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Forum SurfaceTechnology: Kunststoffe und Holz - spannende Fälle für die Beschichtung

(20.3.2011) Neben der Beschichtung von Metallen gehört die Oberflächengestaltung von Kunststoffen und Holz in ihren vielfältigen Ausprägungen zu den wichtigsten Aufgaben der modernen Oberflächentechnik. Deshalb werden beide Themenfelder mit einem eigenen Vortragstag auf dem Forum SurfaceTechnology im Rahmen der HANNOVER MESSE 2011 (4. bis 8. April) vertreten sein. Das Forum wird gemeinsam von der Fraunhofer-Gesellschaft, dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) und der Deutschen Messe AG veranstaltet. Das Thema "Beschichtung von Kunststoffen" mit acht Vorträgen steht am 5. April im Fokus. "Beschichtung von 18:38 28.09.2013 Holz" mit weiteren acht Beiträgen soll dann am 7. April  in Halle 6, Stand F22 ein Höhepunkt des Forums SurfaceTechnology sein. Beide Tage versprechen einen Überblick über neue Verfahren und Prozessweiterentwicklungen, die derzeit im Mittelpunkt der jeweiligen Branchen zumindest im Bereich der Beschichtungstechnologien stehen.

"charmante" Oberflächen

Generell gilt für alle Substrate: Nanobeschichtungen gewinnen weiter an Bedeutung. Zudem bestehen diese Schichten häufig aus Kunststoffen. So können nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) dünne Polymerfilme das Erscheinungsbild an Oberflächen und wichtige Gebrauchsmerkmale von Materialien signifikant verändern. Die Eigenschaften lassen sich sogar beliebig hin- und herschalten: Ein Film kann abhängig von seinem Schaltzustand beispielsweise Wasser abweisen oder aufnehmen, also hydrophob oder hydrophil sein. Um derartige Schichten zu erzeugen, werden zwei verschiedene Polymere mit einem Ende fest an den Träger gebunden, so dass sie sich - abhängig von den äußeren Bedingungen - auf molekularer Dimension wechselseitig an der Oberfläche anreichern und damit die Eigenschaften durch eine hauchdünne Oberflächenschicht des jeweils einen oder anderen Materials bestimmt werden. Der Schaltprozess lässt sich durch äußere Einflüsse wie bestimmte Lösungsmittel, pH-Wert oder Temperatur auslösen und bedingt die rein physikalische Umlagerung der Moleküle. "Solche 'charmanten' Oberflächen bieten vielfältige Möglichkeiten der Anwendung zum Beispiel bei der gezielten Veränderung der Benetzungseigenschaften von Oberflächen, der Kontrolle von Adsorptionsprozessen von Molekülen aus Lösung und Dispersion, der Erzeugung und Löschung strukturierter Oberflächen und der Trennung von Flüssigkeitsgemischen", erklärt Dr. Petra Uhlmann vom Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden, die auf dem Forum zum Thema "Intelligente polymere Nanobeschichtungen" vortragen wird.

Wie Kunststoffe zu stromleitenden dünnen Schichten werden

Neue Anwendungen für transparente Folien und Polymergläser lassen sich auch generieren, wenn diese leitfähig ausgerüstet sind. Ein innovatives Verfahren vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS, Dresden) ermöglicht es, Polymeroberflächen bei der Herstellung oder Verarbeitung in einem Formwerkzeug mit einer elektrischen Flächenleitfähigkeit von bis zu 10-3 Siemens zu versehen. Dabei wird eine Dünnschicht von unter 100 Nanometern aus Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) zunächst auf der Innenfläche des Werkzeugs aufgetragen. Die Polymermasse durchdringt das CNT-Netzwerk, so dass dieses fest in die Kunststoffoberfläche integriert wird. "Derartige Materialien lassen sich zur Vermeidung statischer Aufladungen, für Gehäuse mit elektromagnetischer Abschirmung, für druckbare Elektronik oder als Elektroden verwenden", konstatiert Jens Liebig vom IWS, der in Hannover seinen Beitrag unter der Überschrift "Transparente, leitfähige Polymeroberflächen durch Kohlenstoffnanoröhren" halten wird.

Holzwerkstoffe haben eine lange Tradition, dennoch erfolgt ihre Beschichtung mit modernsten Methoden. Die Voraussetzung dafür liefert immer häufiger eine Plasmavorbehandlung. Atmosphärendruck-Plasmaquellen erzeugen ein offenes, frei zugängliches Plasma und ermöglichen damit eine in Produktionslinien integrierte Aktivierung, die zur Vorbereitung zum Kleben, Beschichten und Bedrucken dient. Bisher wurde diese Vorbehandlung nur außerhalb der Linie in aufwändigen Niederdruck-Anlagen realisiert. "Uns ist es gelungen, die Plasma-Quellen in kompakten Anordnungen so zu kombinieren, dass beliebige Behandlungsbreiten möglich sind", erklärt Dr. Klaus Gerstenberg, Geschäftsführer der Tigres Dr. Gerstenberg GmbH (Rellingen). Dabei wird das Plasma nicht wie üblich mit einem thermischen Lichtbogen erzeugt, sondern mit einer gesteuerten elektrischen Entladung, so dass bei den temperaturempfindlichen Substraten wie Holz kein Wärmestau auftritt. Dieses Thema wird Experte Gerstenberg in seinem Vortrag "Atmosphärendruck-Plasmabehandlung von Holzoberflächen" am 7. April vertiefen. Weitere spannende Vorträge unter anderem zur "Pulverbeschichtung von Holzwerkstoffen" oder zur "Lackierung von Holzelementen mit Robotertechnik" sind an diesem Tag zu erwarten.

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