwicklung ist bis zu einer dauerhaften Betriebstemperatur von 150 °C absolut resistent gegen eine Vielzahl von Chemikalien und Gasen.

Unter optimalen Bedingungen ist nichtrostender Edelstahl langfristig resistent gegen Korrosion. Die Reaktion von Sauerstoff und der in hoher Konzentration vorhandenen Chromatome des Edelstahls bewirkt die Bildung einer Passivschicht, einer dichten Oxidschicht, welche den Stahl vor Korrosionsangriff bewahrt. Dieser optimale Zustand ist jedoch nicht immer gegeben. Entscheidend sind vor allem der Oberflächenzustand und die fachgerechte Bearbeitung (z. B. Vermeidung von Mischbauweise, Einhaltung spezifischer Schweiß-Richtlinien) des Edelstahls.

Auch aggressive Lagermedien wie starke Säuren oder Laugen können die Passivschicht angreifen und beispielsweise abtragende Flächenkorrosion hervorrufen. Chloridhaltige Stoffe entziehen dem Edelstahl im Beisein eines Elektrolyts die für die Bildung der Passivschicht erforderlichen Chromatome. Demzufolge wird die schützende Schicht auf der Metalloberfläche örtlich durchbrochen. Durch die auftretende Lochkorrosion kann ein Bauteil innerhalb weniger Monate zerstört werden. Verstärkt geschieht dies beispielsweise in Meeresnähe. Selbst Edelstahl läuft durch die aggressive, salzhaltige Luft tiefbraun an und korrodiert.

Resistent gegen Chemikalien und Gase

Ein spezielles Beschichtungssystem für Edelstahl muss extremen technischen Anforderungen standhalten, denn schließlich wird Edelstahl nur bei erhöhten Ansprüchen an den Korrosionsschutz eingesetzt. Neben der Betriebstemperatur von 150 °C ist die Neuentwicklung absolut resistent gegen eine Vielzahl von Chemikalien und Gasen. Eine weitere, wichtige Besonderheit ist die hohe Haftung und die übermäßige Haftfestigkeitsverbesserung durch Wärmeeinfluss.

Eine Temperierung der beschichteten Flächen auf 70 °C bewirkt eine überdimensionale Haftung auf dem Edelstahl von 30,6 MPa. Diese Resultate und weitere interessante Ergebnisse rund um die Leistungsfähigkeit der neuen Premium-Produktreihe werden durch aufwändige Testreihen in Zusammenarbeit mit dem unabhängigen Forschungsinstitut Innovent e. V. bestätigt und von relevanten praktischen Erfahrungswerten untermauert. Die Applikation der Beschichtung ist denkbar einfach: Sie erfolgt direkt auf dem Substrat mittels Airless-Spritzverfahren.

Kombination spezieller Füllstoffkomponenten

Das Beschichtungssystem erreicht eine hochgradig chemische Beständigkeit ohne jegliche Einschränkung der Schutzfunktion gegenüber verschiedensten Säuren und Laugen (pH-Wert 0-14) teilweise bis 110 °C Betriebstemperatur; Kohlenwasserstoffe aller Art, bereits über 9000 h ununterbrochene Lagerung in 98 % Schwefelsäure, unverdünntem Methanol, 3 % Natriumchlorid-Lösung zu je 1/3-Mischungsverhältnis bei einer Temperatur von 50 °C. Zudem bietet die Beschichtung aufgrund ihrer neuartigen Formulierung eine überragende Haftung. Nach der Aushärtung bei Raumtemperatur wird eine durchschnittliche Haftfestigkeit von 17,7 MPa erreicht Dieser Wert verbessert sich um 72 % bei einer Erwärmung der Oberfläche auf 70 °C. Hier wird eine durchschnittliche Haftung von 30,6 MPa gemessen.

Ob dieser Effekt auch im Service erreicht werden kann, das heißt, wenn ein mit der Innenbeschichtung versehener Tank nach Aushärtung bei Raumtemperatur mit einem entsprechend warmen oder heißen flüssigen Medium gefüllt wird, ist unter anderem Gegenstand derzeitiger Untersuchungen.

Anwendungen von Meeresnähe bis Biogasanlagen

* Prozessbehälter
* Druckbehälter
* Lagertanks für Chemikalien und Gase
* Rohrleitungssysteme
* Seewasserbelastete Einrichtungen, Anlagen in Meeresnähe
* Zylinderkühlkammern von Hochdruck-Kompressoren
* Komponenten für Anlagen- u. Apparatebau, z. B. Mixer, Rührwerke, Förderanlagen
* industrielle und landwirtschaftliche Biogasanlagen
* Hygienisierungsbehälter, Faultürme, Fermenter für aggressive Biomasse und -gase

Neben Prozess- und Druckbehältern verschiedener Industriezweige sowie Lagertanks für hochkorrosive Chemikalien oder Gase werden Komponenten für den Apparate- und Anlagenbau effektiv geschützt. Ein weiterer Focus liegt auf der Biogasbranche: Biogasfermenter oder Hygienisierungsbehälter für hochaggressive Biomasse durch Verarbeitung von Trester, Brennereischlempe, Schlachtabfällen, Fetten oder Ölen werden häufig aus Edelstahl gefertigt. Durch diesen hochwertigen Untergrund allein kann man jedoch nicht von einem verlässlichen Langzeitschutz gegen Korrosion sprechen. Lediglich eine spezifische Beschichtung ist ein Garant für die beständige Lebensdauer der Anlagen ohne kostenintensive Ausfallzeiten und zeitraubende Sanierungsarbeiten.

Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Benseler, Ceramic Polymer, Ebinghaus, Klüber Lubrication, Sedlbauer, WZR.