Der Lacklaborant Lernwerk

Alle Tafeln › Kapitel 9 · Anwendungen: Objektlackierung

L-123

Cellulosenitrat-Lacke für die Möbellackierung

Der physikalisch trocknende Klassiker — Grundierungen, Hart- und Decklacke

WahlqualifikationB 5

KernaussageCellulosenitrat-Lacke trocknen physikalisch, sind einfach zu verarbeiten und gut reparierbar, weil die Filmschichten durch geeignete Lösemittel wieder angelöst werden können — sie eignen sich besonders für bestimmte offenporige Möbelaufbauten, erkauft mit hohem Lösemittelanteil und Vergilbungsneigung.

Der Klassiker der Möbellackierung

Cellulosenitrat-Lacke sind seit Jahrzehnten in der handwerklichen wie industriellen Möbelfertigung verbreitet. Sie lassen sich einfach spritzen oder gießen, trocknen schnell physikalisch (siehe L-21) und feuern das Holz sehr schön an. CN-Klarlacke werden häufig mit relativ niedrigem Verarbeitungsfestkörper formuliert (Richtwert etwa 15–25 %); der konkrete Festkörper hängt von Rezeptur und gewünschtem Filmaufbau ab. Der niedrige Festkörper ist typisch für offenporige Eichenmöbel-Lackierungen, bedeutet aber auch hohen Lösemittelanteil — und damit hohe VOC-Emissionen. In der industriellen Möbelfertigung werden CN-Lacke deshalb zunehmend durch wässrige Systeme (→ L-124) und UV-Lacke verdrängt (VOC-Anlagenrecht: 31. BImSchV). Standard bleiben sie in der handwerklichen Möbelfertigung und der Restaurierung historischer Möbel.

Warum kombiniert wird

Cellulosenitrat allein ergibt harte, aber spröde Filme. Deshalb setzt man Weichmacher zu — Adipinsäureester, Butylstearat, Rizinusöl, Zitronensäureester oder epoxidiertes Sojaöl. In den sogenannten Nitro-Kombilacken wird Cellulosenitrat zusätzlich mit weiteren Filmbildnern kombiniert: mit Naturharzen wie Dammar (ein Naturharz aus tropischen Bäumen der Gattung Shorea/Dipterocarpaceae; gut löslich in Terpentinöl und aromatenreichen Lösemitteln wie Lacknaphtha, in aromatenarmem Testbenzin nur teilweise löslich; verbessert Glanz, Tiefenwirkung und Fülle des CN-Films), Schellack oder Kolophonium, mit Maleinat- und Hartharzen oder mit Alkydharzen, um Fülle, Härte und Glanzgrad anzuheben.

Grundierungen

Cellulosenitrat-Grundierungen wie Feinschliffgrund, Einlassgrund, Füllgrund und Aufhellgrund werden direkt auf das Holz oder auf Beizen aufgetragen. Sie füllen und benetzen den Untergrund, trocknen schnell und sind gut schleifbar; Zinkstearat dient dabei als Schleifmittelzusatz. Sie bilden die Basis für den anschließenden Mehrschichtaufbau.

Hart- und Decklacke, Reparaturfähigkeit

Hartlacke sind CN-Kombinationslacke mit einem Anteil harter Harze — typisch Maleinatharze, Ketonharze (Cyclohexanonharze) oder Cyclohexanon-Formaldehyd-Kondensate. Diese Harze erhöhen den Tg des Filmbildner-Gemisches, verbessern die Kratzfestigkeit und geben dem Film mehr Körper und Schleifbarkeit. Der Weichmacher senkt allerdings die Härte; erst die Harzkombination gleicht diesen Härteverlust wieder aus — das ist der Lack, den man im Möbelbereich „Hartlack“ nennt. Hartlacke gibt es als Grund-, Mehrschicht- und Überzugslacke in verschiedenen Glanzgraden (einstellbar über Mattierungsmittel), Decklacke von matt bis seidenmatt. Verarbeitet werden sie meist als Mehrschichtlacke aus Grund- und Decklack. Die gute Wiederanlösbarkeit von CN-Filmen erleichtert Reparatur und Überarbeitung, sofern das konkrete System und der Untergrund dies zulassen. Geeignete CN-Systeme können je nach Formulierung die Anforderungen der relevanten DIN-68861-Kategorie erfüllen; die Einstufung ist über die jeweilige Prüfung nachzuweisen.

Grenzen

Der große Nachteil ist der hohe Lösemittelanteil, besonders bei Klarlacken. Unter UV-Licht neigen CN-Lacke zur Vergilbung, wenn kein UV-Schutz eingebaut ist, der den Abbau der Cellulosenitratketten bremst. Ein weiteres Problem ist die Weichmachermigration, etwa bei Kontakt mit PVC-Kunststoffen wie Türdichtungsbändern. Deshalb werden sie zunehmend durch wässrige Systeme ersetzt (siehe L-124).

Lösemittel- und Reinigungsmittelbeständigkeit: CN-Lacke sind physikalisch trocknend und damit prinzipiell in geeigneten Lösemitteln wieder lösbar. Ester und Ketone (Ethylacetat, Aceton) sind echte Löser für Cellulosenitrat und lösen den Film auf — was einerseits die Reparaturfähigkeit ermöglicht, andererseits die Gebrauchsbeständigkeit begrenzt. Alkohole wie Ethanol wirken bei den esterlöslichen E-Typen als Latentlösemittel: Sie quellen und erweichen den Film. Aliphaten und Aromaten (Testbenzin, Mineralöl) sind Nichtlöser bzw. Verdünner und weniger aggressiv (siehe L-21). Wasserbeständigkeit ist mäßig. Reinigungsmittel mit Alkohol oder Lösemittelanteil sollten auf CN-Oberflächen vermieden werden. Gegenüber vernetzten Systemen (2K-PUR, SH-Lack) ist die chemische Beständigkeit deutlich geringer.

Merksatz

Cellulosenitrat-Lack ist der physikalisch trocknende Möbelklassiker: schnelle Trocknung, ausgeprägte Holzanfeuerung, sehr gute Reparaturfähigkeit — erkauft mit hohem Lösemittelanteil und Vergilbungsneigung. Weichmacher und Kombiharze machen den spröden Film erst gebrauchsfähig.

CellulosenitratCN-LackMöbellackHolzanfeuerungNitro-KombilackWeichmacherSchleifgrundEinlassgrundFüllgrundAufhellgrundReparaturfähigkeitDIN 68861VergilbungWeichmachermigration
Quellen
  • Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
  • Müller/Poth, Lackformulierung und Lackrezeptur

Übungsblatt Ü-123

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Warum ergibt Cellulosenitrat als alleiniger Filmbildner keine gebrauchsfähigen Möbellacke, und wie löst man das? Nennen Sie außerdem zwei typische Vorteile von CN-Lacken.

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ProblemCellulosenitrat allein bildet spröde Filme.
LösungMan setzt Weichmacher zu (z. B. Adipinsäureester, Butylstearat, Rizinusöl) und/oder kombiniert mit weiteren Filmbildnern zu Nitro-Kombilacken (Naturharze, Maleinat-, Hart- oder Alkydharze) für Fülle, Härte und Glanz.
Vorteil 1Sehr gute Reparaturfähigkeit durch die gute Anlösbarkeit der Schichten.
Vorteil 2Schnelle physikalische Trocknung und schöne Holzanfeuerung, dazu einfache Verarbeitung.
Warum das eine Eins verdientDie Antwort erklärt die Sprödigkeit als Grund für Weichmacher/Kombiharze und nennt zwei zutreffende, für CN charakteristische Vorteile.
Berechnung10 Punkte

2. Ein CN-Klarlack besteht aus 18 GT Cellulosenitrat-Lösung (Collodiumwolle, siehe L-21; 30 % Festkörper), 8 GT Alkydharz-Lösung (75 % Festkörper), 3 GT Weichmacher (100 %), 1 GT Zinkstearat (100 %) und 70 GT Lösemittelgemisch. Berechnen Sie den nicht flüchtigen Anteil (nfA).

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AnsatzDer nfA ist die Summe der Festkörperanteile aller Komponenten je 100 GT Lack.
Collodiumwolle18 GT · 0,30 = 5,4 GT Festkörper
Alkydharz8 GT · 0,75 = 6,0 GT Festkörper
Weichmacher + Zinkstearat3 GT + 1 GT = 4,0 GT (beide zu 100 % nicht flüchtig)
ErgebnisnfA = 5,4 + 6,0 + 4,0 = 15,4 GT je 100 GT → nfA = 15,4 %. Das Lösemittel (70 GT) verdunstet vollständig.
Warum das eine Eins verdientJede Komponente wird korrekt mit ihrem Festkörperanteil angesetzt; das Ergebnis liegt im typischen Bereich eines CN-Klarlacks und bestätigt den niedrigen Verarbeitungsfestkörper.
Anwendung6 Punkte

3. An einem CN-lackierten Möbelstück zeigen sich an den Kontaktstellen zu den PVC-Türdichtungsbändern klebrige, weiche Stellen. Erklären Sie die Ursache.

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UrsacheWeichmachermigration: Weichmacher aus dem PVC (oder umgekehrt) wandern in den CN-Lackfilm und weichen ihn an den Kontaktstellen auf.
ZusammenhangCN-Filme enthalten selbst Weichmacher und sind für solche Wechselwirkungen mit weichmacherhaltigen Kunststoffen anfällig.
AbhilfeDirekten Dauerkontakt zu weichmacherhaltigem PVC vermeiden oder ein migrationsunempfindlicheres System (z. B. wässrig, siehe L-124) wählen.
Warum das eine Eins verdientDie Antwort benennt die Weichmachermigration korrekt als Ursache und nennt eine praxisgerechte Abhilfe.

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