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Die Geschichte des Lackes an sich lässt sich 7500 Jahre zurückverfolgen. Jedoch veränderte keine Epoche die Diversität dieses Materials so entscheidend, wie das vergangene als auch eingeleitete Jahrhundert. Der technische Fortschritt mit eingehender Industrialisierung führte auch zu rasanten Entwicklungen im Chemiebereich. Um nur einige Beispiele zu nennen: 1921 verwendete man erstmals Nitrozelluloselacke im Automobilbereich, zu deren Erfindung es nach dem ersten Weltkrieg kam, als diverse Lager noch voll von Schießbaumwolle waren, welches man herausfand, sich gut in Azeton lösen lässt und nach Trocknung zu einem farblosen Film erstarrt. Obwohl Alkydharzlacke 1927 erstmals hergestellt wurden und ab etwa 1935 als modifizierte Beschichtungsstoffe die Serienlackierung eroberten, gelangten diese erst Ende der 50-er Jahre im CarRefinish-Bereich an wirklicher Bedeutung. Nach 1963 wurde durch die Entwicklung von Polyesterharzen der PE-Putty zum unentbehrlichen Helfer des Lackierers und bedeutete das faktische Aus für Nitro- und Alkydharzspachtel. Angfang der 70-er begann das Zeitalter der 2K-Lacke mit Acryl-Polyurethan-Bindemitteln, dessen Entwicklung bis heute nicht abgeschlossen ist. Als ich in die Lehre ging 1975 kam Akzo Nobel mit der ersten Farbmischbank auf den Markt. Um 1995 hielt der Wasserbasislack bei uns Einzug, obwohl wir schon zu Ost-Zeiten experimentiell mit ICI-Wasserfüller Erfahrungen (wenn auch nicht so gute) machen konnten. Wenn Sie Detaillierteres über diese Thema lesen wollen, dann besuchen Sie einmal diese Seite der Lackfirma STANDOX!
Ende des 20. Jahrhunderst hielt die UV-Technologie Einzug in die Lackierwerkstätten....
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Warum UV?
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Die recht flachen Ergebnisse des Klimagipfels 2009 in Dänemark und das mahnende Gegenstück dazu, audio-visuell zu erleben im Film „Home“, machen uns bewusst, dass die Ressourcen, welche unsere Erde beherbergt, endlich sind und teilweise in schon absehbarer Zeit zur Neige gehen werden. Wo einige Staaten sich großspurig ignorant zeigen, suchen andere und partiell einzelne Unternehmen nach Verfahren, die Umwelt durch gezielt reduziertem Verbrauch von Rohstoffen und Energien zu entlasten, Emissionen jeglicher Art zu reduzieren, wenn nicht gar zu vermeiden. Das geschieht zum Teil aus weiser Voraussicht, manchmal aber auch per Gesetz. Beide Motive veranlassten die Lack- und Farbenindustrie, neue Wege in der Materialentwicklung zu gehen (z.B. Wasserbasislacke in Europa ab 2007), aber auch an neuen Beschichtungstechniken zu arbeiten. Ein Entwicklungsschwerpunkt liegt nun seit Jahren schon auf UV-(ultraviolett)-aktivierbaren Beschichtungssystemen. Obwohl große Bemühungen im Gange sind, die Anteile lösungsmittelhaltiger Farben und Lacke in der Druckindustrie als auch in der Holzindustrie zu verringern, haben diese bei der Trocknung Wärmeenergie fressenden Systeme noch große Anteile. UV-härtende Lacke, fast oder gänzlich lösemittelfrei, niedrig im Energieverbrauch bei der Aushärtung sind auf dem Vormarsch – langsam, aber stetig.
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Seit Oktober 2009 beschäftigen wir uns näher mit dem Thema ultraviolett härtende Lacke und testen DIE Innovation im Car Refinish Segment (zu Deutsch Autolack-Reparaturbereich) schlechthin. Die Rede ist von
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Sikkens Autoclear® UV
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Dabei ist die UV-Technologie keineswegs die Erfindung des Jahres 2009! Man kennt sie aus der Zahntechnik und auch im Grundier- und Füllerbereich ist sie seit Jahren im Gespräch. Jedoch ohne nennenswerte Ausbreitung.
Den Sikkens Autoclear UV gibt es nun schon seit über zwei Jahren. Auf der „Equip Auto 2007“ gewann AKZO-NOBEL mit diesem Sikkens-Lack am 15. Oktober 2007 den Grand Prix Award für innovative Automobilprodukte in der Kategorie Werkstattausrüstung. Jedoch ist die Resonanz im Autolackierbereich bislang eher zögerlich gewesen. Grund: Hohe Anschaffungskosten für die UV-Lampe oder gar die von SEHON angebotenen „verspiegelten“ Lackierkabinen, ein sehr hoher Materialpreis bei stagnierenden oder gar sinkenden Reparaturerlösen sowie eine hohe Empfindlichkeit des Materials bei Überbeschichtungen (Neigung zur Läufer- und Gardinenbildung an Kanten und Sicken).
Mit den Materialschwächen hat Sikkens, wie wir es ab Oktober selber testen konnten, erfolgreich aufgeräumt. Verbesserungen und Verfeinerungen in den Materialeigenschaften und Zusätzen als auch eine optimierte Applikationstechnik gewährleisten eine sichere Verarbeitung und sorgen für neues Aufsehen.
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Bevor wir uns mit dem neuen Super-Material befassen, sollten wir zunächst diverse Charakteristika beleuchten. Da wäre zunächst die Frage: |
Was ist UV-Licht?
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Aus der Schule wissen wir: „Licht ist eine Welle.“ Das Spektrum des für uns Menschen sichtbaren Lichtes erscheint verhältnismäßig klein, changiert es doch lediglich in den Regenbogenfarben vom langwelligen Rot bis zum kurzwelligen Violett. Wobei man jedoch nicht vergessen sollte, dass dieser „kleine“ Bereich Tausende von unterscheidbaren Farbnuancen für unser Auge bereithält.
Nicht mehr sichtbar sind die unmittelbar angrenzenden Wellenlängen. Länger als die Rot-Wellenlänge ist das „darunter“ (infra) liegende „Licht“, welches wir als Infrarot oder Wärmestrahlung kennen. Auf der „jenseits“ (ultra) liegenden Skala des sichtbaren Lichtes beginnt der Bereich des Ultravioletten. Wir bezeichnen ihn als UV-Licht, Schwarzlicht oder UV-Strahlung. Den UV-Sektor unterteilen wir je nach dessen beinhaltenden Wellenlängenbereichen in A, B und C. Dabei stellt die UV-A-Strahlung die längstwelligste der drei UV-Typen dar und grenzt somit unmittelbar an unserem sichtbaren Violett.
Das Sonnenlicht enthält alle drei Arten der UV-Strahlung. Da UV-C schon bei Eintritt des Lichtes in die Atmosphäre fast gänzlich absorbiert wird und kaum auf die Erdoberfläche gelangt, interessieren wir uns mehr für UV-A und UV-B. Werden diese Strahlen am Arbeitsplatz eingesetzt, müssen sich die Personen im Strahlungsbereich durch geeignete Arbeitsschutzmaßnahmen sichern. UV-B ist energiereicher, aber auch aggressiver in seiner Wirkung auf den Menschen. Verursacht Sonnenbrand und ist hauptverantwortlich für ein Hautkrebsrisiko. Verlangt somit auch konsequentere Abschirmung der Haut und Augen als UV-A. Noch mehr Details zu diesem Thema erfahren Sie auf der entsprechenden Wikipedia-Seite.
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UV-Licht als Zündfunke
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Die Wellenlänge der Strahlen bestimmt deren Intensität. Langwelliges Licht wie Infrarot, Licht bewirkt nur eine Rotation der Moleküle, währenddessen energiereiche, kurzwellige UV-Strahlung Elektronen im Inneren der Moleküle und Atome anregen kann.
Gerade dieser Anregung bedarf es im Falle der sogenannten radikalen Polymerisation, unter welcher die Bindemittelmoleküle des UV-Lackes aushärten. Bei dieser Prozess reagieren, wie der Name schon sagt, Radikale, das sind Teilchen, die ungepaarte, also freie Elektronen besitzen und verbinden sich zu Makromolekülen – der flüssige Kunststoff härtet aus. Das UV-Licht ist dabei der „Zünder“ zur sogenannten Initiation, welche man auch als Kettenstart oder Primärreaktion bezeichnet.
Deshalb reicht eine gegenüber konventioneller Wärmetrocknung extrem kurze Zeit der UV-Bestrahlung aus, um die Aushärtereaktion in Gang zu bringen. Den Vergleich zwischen konventionellen Lacksystemen und UV-härtenden finden Sie in einem Video-Clip sehr anschaulich dargestellt und akustisch begleitet auf der Seite der Firma IST METZ GmbH.
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LEDs und violetter Nebel - ein Hauch von Science Fiction
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Zusammen mit der auf LED-Technik spezialisierten belgischen Firma EREA entwickelte AKZO-NOBEL ein auf 81 UV-LED-Basis arbeitendes, luftgekühltes Aufsteckteil für die Spritzpistole, das gegenüber den bislang gebräuchlichen UV-Lampen einen wesentlichen Schritt nach vorne beweist: Die Aktivierung (Aushärtung) des Spritzgutes (UV-Klarlackes) wird sozusagen „instantaneous“ – unmittelbar beim Verlassen der Spritzpistole noch auf dem Weg zum zu lackierenden Teil „gezündet“. Es ist wie Science Fiction: Feinste Lacktröpfchen, ultraviolett-aktiviert, vom Raumschiff „SATA-Jet“ zur Destination „Lackierobjekt“.
Mission: Ausbildung eines transparenten Films mit sofortiger Aushärtung.
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Die Vorteile
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- Material fast lösemittelfrei
- dadurch dichte Oberfläche mit hervorragendem Glanzgrad
- der beste Verlauf und Lackstand, den wir je sahen
- Abperlen von Wasser wie beim nanoversiegelten Lack
- deutlich höhere Kratzbeständigkeit
- extrem hohe Resistenz gegen Lösemittel, auch bei frisch gehärteten Lacken
- sehr elastisch
- sehr gute Haftung auf Sikkens Autowave und DuPont CROMAX (eig. Test)
- bestens geeignet für sensible Untergründe
- Helle Basecoats härten schneller als dunkle (durch höhere Lichtreflektion)
- sparsamer Auftrag mit 1,1 mm Düse → Mat-Einsparung ca. 20-25%
- Topfzeit von 2-3 Tagen und länger → kein Material wird Abfall
- Einsparung an RPS-Bechern, da diese über mehrere Tage genutzt werden
- Energieeinsparung (Wärmetrocknung nicht mehr notwendig)
- Entlastung der Spritzkabine (nach 6-10 kann das nächste Fahrzeug rein)
- weniger Staubanfall durch Verbleib in der Kabine bis Antrocknung erfolgt
- härtet bei normalem Tageslicht weiter aus bis zur Polierbarkeit (ca. 30 Min.)
- ökologischer Aspekt „SEHR GUT“→ Ressourcen schonend
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Die Kehrseite
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- Härtet nur dort gut aus, wo belichtet wurde, sonst sehr langsam
- Finish und Polieren aufwendiger (wie bei kratzfesteren Lacken)
- Material im Einkauf noch wesentlich teurer als konventioneller 2K-Klarlack
- Equipment derzeitig nur auf Leasing (5 Jahre a 219,-€/Monat netto)
- 5-Jahres-Bindung an ein System → nur positiv für den Leasinggeber
- Schutzbrille (öfters zu erneuern) und Schutzhandschuhe notwendig
- leichte Irritation der Augen bei hellen, reflektierenden Farben (abhängig vom Anwender, jedoch keine Nachwirkungen wie beim Verblitzen der Augen durch Lichtbogenschweißen)
- ergonomisch recht schwer, wenn ganztägig damit gearbeitet wird
- durch Lichtabsorption längere Aushärtung auf dunklen Basecoats (Abhilfe 2x Nachaktivieren mit der LED-Scheibe)
- Übergangsbereiche bei Beilackierungen sind schlechter polierbar
- Rev. 2014: nach mehreren Jahren teilweise Haftungsprobleme und punktuelle Lackablösungen
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Fazit
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UV-Materialien im Lackierbereich sind, wie schon bemerkt, nicht brandneu. Vor Jahren hatten wir eine Vorführung der Fa. Spiess Hecker im Füllerbereich. Bei Vollschutzkleidung des Verarbeiters sollte ein Ring von auf der Reparaturfläche anliegenden Neoprenlamellen die schädlichen UV-B-Strahlen vom Verarbeiter sowie umstehenden Mitarbeitern abschirmen. Die Lamellen grenzten die Bearbeitungsfläche auf ein lächerliches Maß ein. Dann ein Test mit Sikkens UV-A-härtendem Füller, der leider aus (wie erzählt wird) patentrechtlichen Gründen vom Markt verschwand. Schade! Aber auch schon damals war die UV-Lampe dazu sündhaft teuer…
Der derzeitige 2K-Klarlack Sikkens Autoclear UV ist ein „geiles“ Material mit Zukunfts-Charakter. Dass im Gegensatz zur Konkurrenz auf die weniger schädliche UV-A-Technologie gesetzt wurde, ist löblich. Der Einsatz neuer innovativer Technik analog zum Öko-Gedanken, mit der nicht unerheblichen Einsparung von Material und damit pfleglicheren Umgang mit Rohstoffressourcen etwas Positives für die Umwelt zu tun als auch die aufgezählten wirklich tollen, positiven Eigenschaften des UV-Lackes konkurrieren mit den negativen Betrachtungen und einer noch derzeitig betriebenen Preisgestaltung seitens der Produzenten und Leasinggeber.
Ins Kalkül zu ziehen sind der Preisverfall im Reparatursektor, die mitunter sehr schwankende Auslastung der Werkstätten, der anhaltende Druck auf Werkstatt-Stundenverrechnungssätze zugunsten höherer Profite auf Seiten der Schadenmanager und Großkunden sowie die Verzerrung des freien Wettbewerbs durch „Spar“-Verträge der Versicherungen, die sich dann das Weisungsrecht in bestimmte, für sie günstig arbeitende Werkstätten vorbehalten. Und dann sind da noch die wahrhaft dummen Berufskollegen aus den eigenen Reihen, die meinen, mit unter der Rentabilitätsgrenze zu arbeiten, langfristig einen Betrieb führen zu können. Das alles vor dem Hintergrund ständig steigender Preise (nicht nur Energie, sondern auch die jährlich zwischen 6 und 8% steigenden Einkaufspreise bei den Lacklieferanten!). Bei gleichzeitiger Forderung, ständig auch in der Werkstattausrüstung Spitze und „up to date“ zu sein, kosten- und zeitintensives ISO-Qualitätsmanagement zu betreiben und als „top of the top“-Sahnehäubchen noch kostenlose „Service“-Leistungen anzubieten.
Einsatz für kleine Lackierbetriebe prüfen Über 13.000,00 Euro für das Leasing der UV-Technik PLUS Materialkosten nach einem Rabattsystem, welches nur bei Großabnahmemengen in die Nähe einer Kostengleichheit zu konventionellen Systemen gelangt. Nach meinen derzeitigen Berechnungen verkehren sich die Einsparungen in zusätzliche Kosten von mehreren Tausend Euro im Jahr!!! Zu prüfen ist, ob sich ein Kleinbetrieb bei aller Liebe zur Umwelt in Anbetracht schwindender Erlöse DAS noch leisten kann. Jedoch sind wir noch beim Recherchieren und Erfassen des tatsächlichen Klarlack- UND Gasverbrauches über einen längeren Zeitraum und werden zu gegebener Zeit diesen Artikel überarbeiten. Wir sind gespannt...
...August 2011 - Stand der Dinge Mittlerweile sind mehr als eineinhalb Jahre ins Land gegangen und zu meinem persönlichen Bedauern hat sich das innovative Klarlacksystem nicht etablieren können. Die zusätzlichen Kosten gegenüber konventionellen Klarlack-Systemen haben das Gros der Reparatur-Lackierbetriebe wohl ebenso verschreckt, wie einst uns. Kaum jemand kann diese Aufwendungen auf den Kunden umlegen. Die zündende Initiative seitens der AKZO-Nobel, die neue UV-Klarlack-Generation zu gleichen Preisen wie die konventionellen 2K-Lacke anzubieten und so den Car-Refinish-Betrieben einen Anreiz zur Umstellung auf zukunftsgerichtete Materialien zu geben, blieb leider bislang aus. Dabei hätte das hohe Verkaufsvolumen die sicher enormen Entwicklungskosten bald wett gemacht.... Schade!
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...Juni 2012 - Langzeitbeobachtungen Nach fast 2½ Jahren wurde es Zeit, die Qualität des UV-Lackes noch einmal unter die Lupe zu nehmen. Zu diesem Zweck hatten wir seinerzeit Teile unserer Firmenfahrzeuge beschichtet. Was taugt nun das damals verwendete Material? Zugegebenermaßen ist die thermische Belastung einer dunklen Lackierung ungleich höher als beispielsweise bei einer hellen Metallic-Farbe. Was Ihnen wahrscheinlich gar nicht auffallen würde - dunkle Farben wiesen einen leichten Volumenschwund des Klarlackes auf, der so eigentlich nicht sein sollte (Siehe Slider rechts). Zwar war die Sache mit 3000-er Schleifpapier und Polieren wieder in Griff zu bekommen und ein erneutes Nachfallen ist nun nicht mehr zu erwarten. Dennoch bleibt ein kleiner negativer Beigeschmack. Zufällig gerade in dieser Zeit verzeichneten wir auch an zwei Fahrzeugen ominöse Klarlackablösungen. Interessanterweise ausnahmslos auf dem vom Hersteller ausdrücklich empfohlenen Basislack! 2017 verzeichneten wir eine merkwürdige Wasserfleckenbildung. Trotz außerhalb der gesetzlichen Garantiezeit reparierten wir - auf eigene Kosten.... Und das alles, obwohl doch laut Aussagen der Lackhersteller jedes neue Material in eigens dafür entwickelten Laboren auf Stabilität und Langzeit geprüft werden! Ist hier, um sich Marktvorteile zu sichern, wieder mal ein Produkt verfrüht und ohne Langzeittest zur Anwendung freigegeben worden?
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Doch damit ist die Geschichte noch nicht zu Ende. Weitere interessante Materialien bereichern inzwischen die Welt des Reparaturlackierers. Interesse? Dann lesen Sie vielleicht auch den 2. Teil dieses Beitrages...
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