Pulverbeschichtung / 1 Verfahren

Vor dem Beschichten werden Werkstücke i. Allg. chemisch und mechanisch vorbehandelt. Dabei werden Rückstände entfernt, sie werden entfettet, gereinigt und erhalten Konversionsschichten, um die Lackanbindung zu verbessern. Es folgt i. d. R. eine Zwischentrocknung.

Das zu beschichtende elektrisch leitfähige Werkstück (i. d. R. Oberflächen aus Stahl, verzinktem Stahl, Aluminium) wird geerdet, Pulverteilchen werden von ihm angezogen und schlagen sich auf dem Werkstück nieder. Ab einer bestimmten Schichtdicke wird ein weiterer Niederschlag verhindert, da die Pulverschicht isolierend wirkt. Pulver, das sich nicht auf dem Werkstück niederschlägt, wird als Overspray bezeichnet. Technische Lüftung befördert überschüssiges Pulver i. Allg. in die Rückgewinnungsanlage.

Anschließend wird im sog. Einbrennofen das Pulver geschmolzen; es entsteht eine zusammenhängende Schicht. Beim Betreiben von Einbrennöfen müssen die besonderen Bedingungen der Pulverbeschichtung und der möglichen Schwelgasbildung berücksichtigt werden (s. EN 1539).

Die Beschichtung erfolgt – abhängig von Art und Beschaffenheit des Werkstücks, wirtschaftlichen Erwägungen und betrieblichen Gegebenheiten – mit Sprühsystemen (ortsfest angebrachte oder durch Roboter oder Hubgeräte geführte Geräte) oder mit Handsprüheinrichtungen (s. DGUV-I 209-052).

In Pulverbeschichtungskabinen (aus Metall, Glas oder Kunststoff) werden Pulverlacke im Sprühverfahren aufgetragen. Sie sind teilweise oder vollständig umschlossene Bereiche. Sie umfassen z. B. folgende Ausrüstung:

• technische Lüftung durch einen oder mehrere Ventilator(en),
• Luftfilter und Pulverlack-Rückgewinnungssystem,
• Rückführsystem für Pulverlack,
• Steuer- und Regeleinrichtungen,
• Brandmeldesystem und Verriegelungseinrichtungen,
• Explosionsschutz-System,
• automatisches Reinigungssystem,
• Klimaanlage,
• Warneinrichtungen,
• elektrische Einrichtung,
• Brandschutzeinrichtungen,
• Erdungseinrichtungen.

Pulverbeschichtung erfolgt v. a. elektrostatisch oder triboelektrisch; es finden auch Kombinationen der beiden Verfahren Anwendung.

Elektrostatisch

Beim elektrostatischen Verfahren wird Pulver (Sprühstoff) mithilfe eines Luftstroms von einem Behälter zu einem elektrostatischen Sprühsystem geführt. Dabei werden die Pulverteilchen mittels Hochspannung (30 bis 100 kV) aufgeladen. Die Hochspannung entsteht i. Allg. durch einen Hochspannungserzeuger.

Vorteile sind v. a. der geringere Verschleiß des Applikators, der niedrige Luftverbrauch und die Eignung für viele Pulverlacke.

Triboelektrisch

Bei triboelektrischen Pulversprühsystemen erfolgt die Aufladung des Pulvers durch Reibungselektrizität, die durch das Strömen des Pulver-Luft-Gemisches innerhalb des Applikators entsteht.

Wesentliche Vorteile dieses Verfahrens sind, dass mehrere Schichten aufgetragen werden können, das Verfahren besser automatisierbar ist und häufig geringere Anschaffungskosten anfallen. Der Applikator für die Handbeschichtung kann beliebig nahe an die Oberfläche herangeführt werden.

Alternative Applikationstechniken sind Wirbelsinterung und Coil Coating.

Wichtig

Wann lohnt sich Rückgewinnung?

Eine Rückgewinnung von Pulver lohnt sich dann besonders, wenn nur wenige Farbtöne verwendet oder hohe Stückzahlen erreicht werden. Dabei sind Abscheidegrade von bis zu 99 % möglich, d. h., nur 1 % des verarbeiteten Pulvers fällt als Abfall an.

Rückgewonnenes Pulver hat i. d. R. andere Eigenschaften als das Frischpulver; u. a. sind die Partikel kleiner. Es ist daher ein festes Mischungsverhältnis und eine Aufbereitung erforderlich, damit die Mischung aus rückgewonnenem Pulver und Frischpulver weiterverwendet werden kann.

Bei sehr häufigen Farbwechseln oder geringen Stückzahlen rechnet sich eine Rückgewinnung dagegen kaum.

Sprühsysteme bestehen i. Allg. aus:

• Versorgungseinrichtung für Beschichtungsstoff,
• Hochspannungselektrode,
• Hochspannungsversorgung,
• Sprühorgan.

Elektrostatische Handsprüheinrichtungen bestehen i. Allg. aus:

• Auftragseinrichtung (Applikator),
• Versorgungseinrichtung für Beschichtungsstoff,
• Steuergerät,
• Hochspannungsversorgung,
• Verbindungskabel.

Pulverbeschichtung findet breite Anwendung, z. B. für Bauteile von Maschinen, Haushaltsgeräte, Fassaden, Möbel, Autos und im Stahlbau.