Der Lacklaborant Lernwerk

Alle Tafeln › Kapitel 9 · Anwendungen: Objektlackierung

L-102

Coil-Coating-Lacke

Bandbeschichtung von Metallcoils — elastisch für das spätere Umformen

Prüfungsteil 1A 9

KernaussageCoil-Coating beschichtet Metallbänder (Coils) im schnellen Banddurchlauf und brennt sie bei hoher Temperatur ein. Die Lacke müssen eine für den vorgesehenen Umformprozess ausreichende Elastizität, Haftung und Verformbarkeit besitzen; die Anforderungen hängen vom Substrat und Umformgrad ab.

Das Verfahren

Coils sind aufgewickelte Aluminium- und Stahlbänder. Beim Coil-Coating werden sie im Banddurchlauf mit Walzen beschichtet, im Ofen eingebrannt und wieder aufgerollt. Erst der Metallverarbeiter entrollt, stanzt und formt die Bänder — die Beschichtung ist da also schon fertig. Typische, nicht normative Trockenschichtdicken liegen bei etwa 5 bis 8 µm für den Primer und 15 bis 20 µm für den Decklack — Herstellerangaben nennen für Architektursysteme auch 18 bis 22 µm Decklack. Emballagensysteme werden dünner gefahren (siehe L-110). Aus Nassschichtdicke und Volumenfestkörper folgt: TSD = NSD · VFK/100.

Anforderungen: Elastizität

Weil das beschichtete Band nachträglich umgeformt, tiefgezogen und gestanzt wird, muss der Lack sehr elastisch sein und ausgezeichnet haften, ohne zu reißen oder abzuplatzen — bei zugleich genügend Härte und Beständigkeit. Als Bindemittel dienen oft Polyester oder Acrylate mit Melaminharz.

Temperaturstabile Pigmente

Wegen der hohen Einbrenntemperatur werden nur hitzebeständige Pigmente verwendet: Mischphasen- bzw. Spinellpigmente (Mischoxide mit Rutil- oder Spinellstruktur), Eisenoxide und Titandioxid. Die meisten organischen Buntpigmente sind dafür zu wenig hitzebeständig.

Elastizität prüfen

Die Elastizität prüft man mit der Erichsen-Tiefung (DIN EN ISO 1520), bei der das Blech kugelförmig bis zur Rissbildung verformt wird, und mit der Dornbiegeprüfung (DIN EN ISO 1519), bei der es über einen Dorn gebogen wird. Die Verformung bis zum ersten Riss ist das Maß.

Umweltvorteil

Coil-Coating gilt als ökologisch günstig: Es wird oft mit hohem Festkörper gearbeitet, und die Lösemittel der Abluft werden der thermischen Nachverbrennung zugeführt. Deren Energie heizt wiederum den Einbrennofen.

PVDF: höchste Bewitterungsbeständigkeit

PVDF-Systeme (Polyvinylidenfluorid) gehören zu den besonders wetterbeständigen Coil-Coating-Decklacken und werden für hochwertige Außenanwendungen eingesetzt, meist als Mischung aus etwa 70 % PVDF und Acrylat, flüssig im Bandverfahren aufgetragen. Es hält Farbe und Glanz über 20 bis 25 Jahre und mehr (Klassifizierung AAMA 2605) und wird deshalb häufig für hochwertige Architektur-Fassaden gewählt. Nachteile: Es ist teuer; die Farbpalette ist begrenzter und der Glanz eher niedrig (satiniert); der weiche Fluorpolymerfilm ist zwar ausgezeichnet umformbar, dafür aber kratz- und scheuerempfindlich (Schutzfolie bis zur Montage) und quillt gegen stark polare Lösemittel wie Ketone, Ester und NMP an; es braucht hohe Einbrenntemperaturen; als Fluorpolymer steht es zudem in der PFAS-Diskussion, und Reparatur oder Überlackierung sind wegen der niedrigen Oberflächenenergie schwierig.

Merksatz

Coil-Coating = Bandbeschichtung mit Einbrennen, vor dem Umformen. Darum: hohe Elastizität + Haftung (Erichsen/Dornbiege), hitzestabile Mischphasenpigmente, und dank hohem Festkörper plus thermischer Nachverbrennung der Ofenabluft ein anlagenseitig emissionsarmes Verfahren.

Coil-CoatingBandbeschichtungEinbrennenElastizitätErichsen-TiefungDornbiegeprüfungMischphasenpigmentSpinellUmformenNachverbrennung
Quellen
  • Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
  • DIN EN ISO 1519
  • DIN EN ISO 1520

Übungsblatt Ü-102

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Warum müssen Coil-Coating-Lacke besonders elastisch und haftfest sein, und welche Pigmente sind geeignet?

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Elastizität/HaftungDas beschichtete Band wird erst nach dem Einbrennen umgeformt, tiefgezogen und gestanzt; der Lack darf dabei nicht reißen oder abplatzen.
PigmenteWegen der hohen Einbrenntemperatur nur hitzebeständige Pigmente: Mischphasen-/Spinellpigmente, Eisenoxide, Titandioxid.
Warum das eine Eins verdientDer Zusammenhang Umformen → Elastizität und die Wahl hitzestabiler Pigmente werden korrekt erklärt.
Berechnung8 Punkte

2. Ein Coil-Coating-Lack hat einen Volumenfestkörper von 45 % und wird mit 44 µm nass appliziert. Welche Trockenschichtdicke ergibt sich?

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RechnungTSD = NSD · VFK/100 = 44 · 45/100 = 19,8 µm
ErgebnisRund 20 µm — ein typischer Coil-Coating-Wert.
Warum das eine Eins verdientDie Trockenschichtdicke wird korrekt aus dem Volumenfestkörper berechnet.
Anwendung6 Punkte

3. Mit welchen zwei Prüfungen beurteilt man die Elastizität eines Coil-Coating-Films, und was bewertet man dabei?

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Erichsen-TiefungDIN EN ISO 1520: kugelförmige Verformung des Bleches bis zur Rissbildung.
DornbiegeprüfungDIN EN ISO 1519: Biegen über einen Dorn; die Verformung bis zum ersten Riss ist das Maß.
Warum das eine Eins verdientBeide Elastizitätsprüfungen werden mit dem richtigen Bewertungskriterium genannt.

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