Für höchste Beanspruchungen

Erst lackieren, dann verformen

Schneiden, profilieren, umformen, tiefziehen, fügen nach dem Lackieren? Das lackierte Stahl- und Aluminiumblech aus der Bandbeschichtung übersteht diese Prozeduren, ohne Schaden an der Oberfläche zu nehmen. Im Aluminium- oder Stahlwerk werden Lacke bei der Bandbeschichtung - dem Coil-Coating - mit Hilfe von Walzen auf quasi endlose Stahl- und Aluminiumbänder mit Breiten von über zwei Metern aufgebracht.

17. Juni 2002

Coil-Coating läuft heute bei Geschwindigkeiten bis zu 160 Metern pro Minute ab. Die Beschichtung erfolgt in der Regel auf Ober- und Unterseite des Metallbandes in einem Durchlauf. Nach dem Aushärten des Lackfilms bei Temperaturen zwischen 200 und 250 Grad Celsius werden die Bänder wieder zu großen Rollen, den sogenannten Coils, aufgewickelt. Der Erfolg des organisch beschichteten Blechs basiert vor allem darauf, daß für den Verarbeiter dieser Bleche die Lackierung und der damit verbundene Aufwand entfällt: Vorbehandlung, Abwasser- und Abluftreinigung, Entsorgung von Reststoffen, die Kosten für Investition und Instandhaltung für Lackieranlage und Trocknung.

Kreative Testreihen

Vorbeschichtete Bleche sind hart im Nehmen. Zunächst einmal müssen sie ihre Weiterverarbeitung unbeschadet überstehen - die zahlreichen Umformoperationen, die nötig sind, um aus ihnen Gehäuse von Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Geschirrspülern, Kühlschränken oder Mikrowellen zu machen. Später muß ihre dekorative Oberfläche auch für den täglichen Gebrauch gerüstet sein. Bevor ein Coil-Coating-Lack vom Hersteller sein „Go“ bekommt, sind daher umfangreiche Tests nötig. Die funktionalen Eigenschaften der Lackoberfläche lassen sich mit den üblichen Tests feststellen, zum Beispiel dem T-Bend-, dem Biegefähigkeits-, dem Tape- oder dem Salzsprühtest. Zusätzlich muß auch abgesichert sein, daß die Oberfläche beständig gegen Lebensmittel ist. Für den Lackhersteller heißt es deshalb, die Fleckbeständigkeit gegen Ketchup, Senf, Mayonnaise, koffeeinhaltige Limonade, Schokoladencreme und Orangensaft zu testen.

Jeder Hausgerätehersteller hat seine eigenen Vorstellungen darüber, welchen Widrigkeiten seine Geräte ausgesetzt sein könnten. Zum Aufgabenkatalog kann es daher durchaus auch zählen, daß eine Kühlschrankoberfläche den Angriff von Lippenstift und Schuhcreme übersteht. Natürlich dürfen Waschmaschine oder Herd auch nicht rosten, wenn sie tropischem Klima ausgesetzt werden. Für solche Tests werden Probebleche in der BASF-Klimakammer bei 100 Prozent Feuchtigkeit und 40 Grad über schier endlos viele Stunden aufbewahrt - Rost darf sich danach natürlich nicht zeigen. Auch kochen die BASF-Anwendungstechniker Probebleche in heißer Waschlauge, um zu sehen, ob der Lack denn auch gegen Waschmittel gewappnet ist. Wie jede gute Hausfrau wissen auch die Entwickler, daß es nicht einerlei ist, mit welchem Waschmittel gewaschen wird - da gibt es gravierende Unterschiede im Ergebnis.

Geschützt und lackiert

Grundierung für die organische Bandbeschichtung, dem Coil-Coating, entwickelten das österreichische Unternehmen Voest-Alpine Stahl Linz, einer der größten Stahlhersteller Europas, und die BASF einen chromatfreien Universalprimer. Eine Produktklasse, die in vieler Hinsicht Maßstäbe setzt. Neben der Umweltverträglichkeit verbessert der Primer die Effizienz in der Produktion.

Der Aufbau von Coil-Coating-Lackierungen besteht in der Regel aus einem Primer und einem Decklack. Der Primer, der direkt auf das gereinigte und vorbehandelte Band appliziert wird, schützt vor Korrosion und schafft die Grundlage für die Haftung des darauffolgenden Decklacks. Dieser verleiht dem Blech die Farbe, das dekorative Aussehen und den Oberflächenschutz. Er ist aber nicht allein für eine makellose Oberfläche verantwortlich.

Erfolgreicher Einsatz nur durch gute Zusammenarbeit

„Die Basis ist der Stahl mit einer homogenen Oberfläche und einer gleichmäßigen Oberflächengüte“, erläutert Wolfgang Fuchs, Direktor beim österreichischen Stahlhersteller Voest-Alpine Stahl Linz. „Die vielfältigen Verknüpfungen zwischen Stahl, Lackoberfläche, Verarbeitung und Endprodukt zeigen deutlich, daß der erfolgreiche Einsatz von Coil-Coating-Blech eine gute Zusammenarbeit von Coil-Coatern, Lacklieferanten und Verarbeitern voraussetzt“, erklärt Uwe Pelchen vom BASF-Branchenmanagement Coil-Coatings.

BASF Coatings und Voest-Alpine arbeiten seit 1991 zusammen, um die Wünsche der Hausgeräteindustrie an die Lackierung zu erfüllen: Die Oberfläche muß makellos glänzen und zuverlässig geschützt sein, die Bleche müssen sich schadlos verformen lassen.

Universelles System gesucht

Die vielen verschiedenen Spezifikationen brachten das österreichische Unternehmen auf den Gedanken, inwieweit standardisierte Produkte zur Effizienzsteigerung eingesetzt werden konnten. Gefragt war ein universelles System mit einem hohen Qualitätsstandard. Dahinter stand die Überlegung, daß sich mit einem sehr oft unter gleichen Anlagenparametern applizierten Beschichtungssystem zwangsläufig bessere Produktqualität, Reproduzierbarkeit und Effizienz der Anlage erreichen lasse als mit nur selten verlangten Systemen. Die als Standard definierten Systeme können dann je nach Anwendung optimiert werden, so daß Parallel-Entwicklungen entfallen. Am Ende läßt sich ein höherer Qualitätslevel erreichen als mit einer vielfältigen Lackpalette. Das erste zu standardisierende Produkt sollte der Universalprimer sein, der als Basis für alle Decklacke ökonomischen und ökologischen Ansprüchen gleichermaßen gerecht werden sollte.

Kooperationsaufruf

Voest forderte schon 1991 alle Lacklieferanten auf, sich an der Entwicklung zu beteiligen. Bereits zu diesem Zeitpunkt hatten sich die Entwickler im BASF-Coil-Coating-Labor entschlossen, einen Universalprimer vorzustellen, der überdies chromatfrei war. „Daraufhin wurde das System auf unsere Bedürfnisse optimiert“, beschreibt Fuchs die gute Zusammenarbeit mit der BASF. Beim Einsatz des chromatfreien Universalprimers zeigten sich schnell seine Vorteile: Schon allein, weil die Bevorratung verschiedener Primer und die Entsorgung der Restmengen entfiel, ergaben sich Einsparpotentiale. „Mit der Umstellung auf den chromatfreien Universalprimer haben wir eine Standardisierung erreicht und zugleich unseren Qualitätsstandard angehoben“, so Fuchs. Mittlerweile setzt Voest-Alpine den chromatfreien Universalprimer seit über fünf Jahren ein. In logischer Konsequenz wurde 1998 auch die Vorbehandlung auf ein chromatfreies System umgestellt, ebenfalls eine kooperative Entwicklung, an der Henkel, die Universität Erlangen und die BASF teilhatten.

Ergänzende Anforderungen

Der Hausgeräteindustrie kam der chromatfreie Grundierungen sehr entgegen, dennoch stellte sie ergänzende Anforderungen: Man wünschte eine strukturierte Oberfläche, da diese sehr viel unempfindlicher bei der Verarbeitung ist als ein glatte. Außerdem sollte die Coil-Coating-Oberfläche einer gespritzten ähnlich sehen, um die bandbeschichteten Teile besser mit Komponenten kombinieren zu können, die auf andere Weise, zum Beispiel mit Pulverlack, lackiert werden. „Mit vereinten Kräften haben wir diese Wünsche umgesetzt und die Oberfläche optimiert“, berichtet Dr. Lothar Jandel, bei BASF zuständig für Entwicklung und Anwendungstechnik der Speziallacke. Die Struktur läßt sich mit Hilfe eines strukturgebenden Primer und eines „normalen“ Decklacks erzeugen. Für die Weiße Ware wurde ein ebenfalls chromatfreier Strukturprimer entwickelt, der sich genauso wie der Universalprimer als Standard durchgesetzt hat und mit allen Weiße Ware Decklacken kombinierbar ist.

Der Traum vom Auto

Die Zusammenarbeit zwischen BASF und Voest-Alpine mündet in vielversprechende Forschungsaktivitäten. So werden in einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit der Universität Erlangen und Henkel verschiedene Oberflächenphänomene untersucht. Die Ergebnisse des Projekts sollen helfen, neue Entwicklungen zielgerichteter anzugehen. Die Entwicklungen zielen auf automobile Anwendungen: „Nachdem bei der Weißen Ware jetzt ein hoher Qualitätsstandard erreicht wurde“, so die Einschätzung von Fuchs, „ist die neue große Herausforderung die Automobilindustrie. Dabei werden uns die Erfahrungen, die wir bei Hausgeräten gemacht haben, sehr nützlich sein, denn auch hier werden hohe Maßstäbe an Oberfläche, Stahlgüte, Korrosionsschutz und Verformbarkeit angelegt.“ Bislang wurden Zulieferkomponenten, wie LKW-Aufbauten, Wohnwagen, Anbauteile, aus Coil-Coating-Blech hergestellt. Doch bandbeschichtetes Material findet mittlerweile auch im Karosseriebau seinen Platz. Schon heute wird Stahlblech mit einem speziellen Primern der Serie, zum Beispiel bei der Produktion der Mercedes A-Klasse eingesetzt. Ein Nachfolgeprodukt für die Elektrotauchlackierung ist der nächste Schritt, mit dem sich das Coil-Coating-Blech seinen Platz im Automobilbau sucht. Der große Traum aller in der Coil-Coating-Branche Beteiligten: Eine ganze Karosserie aus vorlackiertem Stahl.

Erschienen in Ausgabe: 09/2001