Die ökologischen Vorteile von Pulverlacken gegenüber konventionellen Lacksystemen sind unbestritten. Sie werden lösungsmittel- und damit emissionsfrei aufgebracht. Overspray (Lackpartikel, die nicht auf dem zu lackierenden Substrat auftreffen) wird zurückgewonnen und wiederverwendet. Damit lassen sich nahezu 100 Prozent der Pulverlacksubstanz ausnutzen. Limitiert ist eine Anwendung der Pulverlacktechnologie bisher dadurch, dass der Lackierprozess mit Pulverlacken bei deutlich höheren Einbrenntemperaturen abläuft. So vernetzen wetterstabile, thermisch härtende Pulverlacke in der Regel bei Temperaturen über 160 Grad Celsius. Bei diesen Temperaturen können nicht wärmebeständige Substrate (Holz, Kunststoffe), aber auch metallische Legierungen mit speziellen Eigenschaften bisher nicht beschichtet werden. Innerhalb des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Programms 'Integrierter Umweltschutz in der Kunststoff- und Kautschukindustrie' arbeiten Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden gemeinsam mit Projektpartnern aus der chemischen Industrie (u.a. Degussa AG, Akzo), anderen Forschungseinrichtungen (u.a. Fraunhofer IWU Chemnitz, HTW Dresden) und potenziellen Anwendern (u.a. Daimler Chrysler) an der Entwicklung innovativer Pulverlacke und Verarbeitungstechnologien, die diese Nachteile abbauen und die Pulverlacktechnologie in neuen Anwendungsbereichen konkurrenzfähig machen. Derzeit werden in zahlreichen Leichtbauanwendungen Aluminiumbleche zunächst zu Bauteilen umgeformt, auf die nachfolgend der Lack aufgebracht und ausgehärtet wird. Um eine gute Lackhaftung zu realisieren, sind durch Umformprozesse bedingte Hilfsstoffe auf der Metalloberfläche, wie Fette und Öle, in zeit- und kostenintensiven Reinigungs- und Beizoperationen vor der Beschichtung vollständig zu entfernen. Angestrebt ist nun nichts weniger als eine komplette Umkehr des technologischen Prozesses zur Herstellung von vorlackierten Alubauteilen. Nach erfolgreichem Abschluss des Forschungsprojektes wird es möglich sein, die Pulverlackierung und Aushärtung an Blechen und Bandmaterial vorzunehmen und diese erst nachträglich umzuformen. Dadurch werden nicht nur Lackierstrecken bei den Anwendern überflüssig, es entfallen auch die Reinigungs- und Beizoperationen, was erheblich zu Umweltentlastung und Kosteneinsparung beiträgt. Die Herausforderung für die Forscher besteht darin, das Pulverlacksystem in chemischer und technologischer Hinsicht so zu gestalten, dass die Beschichtung dem Umformprozess ohne Qualitätsminderung standhält. Da Aluminium bei den derzeit in der Pulverlackierung erforderlichen Einbrenntemperaturen von über 160 Grad Celsius versprödet, sind Lacksysteme mit Härtungstemperaturen unter 150 Grad Celsius erforderlich, die nach dem Einbrennen einen flexiblen und damit umformbeständigen Film bilden. ...
Der Anlass des Vorhabens war ein gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für angewandte Materialforschung (IFAM) durchgeführtes Forschungsprojekt im Bereich der Niederdruck-Plasmapolymerisation zur Beschichtung ausgewählter Teilspektren aus dem Bereich Metall und Kunststoff. Auf Basis der Erkenntnisse des Forschungsprojektes sollte eine Plasmapolymerisationsanlage erstellt werden, die auf die Bedürfnisse der industriellen Anwendung der Plasmapolymerisationstechnologie optimiert ist. Die Zielsetzung war es, herkömmliche PTFE-Beschichtungen mit dieser besonders bei höheren Stückzahlen wesentlich kostengünstigeren Beschichtung zum Teil ersetzen zu können sowie neue Anwendungsfelder für die Oberflächenbeschichtung zu erschließen. Dabei sollten auch Umweltbelastungen aus den Verfahren zur PTFE-Beschichtung reduziert werden, da das Herstellungsverfahren der Plasmapolymerbeschichtung wesentlich umweltfreundlicher im Bezug auf Energiekosten und Luftverunreinigungen ist. Der Energieverbrauch bei der Niederdruck-Plasmapolymerisation beträgt nur einen Bruchteil vom Energiebedarf für PTFE-Beschichtungsverfahren. Es wurde vom IFAM eine Versuchsanlage gebaut, die von der Anlagengeometrie und den möglichen Beschichtungsarten ein breites Spektrum abdeckt. Über 15 Monate wurden umfangreiche Musterbeschichtungen an verschiedensten Teilen durchgeführt; Anlage und Software wurden optimiert.