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Polyurea-Lack für antimikrobiell wirksame Gerätebeschichtungen

Oberflächen beim Spritzguss
Im Werkzeug antimikrobiell lackiert

Im Werkzeug antimikrobiell lackiert
Spiegelglänzende Metallic-Oberflächen sind mit widerstandsfähigem Polyurea-Lack ebenso realisierbar wie antimikrobiell wirksame Oberflächen. Auch für schnelle Farbwechsel wurde bereits eine Lösung gefunden Bild: Panadur
Oberflächentechnik | Für die Automobilindustrie nutzt ein Hersteller ein neues Lackierverfahren jetzt in der Serie: Ein Polyurea-Lack wird gleich im Werkzeug aufgetragen. Das ließe sich auch für die Medizintechnik nutzen, für spiegelnde oder auch für antimikrobiell wirksame Gerätebeschichtungen.

Die Spiegelglanz-Lackierung von Kunststoffteilen ist direkt im Spritzgießwerkzeug möglich: Seit Kurzem produziert der Schweizer Kunststoffverarbeiter Weidplas GmbH mit dem neuen Verfahren optisch anspruchsvolle A-Säulenverkleidungen für einen Automobilhersteller – paarweise für die linke und rechte Säule. Das Verfahren ist aber nicht nur für die Automobilindustrie interessant: Lackiert werden kann in nahezu allen Farben, auch glasklar und mehrfarbig. Selbst Metallic-Töne und Effekt-Pigmentierungen seien realisierbar, wie auch matte Oberflächen und Matt-Glanz-Kontraste. So sollen sich haptisch und optisch hochwertige Teile für Haushalts- und Kommunikationsgeräte behandeln lassen. Beschichtungen von Geräteverkleidungen seien auch in der Medizintechnik denkbar. Entwickelt hat das Verfahren die Panadur GmbH aus Halberstadt, zusammen mit dem Spritzgießmaschinenhersteller Krauss Maffei, einem Werkzeugbauer sowie einem visionären Kunststoffverarbeiter.

Der gesamte Zyklus für ein aus vier Teilen bestehendes Paar der A-Säulenverkleidungen dauert bei Weidplas keine 60 s. Ein Zyklus umfasst das Spritzgießen von zwei Grundkörpern und zwei Abdeckungen, das Lackieren der Sichtteile mit Hochglanz-Reaktionslack sowie das Entformen, Beschneiden und Zusammenschweißen der Unter- und Oberteile.

Vor der Entformung kommt
der Lack aufs Spritzgussteil

Lackiert wird direkt im Spritzgießwerkzeug – unmittelbar vor der Entformung der Teile aus thermoplastischem Kunststoff. Krauss Maffei bezeichnet das als Color-Form-Verfahren. Der Zwei-Komponenten-Lack, der so seit 2008 verfügbar ist, entsteht aus Polyamin und Iscocyanat, die direkt vor dem Einsatz miteinander in Kontakt gebracht werden. Der Polyurea-Lack muss schnell verteilt werden, damit er nicht schon auf dem Weg zu seinem Einsatzort aushärtet. Auch Nanoteilchen sind beigemischt und spielen beim Verfahren eine Rolle.

Bis es in der Serienproduktion eingesetzt werden konnte, hatten die Beteiligten eine Reihe von Details zu optimieren. Diese betrafen die richtigen Bedingungen für das Pumpen der Nanoteilchen, die mit dem sehr fließfähigen Lack ins Werkzeug gelangen mussten. Darüber hinaus durfte der Lack, der vor dem Aushärten nicht viskoser ist als Wasser, das Werkzeug nicht unkontrolliert verlassen, weshalb die Abdichtung ein weiteres wichtiges Thema war und zum Teil sogar Gestaltungsanpassungen am Produkt erforderte.

Polyurealack ist nach 3 s nicht mehr klebrig

Bei Serienanwendungen sei die nahezu hundertprozentige Gutteile-Quote wichtig, heißt es. Sie werde mithilfe des Color-Form-Verfahrens erreicht: Nach etwa 3 s ist der Polyurea-Lack so weit ausgehärtet, dass die damit lackierten Bauteile nicht mehr klebrig sind und angefasst werden können.

Der lösungsmittelfreie Lack härtet energieeffizient ohne Wärmezufuhr in wenigen Sekunden aus, die Produktion erfordert keine Trennmittel, und die Lackschicht ist sehr kratzfest, UV-beständig und unempfindlich gegen Hautschweiß. Sinnvoll einsetzbar sei das Verfahren ab einer zu lackierenden Fläche von etwa einem Viertelquadratmeter.

Dr. Jacqueline Bach, die bei Panadur den Bereich Forschung und Entwicklung leitet, berichtet, dass es darüber hinaus schon Ergebnisse gibt, die auf dieser Basis eine funktionale Selbstheilung der Oberflächenbeschichtungen ermöglichen könnten: „Unsere Reflow-Materialien können oberflächliche Kratzer unter Einwirkung von moderater Wärme selbst ausheilen.“ (op)

www.panadur.de

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