Wissen rund um das Thema Beschichtung
Die Adhäsionsneigung bezeichnet den Grad der Anziehungskraft zwischen zwei verschiedenartigen Stoffen. Ist die Rede von einer großen Adhäsionsneigung, haften die beiden Stoffe gut aneinander (z. B. Leim auf Holz). Wird von einer geringen Adhäsionsneigung gesprochen, haften die beiden Stoffe schlecht oder gar nicht aneinander. Eine geringe Adhäsionsneigung hat daher eine Antihaftwirkung zur Folge und ist ein Qualitätsmerkmal für Antihaftbeschichtungen wie z.B. der PTFE-Beschichtung.
Alkydharzlacke (oder auch Kunstharzlacke) gehören zu den klassischen Malerlacken. Sie eignen für Holz, Metall und PVC und können im Innen- und den Außenbereich eingesetzt werden. Sie besitzen eine hohe Deckkraft, sind sehr strapazierfähig aber auch lösungsmittelhaltig. Alkydharzlacke sind einfach zu verarbeiten, trocknen schnell und sind mit anderen Ölfarben oder Öllacken in jedem Verhältnis mischbar.
Moderne Alkydharzlacke werden mit Additiven wie Polysterol/Polyacrylate, Resol (Kunstharz), Epoxidharz oder Silikone modifiziert, um die Eigenschaften weiter zu verbessern oder zu verstärken.
Eine Anti-Graffiti-Beschichtung ist eine Beschichtung, deren besondere Eigenschaft die leichte und rückstandslose Entfernbarkeit von Graffiti ist. Oft als permanente Schutzbeschichtung konzipiert, bleibt sie auch nach mehrfacher Reinigung mit z. T. aggressiven Graffiti-Entfernern erhalten. Anwendungsfälle sind häufig Schienenfahrzeuge oder Einrichtungen im öffentlichen Raum.
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Die Wirkungsweise einer antibakterielle Beschichtung lässt sich weitgehend auf Metallionen zurückführen, die von den Wirkstoffen der Beschichtung kontinuierlich abgegeben werden. Die Ionen greifen die Stoffwechselsysteme von Bakterien und Pilzkulturen an und verhindern so deren Entstehung und Wachstum. Die Wirkstoffe basieren meist auf metallorganischen Substanzen, die für den menschlichen Organismus unbedenklich, gegenüber Mikroorganismen aber hoch wirksam sind.
Antibakterielle Beschichtungen werden vor allem in den Bereichen Nahrungsmittel-, Pharmaindustrie sowie in medizinischen Einrichtungen benötigt.
Eine Antihaftbeschichtung ist eine Oberfläche, die so beschaffen ist, dass andere Substanzen nicht an ihr haften bleiben können.
Der wohl bekannteste Anwendungsfall ist die Antihaftbeschichtung von Pfannen, welche das Anbraten von Speisen ermöglicht, ohne dass Speiserückstände an der Pfanne haften bleiben. Völlig unvermeidbar sind Anhaftungen aber meist nicht.
Auch beim Backen kommen Antihaftbeschichtungen häufig zum Einsatz, z.B. in Backformen oder professionelle Brot- und Brötchenblechen für die Backindustrie.
Umgangssprachlich wird eine solche Antihaftbeschichtung oft mit dem Handelsnamen Teflon™ der Firma DuPont bezeichnet. Sie steht als Synonym für die weitverbreitete Beschichtung mit Polytetrafluorethylen (PTFE-Beschichtung), welche von Roy J. Plunkett 1938 entwickelt wurde.
Weitere gängige Antihaftbeschichtungen sind aus Polyetheretherketon (PEEK Beschichtung), Perfluoralkoxylalkan (PFA-Beschichtung), Fluorethylen-Propylen (FEP-Beschichtung) oder werden mit Hilfe der Sol-Gel-Technologie hergestellt (Keramikbeschichtung).
Ein Beschichtungssystem/Lacksystem besteht aus mehreren Schichten, die als Grund-, Zwischen- oder Deckbeschichtung unterschiedliche Funktionen erfüllen.
Brandschutzbeschichtungen sind funktionelle Anstriche mit Oberflächeneigenschaften, die erst im Brandfall ihre Sicherheitskompetenz zeigen. Meist auf Stahlkonstruktionen, Holzbauelemente oder Beton angewendet, verlangsamen sie das Abbrennen und gewinnen so wertvolle Zeit für die Brandbekämpfung.
Ein Decklack ist die oberste Schicht eines Lacksystem. Er bestimmt Farbton und Glanz und gewährleistet dessen mechanische und chemische Beständigkeit
Alle Gase und viele Flüssigkeiten mischen sich von selbst miteinander. Dieser selbstständige Mischungsvorgang heißt Diffusion. In der Beschichtungstechnik spielt die Diffusionsfähigkeit eine große Rolle. Je diffusionsbeständiger eine Beschichtung ist, desto weniger können Teilchen eindringen, die die Oberfläche unterwandern und beschädigen. Diffusion kann aber auch gewollt sein, so können diffusionsoffene Beschichtungen Feuchtigkeit zunächst aufnehmen und nach und nach wieder abgeben.
Dispersionslack besteht zu 60 % aus Wasser und 40 % aus Kunststoffpolymeren, Harzen und Zusatzstoffen. Diese Feststoffe liegen feinverteilt im Dispergiermittel vor. Er wird beim Druck zum Schutz der Druckerzeugnissen eingesetzt und wird nach dem eigentlichen Druckprozess in einem speziellen Lackwerk der Druckmaschine vollflächig oder partiell aufgetragen. Mit Dispersionslack lassen sich Glanz- und Mattwirkungen erzielen und die Scheuerfestigkeit und Gleitfähigkeit des Druckerzeugnis wird erhöht. Im Gegensatz zu UV-Lack muss er nicht speziell ausgehärtet werden, sondern trocknet durch das Wegschlagen und Verdunsten vom Wasser.
Ethylen-Chlortrifluorethylen (ECTFE), besser bekannt unter dem Handelsnamen Halar®, wird als Werkstoff für Beschichtungen verwendet, welche starken Schutz vor Chemikalien benötigen, z.B. Tankinnenbeschichtungen und Rohrinnenbeschichtungen in der Industrie.
Die primäre Funktion von ECTFE-Beschichtungen ist ein verlässlicher Schutz vor Schäden (z.B. Korrosion) durch Säuren und Basen von Behältern und anderen Gefäßen oder Geräten, die im Kontakt mit aggressiven Chemikalien stehen. ECTFE-Beschichtungen bieten gute Antihafteigenschaften und sind hitzebeständig bis 150°C.
Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) ist ein fluoriertes Copolymer und wird als Werkstoff für Beschichtungen verwendet, die eine vielzahl von Anforderungen gerecht werden müssen.
ETFE-Beschichtungen bieten sehr gute Eigenschaften gegen mechanische Einflüsse, sind elektrisch isolierend und chemisch beständig gegen fast alle Stoffe. Ebenso ist der Einsatz in hohen Temperaturbereichen durch eine starke Flammwidrigkeit möglich.
Elektrisch ableitende Beschichtungen unterdrücken elektrostatische Aufladungen und vermeiden damit Staubansammlungen, Störungen bei elektronischen Geräten und gefährliche Entladungen, bei denen durch Funkenbildung brennbare Atmosphären, wie sie z.B. Luftgemische mit Lösungsmittel oder Staub, zur Explosion gebracht werden können.
Elektrisch ableitende Beschichtungen werden vor allem in den Bereichen Chemie- und Halbleiterindustrie, Maschinen- und Anlagenbau, Pharmaindustrie und Verpackungsindustrie benötigt.
Im Gegensatz zu industriellen Beschichtungsstoffen wie Teflon oder Keramik, die chemische Erfindungen der Neuzeit sind, wird Emaille als Schutz und Verzierung von Gebrauchs- und Luxusgegenstände seit mehr als 3000 Jahren verwendet.
Emaille ist eine glasartige Schutzschicht, die das Trägermaterial (z.B. das Eisen) vor Korrosion und einwirkenden Temperaturveränderungen schützt. Emaille besteht aus Borax, Feldspat, Flussspat, Quarzsand und Soda und wird bei hohen Temperaturen auf das Trägermaterial aufgebrannt und verzahnt sich dabei fest mit diesem. In der Regel wird Emaille in zwei Schichten aufgetragen: mit einer Grundemail-Schicht und einer Deckschicht.
Emaille haftet fest am Trägermaterial an und ist außerordentlich resistent gegen Kratzer. Emaillierte Oberflächen sind pflegeleicht können aber, bei unsachgemäßem Gebrauch, genau wie Glas auch, springen.
Eine Epoxidharz besteht aus Polymeren (duroplastischer Kunststoff) und ist nach der Aushärtung nicht mehr verformbar, sehr widerstandsfähig und wird viel als Bodenbeschichtung, zur Laminierung von Bodenbelägen und als Bindemittel für Steinteppiche verwendet. Eine Epoxidharzbeschichtung ist besonders geeignet für handwerkliche und industrielle Arbeitsflächen. Sie wird aber auch in Lagerräume und Labore verwendet, da die Oberfläche resistent gegen Staub und Chemikalien ist.
Bei Fluorethylenpropylen handelt es sich, wie bei PTFE und PFA, um ein Fluorpolymer, genauer gesagt ein Co-Polymer. Eine FEP-Beschichtung ist sehr chemikalienbeständig, schützt vor Korrusion, hat einen niedrigen Reibungskoeffizient und gute elektrisch isolierende Eigenschaften. Sie kann ist ein- oder mehrschichtig in sehr dünnen Schichtstärken verarbeitet werden (15 - 30µm im Einschichtsystem), ist bis 200° hitzebeständig und wird hauptsächlich als Antihaftbeschichtung eingesetzt.
Flexodruck ist ein direktes Hochdruckverfahren, welches vor allem in der Verpackungsbranche angewandt wird. Er bietet eine optimale Druckqualität auf unterschiedlichsten Bedruckstoffen und kommt auch mit schwer bedruckbaren Materialien wie elastische und dehnbare Folien, Vlies und Zellstoff, unterschiedliche Kunststoffe, Keramik, Glas und Aluminium zurecht. Die verwendeten Farben sind umweltverträglich, wasserbasiert und lebensmittelecht.
Fluorpolymere sind eine Gruppe von Hochleistungskunststoffen wie PTFE, PFA u.v.m.. Sie besitzten meist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, einen hervorragenden Wärmewiderstand, einen ausgesprochen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hohe elektrische Isolierung und eine hohe Temperatur bei Dauerbetrieb. Zu den Anwendungsbereichen zählen u.a. die Herstellung von Halbleitern, Kfz-Komponenten, Elektroanwendungen und Kochgeschirr mit Antihaftbeschichtung.
Haftvermittler (Primer) sind Mittel, die die Adhäsionsneigung von Oberflächen verbessern. Haftvermittler werden für stark beanspruchte oder schwer haftende Oberflächen und Beschichtungen zur Erhöhung der Haftfestigkeit der jeweiligen Lacke, Farben o.ä. verwendet. Durch die erhöhte Haftfestigkeit wird oft auch der Korrosionsschutz und die Beständigkeit gegen Wasser und Chemikalien verbessert.
Hitzebeständige, auch hitzefeste und Thermolacke genannte Beschichtungen schützen Reaktoren, chemischen Anlagen, elektrischen Komponenten, Öfen und ähnlichen Applikationen vor schädlichen Temperaturen und verhindert somit Korrosion, Materialermüdung und Rissen an der Oberfläche.
Anders als der Name denken lässt, handelt es sich bei Keramikbeschichtung eigentlich nur um eine keramikähnliche Beschichtung, welche mit Hilfe der sogenannten Sol-Gel-Technologie hergestellt wird.
Diese hauchdünnen hybriden Beschichtung vereint auf molekularer Ebene die Eigenschaften organischer und anorganischer Materialien und schafft eine glasartige, extrem harte Oberfläche, die bis zu 450° C stabil ist und Antihafteigenschaften aufweist.
Zu den weiteren Eigenschaften einer Keramikbeschichtung zählt eine guten Verschleißbeständigkeit, die chemische Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen, sowie die thermische und elektrische Isolationseigenschaft.
Klarlack ist ein transparenter Lack, der meist nur aus Binder und Lösungsmittel aufgebaut ist. Er dient häufig als Beschichtungsstoff, wenn der zu beschichtende Stoff sichtbar bleiben soll, aber vor äußeren Einflüssen geschützt werden muss. Klarlack wird in der Regel als 2K(Komponenten)-Lack verwendet, bei dem Stammlack und Härter erst kurz vor der Verarbeitung vermischt werden.
Eine Korrosionsschutzbeschichtung hilft bei der Vermeidung von Beschädigungen, die durch Korrosion an metallische Werkstoffe, Glas, Kunststoffe, Baustoffe etc. entstehen können. Die Beschichtung schirmt korrosiven Gasen und Flüssigkeiten ab und sorgt so für eine längere Lebensdauer der Stoffe.
Als Beschichtungsstoffe werden üblicherweise Kunstharze wie Epoxidharze oder Polyurethane, Kunststoffe wie PVC sowie Kunststofffolien, Öle, Lack, Gummi oder Hartparaffine verwendet.
Polyetheretherketon (PEEK) ist ein Hochleistungskunststoff, der auch längere Zeit hohe Temperaturen aushalten kann. Eine PEEK-Beschichtung hat eine herausragenden Abriebbeständigkeit und eine starke Antihaftwirkung, da sie gegen fast alle organischen und anorganischen Chemikalien beständig ist.
Perfluoralkoxy (PFA) ist eine Art von polymeren Fluorcarbonen mit ähnlichen Eigenschaften wie PTFE und FEP. Er gilt als eine Weiterentwicklung von PTFE und wird auch unter dem Markennamen Teflon™ vertrieben. PFA-Beschichtungen bieten sehr gute Eigenschaften gegen mechanische Einflüsse, sind elektrisch isolierend und chemisch beständig gegen fast alle Stoffe und werden oft als Antihaftbeschichtungen eingesetzt. Ebenso ist der Einsatz in hohen Temperaturbereichen durch eine starke Flammwidrigkeit möglich.
Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein vollfluoriertes Polymer und ist sehr reaktionsträge. Durch eine besonders starken Bindung zwischen den Kohlenstoff- und den Fluoratomen können selbst aggressive Säuren diese Beschichtung nicht angreifen.
Die bekannteste Anwendung ist der Einsatz als Antihaftbeschichtung in Pfannen und Töpfen. Die Beschichtung selbst haftet, weil das Metall der Pfanne angeraut wird, was mechanisch durch Sandstrahlen oder chemisch durch Säuren geschehen kann. Dann wird das PTFE mit Druck aufgetragen und so von den zahllosen kleinen Unebenheiten der Pfanne festgehalten. Die Bindung erfolgt somit mechanisch und nicht chemisch, weshalb die Oberfläche meist etwas kratzempfindlich sind. Die Oberseite der Beschichtung bleibt jedoch sehr glatt und verhindert so das Anbacken der Speisen.
Die Sol-Gel-Technologie ist eine Kombination organischer und anorganischer Chemie. Durch ein spezielles Verfahren lassen sich organische und anorganische Stoffe in ein einziges Material bzw. eine Schicht zu verbinden, um letztlich eine hybride Beschichtung zu gewinnen, die viele Keramik-ähnliche Eigenschaften aufweist. Man spricht deswegen auch von Keramikbeschichtungen. Im Vergleich zu PTFE sind Sol-Gel-Beschichtungen härter (9H Bleistiftstärke) und halten höheren Temperaturen (bis 450 C) stand.
Im Gegensatz zu anderen Lackierungen basiert UV-Lack komplett auf Festkörperteilchen. Es wird weder Wasser noch Lösungsmittel verwendet, dadurch ist der Lack umweltfreundlich und er benötigt nur eine kurze Trocknungszeit. Der Lack wird vollflächig oder partiell aufgetragen und anschließend mittels UV-Licht ausgehärtet. Um nach der Verarbeitung verschiedene optische und haptische Eindrücke zu erzielen, können UV-Lacken verschiedenste Effekt-Pigmente oder Farbe beigemischt werden.
Öldrucklack wir im Offsetdruck benötigt. Er hat eine farblose, also pigmentfreie Offsetfarbe und wird verwendet um den Druckfarbenglanz und Scheuerfestigkeit zu erhöhen und Matteffekte zu erzielen. Wesentliche Bestandteile sind trocknende Öle, Harze, Trockenstoffe und Mineralöle. Da ein Öldrucklack normalen Offsetfarben ohne ein Farbpigment entspricht, ist kein spezielles Lackierwerk nötig.
