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Formulierung und Anwendungstechnik thermoplastischer Beschichtungen

 
: Wang, Y.
: Koch, K.-U.

Recklinghausen, 2008, 42 S.
Gelsenkirchen, FH, Dipl.-Arb., 2008
Deutsch
Diplomarbeit
Fraunhofer UMSICHT Oberhausen ()
coating; surface treatment; additive; Beschichtung; Oberflächenbehandlung; Additiv

Abstract
Die Nachfrage nach Produkten mit individuellen Oberflächeneigenschaften steigt stetig. In dieser Arbeit wurden drei funktionelle Beschichtungen hergestellt und auf Herstellbarkeit und Wirksamkeit untersucht. Zur Herstellung der Beschichtungen wurden ein Polyamidpulver und spezielle Additive durch Verwendung des elektrostatischen Sprühverfahrens auf ein Prüfblech aufgebracht. Den Beschichtungen sollten durch den Einsatz der Additive jeweils positive Eigenschaften verliehen werden. Die vom Kunden gewünschten Eigenschaften waren ein dekorativer metallischer Glanz, eine antimikrobielle Wirkung, sowie IR-reflektierende Eigenschaften.
Die Additive, denen die gewünschten Eigenschaften nachgesagt werden, wurden mit einem ausgewählten Polyamid 12 in einem Extruder compoundiert und im Anschluss kryogen gemahlen. Die erhaltenen Pulver wurden mit Siebhilfsmitteln konfektioniert und auf eine Korngrößenverteilung kleiner 125 µm gesiebt. Danach wurden die Pulver in einer Sprühpistole elektrostatisch aufgeladen und auf ein Stahlblech aufgesprüht. Durch die Entladung der Pulverteilchen auf dem Blech trat eine Haftung ein. Durch ein anschließendes Erhitzen des Werkstücks auf 200 °C trat eine Benetzung der Werkstückoberfläche durch das geschmolzene Kunststoffpulver ein.
Aus diesem Verfahren resultierten Beschichtungen von unterschiedlicher Qualität.
Positiv kann festgehalten werden, dass durch mikroskopisches Betrachten der Beschichtungen eine Immobilisierung der PA-Partikel beobachtet werden konnte.
Allgemein muss jedoch festgestellt werden, dass die entstandenen Beschichtungen bei näherer Betrachtung viele unerwünschte Krater, Löcher, Nadelstiche und Poren aufweisen. Auch der erwünschte Glanzeffekt konnte nach erfolgter Beschichtung nicht mehr beobachtet werden.
Um den optischen und haptischen Eindruck zu vergleichen, wurden dry-Blends als eine Alternative mit höher Einsatzkonzentration hergestellt. Als Folge dieser Versuche ergaben sich Beschichtung, die mehr glänzten, trotzdem aber noch Krater und Löcher aufwiesen.
Eine mögliche Erklärung für die unerwünschten Unebenheiten der Beschichtungen könnte das Vorhandensein von Feuchtigkeit und unerwünschten Verunreinigungen sein, die aus den Bearbeitungsschritten, z. B. im Extruder, Mahlanlage, Sieben etc. in das Pulver geraten sein könnten.
Über die anderen beiden funktionellen Beschichtungen konnte aufgrund fehlender Analysemöglichkeiten bzw. zu hohem Zeit- und Bearbeitungsaufwand im Rahmen dieser Arbeit keine Aussage getroffen werden.
Im praktischen Teil dieser Arbeit konnten somit gut haftende Beschichtungen hergestellt werden. Zukünftige Forschungen in diesem Bereich könnten sich weitergehend mit der Erzeugung einer Beschichtung mit metallischem Glanz beschäftigen, sowie die in dieser Arbeit erhaltenen Beschichtungen verbessern und die aus dieser Arbeit erhaltenden Beschichtungen weiterführend auf ihre spezifischen Eigenschaften, wie antimikrobielle Wirkung und IR-Reflektionsvermögen hin untersuchen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-120636.html