Entsprechen den RAL-Vorgaben mit maximaler Genauigkeit: Die Präzisionsfarbkarten von Thierry dienen als Referenzmuster für Qualitätssicherung | Foto: Thierry

Nicht nur für die internationale Markenführung wird die Konsistenz von Corporate Colors immer wichtiger. Dabei muss sichergestellt sein, dass der Farbwert überall, auf jedem Substrat oder in jedem Material den Vorgaben entspricht. Als Referenz dienen dazu farbmetrische Werte und Präzisionsfarbkarten.

Die nach RAL definierten Farbtöne schufen einst diese eindeutige Basis, scheinen aber einer zunehmenden Streuung zu unterliegen und ungenau zu werden. Verschiedene Untersuchungen der Hochschule Esslingen prüften RAL-Farbtöne von Decorlacken aus dem Heimwerkerbereich und von Industrielacken. Die Proben verschiedener Hersteller zeigten oft eine mangelhafte Übereinstimmung mit den RAL-Farbkarten (RAL 841-GL) bei visuell deutlichen Farbabständen.

Diese Ergebnisse veranlassten das Stuttgarter Unternehmen Thierry, 183 Uni-Farben des RAL-Farbfächers exakt nachzustellen und in präzise Referenzfarbkarten umzusetzen. Produziert werden diese aus einem exakt abgemischten zweikomponentigen Polyurethanlack, der per Spritzlackierung auf einen Träger aus Kunststoff appliziert wird. Alle Karten weisen eine glatte Oberfläche und den gleichen Glanzgrad auf. Jede einzelne Farbkarte wird farbmetrisch vermessen, ausgewertet und dokumentiert. Damit entspricht man auch den hohen Anforderungen der Autoindustrie. Alle Muster sind mindestens fünf Jahre farbmetrisch konstant und können auch einzeln bezogen werden. Bei diesen Farbkarten handelt es sich wohlgemerkt nicht um herkömmliche Karten für die Auswahl eines bestimmten Farbtons, sondern um Werkzeuge für das Qualitätsmanagement.

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www.thierry-corp.com

Nicht nur für hochglänzende Lichtschaler, Handy-Gehäuse oder 3D-Blenden im Fahrzeug: Verformbare Hardcoat-Folie | Foto: Bayer MaterialScience

Kratzfeste Oberflächen von Polycarbonat-Folien ließen sich bisher immer nur nachträglich durch Lackieren aufbringen. Jetzt stellt Bayer MaterialScience eine neue Folie vor, die bereits mit einer kratzfesten Oberfläche ausgerüstet ist und sich dennoch im FIM-Verfahren hinterdrucken, trimmen, dreidimensional verformen lässt und hinterspritzen lässt.

Die „DualCure“-Kratzfestlacke überstehen die Verformungen auch bei engen Radien sowie hohen Ziehtiefen und werden nach der Formgebung mit UV-Lampen endgültig ausgehärtet. Die Verformung selbst kann per Thermoformen oder High-Pressure-Forming erfolgen.

Die Folie „Makrofol TP278“ ist abriebfest und resistent gegenüber vielen Haushaltschemikalien, Fette und Öle. Interessant ist auch noch der Tiefenglanz der Folie, die an den so genannten Klavierlackeffekt heranreicht. Und: Im Bleistift-Härtetest am Bauteil lässt sich die Einstufung „1H“ erreichen.

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www.bayermaterialscience.de

Aufbau eines selbstreinigenden Autolackes, im Klarlack enthaltene Pigmente reflektieren UB- und IR-Strahlung und bauen Schmutzpartikel darüber ab | Abbildung: Fraunhofer IPA

Saubere Flächen durch UV- und IR-reflektierende Lacke

Im Rahmen einer vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) arbeitet das Fraunhofer IPA an neuen, selbstreinigenden Beschichtungssystemen – nicht nur für die Fahrzeuglackierung.

Bisher etablierte Selbstreinigungskonzepte sind in ihrer Anwendbarkeit begrenzt und gegenüber mechanischen und chemischen Einflüssen sensibel. Das neue Konzept beruht auf dem Prinzip der UV- und/oder Infrarotlicht-Reflexion. In die Beschichtungsmatrix (zum Beispiel Klarlack) eingearbeitete, reflektierende Additive reflektieren die Sonneneinstrahlung auf die Unterseite von Schmutzpartikeln auf der Beschichtungsoberfläche. Während die kurzwelligen Lichtanteile radikalische Bindungsspaltungen in den organischen Bestandteilen der Schmutzpartikel hervorrufen und sie damit zersetzen, wird der Abbau des Schmutz-Beschichtungs-Haftverbunds durch reflektierte Infrarotstrahlung beschleunigt. Die Folge: Schmutzpartikel lösen sich von der Beschichtung ab.

Dass dieses Konzepts funktioniert, zeigen Tests mit einem 2K-Polyurethan-Klarlack, in den unterschiedlichen Mengen an Aluminiumpigmenten (Flakes) eingearbeitet wurden. In etwa einem Jahr kann eine abschließende Beurteilung erfolgen, wann die neue Technologie einsetzbar sein wird.

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www.ipa.fraunhofer.de

In der Beschichtungsmatrix (violett und grün) sind die medikamentösen Wirkstoffe (blau) so eingelagert, dass sie gleichmäßig freigesetzt werden – besonders bei Implantaten ist diese Lösung interessant | Foto: Bayer MaterialScience

„Baymedix CD“ integriert Medikamente in die Beschichtung und gibt sie dosiert ab.

Eigentlich wurde die Medikamentenbeschichtung zunächst für Stents entwickelt, also jene Implantate, die dafür sorgen, dass beispielsweise Blutgefäße offen bleiben. Doch „Baymedix CD“ eignet sich nach Angaben des Herstellers Bayer MaterialScience auch für andere Objekte, für polymere Substrate ebenso wie für Metalle wie Stahl oder Nitinol.

Die Beschichtung wird im Sprüh- oder Tauchverfahren auf das zunächst oberflächenaktivierte Substrat zusammen mit dem Medikament aufgetragen. Zwischen Substrat und Beschichtung bildet sich dabei eine haftungsintensive kovalente Bindung aus, die applizierte Schicht ist ausgesprochen glatt.

Durch Variation der hydrophilen und hydrophoben Bestandteile in der Beschichtung kann diese dem aufzunehmenden Medikament und der geforderten Abgaberate angepasst werden. Die Zeitspanne für die gleichmäßige Freisetzung des Medikaments kann zwischen wenigen Stunden und mehreren Monaten betragen. Wie Biokompatibilitätstests ergaben, ist die Inertheit der Beschichtung gegeben.

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www.baymedix.de

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Spritzguss und Beschichtung in einem Werkzeug: Das DirectSkinning-Verfahren bietet neue Möglichkeiten – nicht nur im Automotive-Sektor | Foto: Bayer MaterialScience

Spritzguss und Beschichtung in einem Werkzeug.

Immer wieder erweist sich die Nasslackierung von Bauteilen als Fremdkörper in der Herstellungskette, weshalb nach alternativen, prozesstechnisch besser integrierbaren und vor allem kostengünstigeren Verfahren gesucht wird.

Fischer Automotive Systems und Bayer MaterialScience haben gemeinsam eine neue Methode entwickelt, mit der sich Spritzgussteile ohne Entnahme aus dem Werkzeug beschichten lassen. Das DirectSkinning-Verfahren kombiniert also Spritzguss und Reaction-Injection-Molding (RIM) zu einer neuen Technologie. Nach dem Spritzen des Bauteils injiziert man das Beschichtungsmaterial, ein Polyurethan-System, über den PUR-Mischkopf in das noch geschlossene Werkzeug. Auf diese Weise erhält der Träger seine Beschichtung ohne separate Beschichtungsanlage und bei sehr geringer Nachbearbeitung.

Das Ergebnis des ersten Einsatzes dieses Produktionsverfahrens lässt sich im BMW 5er Grand Tourismo in Form einer Dekorblende betrachten. Die Blende verdeckt ein Schubfach direkt über der Mittelkonsole im Armaturenbrett. Während das Trägermaterial aus dem thermoplastischen, aber wärmeformbeständigen und schlagzähen PC/ABS-Blend „Bayblend T85“ besteht, bildet das PUR-System „Bayflex LS“ die 1,4 Millimeter starke Beschichtung. Das Material ist laut Bayer MaterialScience hoch kratz- und abriebfest, UV-beständig und farbecht. In fünf hellen Farben wird produziert, per Colour Matching jeweils auf die Farbigkeit der umgebenden Materialien abgestimmt. Schließlich soll die Farbigkeit im Interieur homogen sein.

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www.bayermaterialscience.de
www.fischer-automotive-systems.de

Beschichtungen auf Nanosolbasis schützen helle Möbelbezugsstoffe vor Anschmutzungen durch überschüssigen Farbstoff anderer Textilien | Foto: Oeko-Tex

So können auch helle Textilien farbfrei bleiben.

Helle Polstermöbel liegen im Trend, sind aber meist empfindlich und verfärben sich durch Kontakt mit anderen Textilien. Da auch die klassischen, auf Fluorcarbonharzen basierenden Fleckschutz-Ausrüstungen die Anschmutzung durch überschüssigen Farbstoff von Bekleidungs- oder Heimtextilien verhindern, suchte man am Bekleidungsphysiologischen Institut Hohenstein e.V. (BPI) zusammen mit dem Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West e.V. im Rahmen nach Möglichkeiten nach anderen Lösungen.

Im Rahmen des Projektes wurden verschiedenste antiadhäsive, quasikeramische Beschichtung auf Nanosolbasis synthetisiert und auf Möbelbezugsstoffe appliziert. Dabei zeigte sich, dass die Anschmutzungen durch Farbstoffabrieb und nicht wie ursprünglich vermutet durch farbigen Faserabrieb entstehen. Außerdem wurde klar, dass selbst Nanosol-Beschichtungen eine Farbanschmutzung heller Möbelbezugsstoffe nicht gänzlich verhindern, jedoch die vollständige Entfernung des Farbstoffes mittels Waschflotte und Microfasertuch möglich wird.
Bis zur Marktreife des Verfahrens bedarf es nach Einschätzung des BPI allerdings noch weiterer Forschungsarbeit, da die bisherigen Ausrüstungsvarianten noch nicht in der Lage sind, vollständige Farbstoffabreinigung sowie Hydro- und Oleophobie zu kombinieren.

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www.hohenstein.de

Gold-Nanopartikel auf einer Glasoberfläche, aufgenommen mit dem Rasterkraftmikroskop | Abbildung: Universität Stuttgart

Schema eines ultradünnen Metallfilms – genau genommen bildet sich kein kontinuierlicher Film aus, sondern winzige Inseln mit großem Brechungsindex.| Abbildung: Universität Stuttgart

Durchlässiger und noch reflexionsärmer: Glas mit nanoskaliger Metallbeschichtung.

Heute werden nahezu alle optischen Bauteile mit einer speziellen Oberflächenbeschichtung versehen, die als Antireflexschicht dient.

Am 1. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist man derzeit dabei, die Entspiegelung mit nanoskaligen Goldbeschichtungen zu effektivieren. Die Dicke der Beschichtung ist direkt mit dem Reflexionsgrad verknüpft: Ist die Schicht dick genug, dann wird alles Licht wie beim Spiegel reflektiert. Dampft man jedoch nur wenige Millionstel Millimeter eines Metalles auf das Glassubstrat, dann bleibt die Schicht nicht nur durchlässig für Licht, sie lässt sogar mehr Licht passieren als bei einem unbeschichteten Substrat. Dieses Phänomen und die Nutzung nanoskaliger Metallpartikel ergibt ganz neue Perspektiven und soll die Produktion von nanoskaligen Strukturen mit gezielt einstellbaren optischen Eigenschaften erlauben.

www.pi1.physik.uni-stuttgart.de

So sieht ein Rasterelektronenmikroskop die mit Reparaturkapseln angereicherte Galvanikschicht | Foto: IPA

Winzig klein, aber der Schlüssel für dauerhafte Schutzschichten: Nano-Kapseln.

Am Fraunhofer-Institut IPA hat man in Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen eine galvanische Schicht entwickelt, die gekapselte Reperaturflüssigkeiten enthält. Bei einer mechanischen Verletzung der Galvanikschicht werden auch die Kapseln beschädigt, der Inhalt tritt aus und verschließt die Beschädigung, der Korrosionsschutz ist wieder hergestellt.

Bisherige Versuche scheiterten stets an der Größe der Kapseln: Mit Durchmessern von 10 bis 15 Mikrometern waren sie schlicht zu voluminös für die nur 20 Mikrometer dünnen Galvanikschichten. Jetzt haben die Forscher ein Verfahren entwickelt, das auch kleinere Kapseln ohne Verletzung einbindet.

Maximal zwei Jahre soll es dauern, bis die Technologie großflächig anwendbar ist. Auch an Systeme mit unterschiedlichen Reagenzien ist gedacht, die beim Austreten nach dem Prinzip eines Zweikomponenten-Klebers aushärten.

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www.ipa.frauhofer.de

Ribletstruktur der Beschichtung unter dem Rasterelektronenmikroskop | Foto: Fraunhofer IFAM

Dem Haifisch abgeschaut: Eine Strukturbeschichtung für Schiffsrümpfe

Am Fraunhofer-Institut IFAM in Bremen arbeitet man schon seit einiger Zeit an bionisch inspirierten Beschichtungssystemen. Darunter ein System, das die feine Hautstruktur der agilen Haifische nachempfindet. Die Ribletstruktur soll Oberflächen, also das Unterwasserrumpf von Schiffen, geschmeidiger durch die Meere gleiten lassen.

Jetzt hat eine realistische Untersuchung diese These bestätigt. Im Hydrodynamik- und Kavitationstunnel der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA) testete man einen acht Meter langen, torpedoförmigen Körper bei Anströmgeschwindigkeiten bis zehn Meter pro Sekunde. Zunächst wurde der Körper mit glatter, dann mit strukturierter Oberfläche getestet. Dabei ergab sich eine Reduzierung des Reibungswiderstandes um fünf Prozent durch die Riblets – was im Großmaßstab entweder die Drosselung der Maschinen erlauben würde oder das Fahren höherer Geschwindigkeiten.

Ein Projektkonsortium aus IFAM, einer Reederei und Industriepartnern ist nun dabei, die Struktur in ein praxistaugliches Beschichtungssystem zu überführen. Dazu gehört beispielsweise auch die Integration eines Anti-Fouling-Konzeptes, das den effektmindernden Bewuchs durch Muscheln verhindert.

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www.ifam.fraunhofer.de