Lackieren

• Verbesserung der Emissions- und der Abfallsituation sowie der Arbeitstechnik (verringerte Durchlaufzeiten und wetterunabhängiges Arbeiten) in einer Werft
• Zur Reduzierung der beim Strahlen und Beschichten von Schiffssektionen anfallenden Emissionen werden sämtliche Strahl-, Beschichtungs- u. Nebenanlagen in Hallen untergebracht. Die Hallen verfügen über Hubfalltore, fensterlose, staubdichte Wände und Lüftungsanlagen.
• Während des Spritzvorganges (Airless-Spritzverfahren) wird die staub- und lösemittelhaltige Abluft abgesaugt, die Farbpartikel in Schwebstofffiltern abgeschieden. Die Abluft wird in einem Adsorber auf Lösemittel-Restkonzentrationen kleiner 10 mg/m³ gereinigt. Die ausgetriebenen Lösemittel werden bei 800 Grad Celsius verbrannt.
• Einsatzmöglichkeit der zurückgewonnenen Lösemittel, u.a. als Reiniger des Beschichtungssystems sowie als Brennstoff zur Erzeugung der für die Desorption notwendigen Prozesswärme, ist erfolgreich getestet worden.
• fast vollständige Reduktion der Abfallmenge (inkl. darin enthaltener Beschichtungsstoffreste) durch Umstellung auf große Mehrwegbehälter bei den Standard-Beschichtungsstoffen

• Untersuchungen zu einem Trocknungsverfahrens, bei dem an Stelle von trockener Luft überhitzter Wasserdampf als Trocknungsmedium eingesetzt wird
• Im Vergleich zu konventionellen Trockneranlagen mit nachgeschalteten Gasreinigungsaggregaten erfolgt die Abgasreinigung im geschlossenen Kreislauf und ermöglicht die Abscheidung eines Kondensats.
• Verringerter Energieverbrauch um 15%
• Erhöhte Anlagenkapazität um 30%
• Geringeres Abgasvolumen um 50%
• Geringere Emissionen (Cges um 98,5%, CO um 90%, Staub um 99%)
• Kein Geruch und „blue haze“
• Gewinnung eines flüssigen Co-Produkts (Terpene) als Grundstoff für Duftherstellung

• Verhindern von Verschleppung von Defekten in nachfolgende Produktionsphasen durch ein optisches Messsystem, das direkt im Anschluss an den Umformprozess von Blechen eingesetzt wird

• Das Anwenden eines Just-inTime-Managements stellt sicher, dass bestellte Mengen an Material, wie z.B. Lacke oder Druckfarben, die für spezifische Arbeiten verwendet werden, der Menge entsprechen, die benötigt wird.

• Somit fällt weniger Abfallmaterial an und es werden weniger Rohstoffe verwendet. Ferner findet eine Kostenminderung durch optimierte Logistik statt.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2004): Merkblatt über Beste Verfügbare Techniken in der Gießereiindustrie. Umweltbundesamt, Dessau S. 424

Folgende Verfahren sind von Bedeutung:

• Es werden nur kleine Mengen direkt in den Anwendungsbereichen gelagert. Bei größeren Mengen sind separate Räume zur Reduzierung von Brand- oder Umweltrisiken erforderlich.

• Großlagertanks für Lösemittel oder Flüssigkeiten, die Lösemittel enthalten, können eine Gaspendelung mit dem Zuführtank während der Füllvorgänge haben oder adsorbieren Dämpfe an Aktivkohle. Gaspendelung erspart wahrscheinlich nur 0.01 bis 0.03 % der Lösemittelmenge, die im Tank gelagert wird, und wird wahrscheinlich nur da in Betracht gezogen, wo sie einen größeren Vorteil erzielt

• Vorhalten eines Aufnahmebehälters für fallbedingte Verschüttungen (z.B. Auffangwannen für kleine Verschüttungen), Vorhalten von adsorbierenden Stoffen an sensiblen Orten

• Die untertägige Lagerung von gefährlichen Stoffen stellt ein großes Risiko bei unvorhergesehenen Leckagen dar, Boden oder Grundwasser werden verunreinigt, als auch unbemerkte Emissionen in die Luft können auftreten. Das kann durch oberirdische Lagerung verhindert werden, oder wenn eine Untergrundlagerung mit Doppelhüllenkonstruktionen und/oder Leckageüberwachungssystemen angewendet wird.

• Alle fest installierten Großraumtanks sollten mit hörbaren und/oder sichtbaren Überfüllanzeigen oder Volumenanzeigen zur Warnung bei Überfüllung ausgerüstet sein. Da, wo es hinsichtlich der Viskosität des gehandhabten Materials oder angewendeten Pumpensystems praktikabel ist, sollte das Abfüllsystem mit der Alarmanlage verbunden sein. Das Füllstandsystem sollte mit der Alarmanlage zur Verhinderung von Überfüllungen verbunden sein.

• Einzelfüllstutzen für jeden Tank, um Fremdverunreinigungen von (besonders unverträglichen) Stoffen zu vermeiden.

• Techniken, die die Reflexion erhöhen und die Wärmeabsorption aufgrund von Sonneneinstrahlung vermindern und deshalb die Lösemittelverluste durch Verdampfung mindern:

• Streichen von oberirdischen Tanks in weiß oder Aufbau von 'Sonnenschirmen' oder 'Solarschilden'

• Verwenden von Festdachtanks mit innerer Schwimmdecke (abhängig von der Entleerungsfrequenz).

Die spezielle Lagerung von gefährlichen Stoffen ist aufgrund von rechtlichen Anforderungen oder der guten Praxis weitverbreitet

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 405 Link

Vorlackierte Materialien können beim Zusammenbau von Produkten verwendet werden. Das reduziert die Anzahl von Lackschichten oder vermeidet die Notwendigkeit des Lackierens. 

Vorteile:

• effizientere Erfassung und Beseitigung von Emissionen während der Bandbeschichtung, da der Auftrag auf das Band und der Abzug des Abgases bei einer kontinuierlichen flachen Oberfläche einfacher und effizienter als beim Lackieren von geformten Körpern oder Komponenten ist.

• erhebliche Minderungen von VOC-Emissionen in Abhängigkeit von den Spritzverfahren, die durch bandbeschichtetes Material ersetzt werden (auch wenn die Emissionen zu den Herstellern der Bandbleche verlagert werden, sind sie gemindert)

• effizientere Verwendung des Materials; effizienteres Trocknen oder Härten

• Reduzieren der Produktionsschritte und Konzentration auf das Kerngeschäft

Bandbeschichtetes Material wird normalerweise mit einer kompletten Beschichtung geliefert, kann aber auch mit Primer bereit für weitere Lackschicht(en) geliefert werden. Es wird für eine wachsende Zahl von Anwendungen benutzt: Bauprodukte, Elektrogeräte (weiße Ware), Automobilindustrie, Caravan und Mobilheime, Metallschränke usw. Im Bereich der Land- und Baumaschinen tragen manche Hersteller eine Elektrobeschichtung und Decklack vor dem Zusammenbau auf; bandbeschichtetes Material könnte auch hier eine Option sein.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 443 Link

• Pulverherstellung mittels Ultraschall-Stehwellen-Zerstäubungstechnik (USZ-Technik) 

• der kugelförmige Pulverlack zeigte eine bessere Rieselfähigkeit, Fluidisierbarkeit und Lagerstabilität

• der spezifische Energieverbrauch war im Vergleich zu einer konventionellen Labormühle deutlich geringer

• Synthese von Polymeren, die sich als Bindemittel für Acrylpulverlacke eignen: keine Verwendung von Lösemitteln für die Herstellung von Acrylpulverlackbindemittel und weniger aufwendige Formulierung des Lacks

• Konzept für eine integrierte Anlage zur Bindemittelsynthese und Pulverlackherstellung ohne Isolation des Bindemittels

• Chargenlackierung, die auch Farbgruppenbildung oder Blocklackierung genannt wird, bedeutet, dass Serien von spezifischen Produkten in der gleichen Farbe lackiert werden. Das führt zu weniger häufigen Farbwechseln und zu Einsparungen an Lack, Lösemitteln und reduzierten Leerlaufzeiten durch weniger Reinigungen/Spülungen der Lackierlinie.

• Es muss ausreichend Lagerraum für die Produkte vorhanden sein, wie auch ein entsprechendes logistisches Planungssystem. Das hängt aber auch von der Anzahl der verschiedenen Farben und ihrer relativen Häufigkeit im Produktionsprozess ab. In der Automobilindustrie beträgt die durchschnittliche Chargengröße zwischen 2 und 6 Einheiten.

• Die Technik wird allgemein in der Automobilindustrie angewendet, beim Lackieren von LKWs und Nutzfahrzeugen und beim Lackieren von Metallverpackungen.

• Einsparungen an Lack, Lösemitteln und hinsichtlich Reinigung Leerlaufzeiten müssen gegen höhere Kosten für Lagerkapazitäten gerechnet werden.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 430 Link

• Bei dieser Methode wird nur soviel Lack in das System gefüllt, wie für den Lackierprozess erforderlich ist. Der Lack wird aus der (flexiblen) Leitung durch einen elastischen Trennkörper in die Lackversorgung zurückgedrückt (Molchreinigung) und kann wiederverwendet werden. Die Lösemittel zur Spülung können gesammelt und wiederverwendet werden.

• Eine spezielle Art des Spülens ist das sogenannte ‘soft purging’, bei dem Farbmaterialien mit niedrigem VOC-Gehalt anstelle von Lösemitteln dazu benutzt werden, die Spritzpistolen und Leitungen zu spülen.

• Vorteile:

  • geringerer Verbrauch von Reinigungsmitteln

  • Kostenreduzierung durch geringeren Lack- und Lösemittelverbrauch: Minderung von Lack- und Lösemittelverlusten als auch Abnahme von manuellen Prozessen bei Farbwechseln

• nur anwendbar bei:

  • Lacken, die durch Leitungen zu den Maschinen transportiert werden

  • regelmäßiger Leitung unterschiedlicher Farben durch die gleichen Leitungen.

• Nicht anwendbar bei Verwendung niedrigviskoser Produkte, da sie an den Modulen vorbeilaufen.

• In der Automobilindustrie hat der Trend zu mehr Spezialfarben zu einer Entwicklung von neuen Lackversorgungssystemen, die wirtschaftlichere Wechsel der Farben gestatten, geführt. Dabei wird auch das soft purging angewendet. In der Möbelindustrie besteht eine steigende Nachfrage nach individuell und mit Spezialfarben lackierten Möbeln und demzufolge der Verwendung von Molchreinigungssystemen.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 430 Link

• innovative Elemente der Lackieranlage sind die Badpflege über Ultrafiltration und das Spülwasserrecycling in der wässrigen Vorbehandlung

• insbesondere der Einsatz organischer Lösemittel bzw. die VOC-Emissionen konnten erheblich gesenkt werden

• die wässrige Vorbehandlung kann grundsätzlich überall dort eingesetzt werden, wo eine wässrige Reinigung vor einer weiteren Oberflächenbehandlung erforderlich ist

• betriebswirtschaftlich rechnet sich das neue Verfahren

• lösemittelfreies Wasserlacksystem mit 100 % Oversprayzurückgewinnung

• Voraussetzung für den Erfolg des Wasserlacksystems: Anpassung der Vorbehandlung (wässriges Verfahren mit Neutralreinigern)

• Reduzierung der Abwassermenge um 70 % durch Badpflegemaßnahmen und Kreislaufführung der Spülwässer

• Laserreinigung als Alternative zu traditionellen Verfahren wie Partikel-Strahlverfahren oder nass-chemischen Technologien

• Wirkungsgrad der neuen Lasersysteme als auch die Strahlleistung um den Faktor 5 gesteigert

• umweltfreundliches Verfahren zur Oberflächenvorbehandlung unterschiedlichster Materialien wie Metall, Kunststoff und Keramik sowie anderen schwierig lackierbaren Werkstoffen

• abwasser- und abfallfreies Verfahren

Folgende Techniken tragen zur Minimierung der Reinigung bei:

• saubere Arbeitspraktiken
• Überwachung von Leckagen und Verschüttungen
     - Regelmäßige Inspektion der Arbeits- und Lagerbereiche
     - "Verschüttungs-Pläne", um sofort auf Verschüttungen aller Größen reagieren zu können
     - umgehende Wartung, zum Stoppen von Materialleckagen
• Verhindern von Korrosion und Verschmutzung beim Lagern und Bearbeiten des Materials wie Metallwerkstücken

Vorteile:

• Minimieren des verwendeten Reinigungsmaterials, besonders der Lösemittel
• Reduzieren der unnötigen Belastung durch Roh- und Reinigungsmaterial

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: , S. 478 Link

Wässrige Vorbehandlungen werden aus drei Gründen durchgeführt: Entfernung von Schmierstoffen und Schmutz aus den vorausgegangenen Arbeitsschritten, Erhöhung der Korrosionswiederstandsfähigkeit und die Verbesserung der Haftung von nachfolgenden Lackschichten. Die gewöhnlich angewendeten Vorbehandlungsschritte sind die Entfettung, das Phosphatieren und das Chromatieren. 

Wässrige Entfettung

• Öl, Schmierfett und Schmutz werden von Metall- oder Kunststoffoberflächen mit wässrigen Reinigungsmittellösungen entfernt. Es gibt eine Reihe von Reinigungsmitteln und sauren oder alkalischen Lösungen, die für alle Situationen geeignet sind.

• Minderung von Lösemittelemissionen, insbesondere halogenierter Lösemittel

• benötigt gewöhnlich Beheizung; diese Reinigungssysteme enthalten Tenside, die möglicherweise eine Abwasserbehandlung erforderlich machen

• es muss ein Reinigunssystem ausgewählt werden, das für die Oberfläche/Substrat geeignet ist und das Öl/ den Schmierstoff entfernt

• preisgünstig einzurichten und durchzuführen, weitverbreitet verwendet (Erfüllung rechtlicher Anforderungen, z.B. regt die EU-Lösemittelrichtlinie die Verwendung wässriger Systeme an)Phosphatierung

• Phosphatschichten werden zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der Haftfestigkeit nachfolgender Lackschichten auf Stahluntergründen verwendet. Typischerweise enthalten sie Eisen, Zink, Nickel und Mangan. Sie können durch Spritzen/Sprühen aufgetragen werden, gewöhnlich wird aber das Tauchverfahren angewandt, um eine vollständigere und gleichmäßigere Schicht zu erzielen.

• Neben den vorhandenen Metallen können die Anionen Nitrite und Fluoride enthalten, man benötigt aber keine spezielle Abwasserbehandlung, um diese zu entfernen. Die in der Prozesslösung gebildeten Schlämme müssen entfernt und als Abfall behandelt werden. Es können einige Gesundheits- und Sicherheitsfragen mit Bestandteilen wie Nitriten auftreten.

• Fast überall verwendet als Vorbehandlung für großflächiges Beschichten von Stahl und einfach aufzutragen, wenn der Untergrund gut entfettet ist. Die Oberfläche kann mit Speziallösungen, die Titan oder Magnesium enthalten, aktiviert werden.

• billig, abhängig vom Grad der Automatisierung des Auftragssystems; gute Oberflächengüte des ProduktesChrom-freie Vorbehandlungsschichten

• Es sind einige Chrom-freie Vorbehandlungsverfahren auf dem Markt, die auf Behandlungen mit Verbundstoffen wie organischen Zirkonfluorid-Lösungen, Titanfluorid, Tartraten, Phosphorsäure oder einer Behandlung mit organischen Siliziumderivaten (Silanen) basieren. Sie können eine anschließende Polymerschicht, um die erforderliche Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, erforderlich machen.

• eliminiert Chrom in Form von Chrom (VI) aus Abfall und Abwasser

• chromfreie Grundierungen sind bei langlebigen Beschichtungssystemen unter aggressiven Umweltbedingungen noch nicht vollständig erprobt; sie sind anwendbar für spezifische Kombinationen von metallischen Untergründen mit Lacksystemen insbesondere bei Endnutzeranwendungen (Kundenanforderung), z.B. bei betriebsinternen Verwendungen und bei geringen Anforderungen.

• In der Fahrzeugherstellung wird die Elektrotauchlackierung direkt auf die Phosphatschicht ohne Chromatierung aufgetragen, um einen hochwertigen Korrosionsschutz zu erhalten.

• Die Chrom-freie Vorbehandlung mit Titan, Phosphorsäure und organischen Polymeren wurde mit einem Chemiezulieferer für den normalen Spritz- und Tauchprozess weiterentwickelt.

• Chromfreie Vorbehandlungsschichten, die auf Tartraten und Phosphorsäuren basieren, werden heute zur Anodisierung in der Flugzeugindustrie verwendet.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 432 - S. 435 Link

Eine gute Vorbehandlung ermöglicht erst Beschichtungen mit hoher Qualität und ist damit Grundvoraussetzung für eine lange Lebensdauer. Auf lange Sicht trägt somit die Vorbehandlung maßgeblich zur Schonung der Ressourcen bei.

• die Gelbchromatierung wird durch ein chromfreies Verfahren ersetzt und die Aufbringung der Lackschichten erfolgt weitgehend ohne organische Lösemittel

• Basislack und Klarlack werden als Pulverlack appliziert, eine Technik, die vollkommen lösemittelfrei arbeitet und durch die Möglichkeit der Rückführung des fehlaufgetragenen Pulvers auch weitgehend abfallfrei gestaltet werden kann

• Wasserlacktechnologie bei der Autoreparaturlackierung erreicht medienübergreifenden Umweltschutz
• die Lösemittelemissionen durch den Einsatz von Wasserbasislacken und HVLP-Spritzpistolen um 75% gesenkt werden
• das beim Nassschliff anfallende Schleifwasser wird in einer Mikrofiltrationsanlage zentral zu Brauchwasser aufgearbeitet
• es konnten 6,2 t/a Flotatschlamm eingespart werden
• durch den Einsatz wiederverwendbarer Farbbüchsen und Putztüchern wird Abfall vermieden
• gänzlich lösemittelfreie Lacke konnten in der Reparaturlackiererei aufgrund der hohen Anforderungen nicht eingesetzt werden

• Pulverbeschichtung ist beim Kosten-/Nutzenvergleich eine ökonomisch und ökologisch sinnvolle Alternative für die Spritzlackierung mit lösemittelhaltigen Flüssiglacke
• industrielle Anwendungsgebiete: vorrangig Büro- und Küchenmöbelindustrie
• fast keine Emissionen, weil die eingesetzten Beschichtungsstoffe frei von organischen Lösemitteln und gut recycelbar sind
• Eine befriedigende Beschichtungsqualität erfordert in der Regel einen 2-Schichtaufbau mit Zwischenschliff.
• für Holz und Holzwerkstoffe einsetzbare Pulverlacke sollten tribo-fähig, Infrarot-verträglich und für Holz ≤110°C, für MDF ≤140°C aushärtbar sein

• Leitfaden zur Einführung umweltfreundlicher Lackierverfahren und Lacksysteme: www.lackieren-und-umwelt.de

• nach Umsetzung der technologischen Maßnahmenvorschläge reduzierte sich der Lösemitteleinsatz um fast 30% und der Lackeinsatz sank aufgrund erhöhter Auftragswirkungsgrade um 7%

• ferner ergaben sich Einsparungen beim Reinigungsaufwand von Spritzkabinen, beim Einsatz von Koaguliermitteln, bei Luftleistungen, bei Abfällen und beim Wasserverbrauch

• lösemittelfreies Wasserlacksystem mit 100 % Oversprayzurückgewinnung

• Voraussetzung für den Erfolg des Wasserlacksystems: Anpassung der Vorbehandlung (wässriges Verfahren mit Neutralreinigern)

• Reduzierung der Abwassermenge um 70 % durch Badpflegemaßnahmen und Kreislaufführung der Spülwässer

• durch sehr kurze Öffnungszeit der neu entwickelten Düse werden definierte Lacktropfen erzeugt und somit Overspray vermieden
• Einsparung von Energie und Material
• nichtwertschöpfende manuelle Arbeiten, z.B. bei der Maskierung für Mehrfarbenlackierungen, können vermieden werden

• durch eine Flutanlage lässt sich die Anzahl der Zwischenschliffe reduzieren und Lackmaterial einsparen

• das Fluten ist durch seinen hohen Lackrecyclinganteil umweltfreundlich

• eine ganzheitliche Flutlackierung senkt die Prozesskosten

• Die automatische Lackierung in einem einzigen Auftrag erfolgt durch insgesamt nur 3 neuentwickelte, hocheffiziente Hochrotationszerstäuber, einer an die Werkstückgeometrie angepassten Steuerung und durch die Verwendung der Kontaktaufladung des Füllers.

• Reduzierung des Lack- und Reinigerverbrauchs durch Investitionen in effektivere Anlagentechnik

• Reduzierung der Abfall-/Abwassermengen und des Frischwasserverbrauchs

• Umstellung der Lackiertechnik und des Klarlack-Handlings

• neue Lackierapplikation mit Lackvorwärmung, incl. Mitarbeiter - Schulung

• neue Spritzpistolen mit Airmix - Applikation, Düsen mit kleinerem Durchmesser, neue Lackvorwärmung für kontinuierliche Fließfähigkeit (Winter - Sommer)

• neu errichtete flexible Lackanlage mit lösemittelreduzierten Lacksystemen
• Legierungsverfahren aus einer Kombination von Maschinen- und Steuerungsbau, Lacktechnologie und qualifiziertem Bedienpersonal
• Wasserlackgrundierung, Beize und UV-Grundierung werden emissionsarm im Walzverfahren aufgetragen
• Minderung von Lackmenge und Lackabfall um jeweils ca. 70% 
• durch die Verwendung von Wasserlacken bzw. lösemittelarmen Lacken reduziert sich die Lösungsmittelemission um über 80%

• mit integrierten Maßnahmen wurden die spezifischen Umweltbelastungen bei einer PKW-Serienlackierung gesenkt
• durch den Einsatz eines neuen Wasserklarlacks werden die Lösemittelemissionen auf einen karossenspezifischen Wert von 28,5 g/m² gesenkt
• der karossenspezifische Abwasseranfall reduziert sich von 12-14 l/m² auf ca. 3 l/m² und die Grenzwerte für die Inhaltsstoffe werden unterschritten
• ein lackähnliches Koaguliermittel ermöglicht die Weiterverwendung des Koagulats als Rohstoff
• m. H. der Ultrafiltration zurückgewonnenes Wassergrundlack-Overspray ist nach Aufarbeitung wieder als Lack einsetzbar

• Viele Betriebsabläufe in einer Anlage können abhängig von den Tätigkeiten der Branche automatisiert werden. Beispiele sind:

  • Roboterspritzen: von Autos, LKWs, Schiffen, Kunststoffen, 

  • automatische Mischanlagen: beim Drucken, nur anwendbar beim Flexoverpackungsdruck

  • Walzenauftrag

  • Gießen

  • Zufuhr von Lösemitteln oder lösemittelhaltigen Materialien über Zuleitungen

• durch Automatisierung wird Overspray minimiert, Staub reduziert, die Materialeffizienz erhöht und die Menge von Abfall und Abfalllösemittel reduziert

• Qualität und Produktivität werden erhöht

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 407 Link

• bekannt als Elektrobeschichtung, elektrophoretisches Tauchen, E-Lack, E-Coat, ELPO, kataphoretisches Tauchen usw.

• alle verwendeten Elektrolacke sind wasserbasiert und bleifrei (Blei wurde durch Yttrium oder Wismut ersetzt); der Gehalt an organischen Lösemitteln beträgt ungefähr 2-6 %

• in Kombination mit einer Gegenstromkaskadenspülung mit Membranfiltration wird ein sehr hoher Anteil an ausgetragenem Lack zurück gewonnen (nahezu 100 %)

• Vorteile:

  • eine vollständige und komplette Beschichtung mit gleichbleibender Dicke (auch in Löchern) ohne Bildung von 'Nasen'. Das geschieht zum Teil, weil der Prozess die Schichtdicke schon an sich begrenzt

  • die Parameter können durch die angelegte Spannung (Potential), Lackierzeit und Feststoff in der Lösung (innerhalb der Prozessgrenzen) gesteuert werden

  • ein hocheffizienter Prozess mit der Möglichkeit der vollen Automatisierung

• Nachteile:

  • das sehr aufwändige Level an Wartung des Lacktanks aus Qualitätsgründen

  • mögliche Erhöhung des Abwasserstroms

  • hohe Investitionskosten bei Installierung einer kompletten Anlage.

• allgemein in der Automobilindustrie angewendet zum Lackieren von Bussen, Land- und Baumaschinen, LKWs und Nutzfahrzeugen; kann für Blechteile angewendet werden, sogar bei gemischten Metallen, wie Legierungen und Baugruppen, die hartgelötet oder geschweißt wurden; weitverbreitet bei der Lackierung einer Vielzahl kleiner Bauteile

• da Elektrolackieren normalerweise hoch automatisiert durchgeführt wird und mit einem Wechselstrom-Mehrfachspülsystem mit Membranfiltration zur Rückgewinnung des ausgetragenen Lacks geliefert wird, sind die Investitions- und Materialkosten gewöhnlich hoch

• weitverbreitet verwendet; geringe Anforderungen an die Sicherheit am Arbeitsplatz

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 448, 449 Link

• Elektrostatisch unterstützte Hochrotationsscheiben zerstäuben das Lackmaterial mechanisch

• abhängig vom Werkstück und den Verarbeitungsbedingungen können Wirkungsgrade von bis zu 95% erreicht werden

• verglichen mit konventionellem Spritzen, wird weniger Overspray erzeugt und die Spritzkabinen sind weniger verschmutzt, so dass weniger Reinigungsmittel benötigt werden

• verkürzte Lackierzeit 

• typische Anwendungen sind das Lackieren von Profilen und Fahrradrahmen

• für fast alle Lackmaterialien einschließlich wasserbasierter Lacke geeignet, sowie für automatischen oder für Handauftrag geeignet

• wegen des Materialdurchsatzes von bis zu 1500 ml/min und eines Auftragswirkungsgrades von 95 % kommt das Verfahren für alle industriellen Lackanwendungen in Frage

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 458 Link

• der Auftragswirkungsgrad beträgt rund 85 %; beim Lackieren von Möbeln und Holz ist ein Wirkungsgrad im Bereich von 50-70 % erreichbar

• im Vergleich mit konventionellem Spritzen fallen weniger Overspray an und die Spritzkabinen sind weniger verschmutzt, so dass weniger Reinigungsmittel benötigt werden; die Lackierzeit ist ebenfalls geringer

• es können auch komplizierte Geometrien mit Vertiefungen mit Druckluftverfahren lackiert werden

• Alle elektrostatischen Verfahren können für wasserbasierte und konventionelle Lacke verwendet werden. Die Verfahren können vollautomatisch oder handbetrieben ausgeführt werden. 

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 458 Link

• Bei diesem Verfahren erfolgt die Zerstäubung des Lackmaterials durch ein elektrischen Feld. Der Lackmaterialtransport zum Werkstück erfolgt mit dem gleichen elektrischen Feld, das die Zerstäubung bewirkt.Es gibt drei unterschiedliche Optionen:

  • Der Sprühspalt, der für Teile ohne Vertiefungen geeignet ist. Der maximale Lackdurchsatz beträgt 2 – 3 ml/min. Die Farbwechselzeit ist hoch (rund 30 Minuten); Auftragswirkungsgrad bis zu 99 %

  • Die Sprühglocke, die für Kleinteile und Rohrkonstruktionen mit geringen Vertiefungen geeignet ist. Je nach Glockengröße sind Lackdurchsätze bis zu 250 ml/min möglich. Farbwechsel sind innerhalb weniger Minuten möglich; Auftragswirkungsgrad bis zu etwa 95 %

  • Die Sprühscheibe, die ebenfalls für Rohrkonstruktionen und Kleinteile mit Vertiefungen geeignet ist. Ein maximaler Lackdurchsatz von bis zu 800 ml/min. Farbwechselzeit und Lackauftragswirkungsgrad sind ähnlich wie bei der Sprühglocke.

• Abhängig von den Werkstücken und den Verarbeitungsbedingungen beträgt der Wirkungsgrad von 95 % bis zu 100 %. Verglichen mit konventionellem Spritzen, werden weniger Rückstände gebildet und die Spritzkabinen sind weniger verschmutzt, so dass weniger Reinigungsmittel benötigt werden. Die Lackierzeit ist ebenfalls reduziert.

• Allgemein muss bei der Anwendung von elektrisch unterstützten Spritzaufträgen der Untergrund elektrisch leitend sein, es ist also nicht möglich, vorhandene Schichten überzulackieren (z.B. bei der Schiffsreparatur und –wartung).

• Der Vorteil dieser Anlagen ist deren große Zuverlässigkeit und hohe Effektivität. Der Effekt eines ‘Faradayschen Käfigs’ macht es für Lackpartikel unmöglich, in Löcher/ Hohlräume zu gelangen. Es können Probleme wie Kraterbildung/Orangenschaleneffekt und schlechte Oberfläche auftreten.

• allgemein beim Lackieren von Autos, LKWs und Nutzfahrzeugen angewendet; wird gewöhnlich mit anderen Spritzverfahren, wie dem pneumatischen, dem Airless- oder luftunterstützten Spritzen, kombiniert

• eine elektrostatische Anlage zum Spritzen flüssiger Lacke einschließlich der Spritzpistole, eines 8-Liter-Behälters und zusätzlicher Ausrüstungsteile kostet 5100 –7800 €

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 456 Link

• Die Werkstücke werden auf einem Transportband in einen geschlossenen Kanal transportiert, der dann mit dem Lackmaterial über Einspritzrohre geflutet wird. Das Überschussmaterial wird gesammelt und wiederverwendet.

• In Abhängigkeit vom Werkstück und den Verarbeitungsbedingungen, kann ein Wirkungsgrad von 95 - 99 % erreicht werden.

• Im Vergleich zum Tauchauftrag sind die Verdampfungsverluste größer.

• Das Verfahren ist besonders geeignet für große Werkstücke mit großen Oberflächen, z.B. für Heizelemente, für das Lackieren von LKW-Chassis oder Landmaschinen und auch für den Auftrag von Hohlraumkonservierungsmitteln in der Autoindustrie.Es können Auftragsgewichte von 60 – 200 g/m2 verarbeitet werden.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 450 Link

• Der Lack wird in einem Gießkopf vorgehalten und als laminarer Film/Vorhang abgelassen, durch den die Werkstücke laufen. Überschüssiges Beschichtungsmaterial wird in einem Reservoir aufgefangen und zurück in den Gießkopf gepumpt. Meistens werden lösemittelfreie Lacke auf Polyesterbasis verwendet, andere Arten von Lacken können aber auch angewendet werden.

• Das Gießen kann eine sehr hoche Gleichmäßigkeit der Schicht erreichen.

• In Abhängigkeit vom Werkstück und den Prozessbedingungen können Auftragswirkungsgrade von 90 - 98 % erreicht werden.

• Beim Vorhanggießen werden glatte oder fast glatte Werkstücke lackiert. In Abhängigkeit vom Maschinentyp können Auftragsmengen von 40 – 500 g/m2 verarbeitet werden. Das Vorhangbeschichten wird vorwiegend in der Möbelindustrie zum Lackieren von Türen, Möbelwänden oder anderen Platten verwendet. Es ist auch im Bereich Drucken/Lackieren von Leiterplatten weitverbreitet

• Eine Gießanlage in der Holz- und Möbellackierindustrie mit einer Arbeitsbreite von 1,3 m und einer installierten elektrischen Leistung von 3 kW kostete 35.000 € (Jahr 2000).

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 446 Link

• Die Werkstücke werden entweder von Hand getaucht oder mit automatischen Anlagen transportiert und in einen mit Lackmaterial gefüllten Tank getaucht. Das Tauchen kann mit allen 1-Komponenten-Lacksystemen durchgeführt werden.

• Vorteile: 

  • sehr hohe Effizienz von bis zu 100 %-iger Komplettbeschichtung des Werkstückes (äußere als auch innere Oberfläche)

  • Kosteneffizienz

  • hohe Arbeitskapazität und gute Möglichkeiten der Automatisierung

  • Wirkungsgrade im Bereich von 80-90 %

• Im Vergleich mit dem Spritzen, werden dickere Schichten erzielt werden, die einen höheren Verbrauch an Rohstoffen erfordern. Beim Lackieren von Land- und Baumaschinen werden z.B. Schichtdicken von 50 μm durch Spritzauftrag (HVLP) aufgetragen anstelle einer Schichtdicke von 85 μm bei Anwendung des Tauchens. Der Materialverbrauch ist geringer (auch wenn der Wirkungsgrad durch den Spritzauftrag geringer ist).

• Es können Luftlöcher im Werkstück notwendig sein, um die eingeschlossene Luft raus zu lassen.

• Tauchen in wasserbasierten Lacken kann zu Schaumbildung führen. 

• Tauchen ist möglich bei der Serienproduktion von Massengütern, die in einem Farbton ohne Farbwechsel lackiert werden. Auftragsmengen von 60 – 200 g/m2 können verarbeitet werden.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 446, 447 Link

Verfahren mit einem hohen Auftragswirkungsgrad schließen das Spachteln, Rollen, Gießen, Tauchen, Fluten und Vakuumlackieren ein. Diese Verfahren erzeugen weniger Overspray als ein Spritzauftrag, sind aber nicht überall einsetzbar. 

Vorteile elektrostatisch unterstützten Spritzenz:

• geringerer Materialverbrauch, geringere Emissionen, geringere Mengen an Lackschlamm und weniger Verschmutzungen im Lackauftragsbereich (weniger Reinigung)

• verbesserte Möglichkeiten der Automatisierung von Lackierprozessen, schnelleres Lackieren und deshalb höhere Produktivität

• weniger Luftverbrauch (geringerer Energiebedarf)Nachteile:

• das Risiko der 'Nasenbildung' und der Schichtdicke, die in Löchern und an Innenkanten zu dick sein können aufgrund der Konzentration von Lackmaterial in diesen Bereichen

Es können aber auch hinsichtlich des Umgangs mit hohen Spannungen bestimmte Anforderungen bezüglich erzielter Qualität, Geometrie, Lackmaterial, elektrischer Leitfähigkeit (die beeinflusst z.B. die Fähigkeit der Wiederbeschichtung der Oberfläche) und derArbeitsplatzsicherheit bestehen. Abgesehen von der zunehmenden Anwendung elektrostatischer Auftragstechniken, ist das Spritzen ohne elektrostatische Aufladung für verschiedene Anwendungen immer noch weitverbreitet. Im Vergleich zu elektrostatischen Verfahren sind die Investitionen erheblich geringer. Es gibt auch keine besonderen Anforderungen bezüglich Geometrie, Lackmaterial, elektrischer Leitfähigkeit und Sicherheit am Arbeitsplatz. Die Nachteile dieser Auftragstechniken sind ihr geringer Wirkungsgrad. Deshalb wurden verschiedene Techniken zur Minimierung des Oversprays entwickelt, und ihr Wirkungsgrad ist vergleichbar mit elektrostatischen Verfahren.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 444 Link

• Durch eine Verarbeitung des Lackmaterials mit einer höheren Temperatur wird der Lack „dünnflüssiger“. Eine Zugabe von Einstellverdünnung ist dann nicht oder nur in geringem Maß erforderlich.
• Bei den bisher verfügbaren Systemen wird der Lack im Vorratsbehälter erhitzt, was mit gewissen Einschränkungen bzgl. der Anwendbarkeit verbunden war, wie z.B. eine Verkürzung der Topfzeiten, Einschränkungen bei den Lacksystemen, Ausbildung der Lackierer, etc. (siehe BVT, die in der Prozesskette Lackieren unter BVT abgespeichert ist).
• Neuere Techniken zur Lackerwärmung (seit ca. 2 Jahren am Markt verfügbar) nutzen einen beheizten Schlauch, bei denen das Material im Schlauch auf dem Weg zur Pistole erwärmt wird und mit der passenden Temperatur bei der Pistole ankommt. Dieses Verfahren hebt die bisherigen Nachteile / Einschränkungen auf und bietet folgende Vorteile:

• keine Verkürzung der Topfzeit von 2K-Materialien, da nicht der Lackbehälter erhitzt wird

• geringere Temperaturen erforderlich, da der Lack nicht auf dem Weg zur Pistole wieder abkühlt

• gleichmäßige Erwärmung über die gesamte Schlauchlänge ohne punktuelle Überhitzung

• niedrige Investitionskosten und einfache Steuerung

• prinzipiell kann jedes Lacksystem verarbeitet werden

• mit jedem Applikationsverfahren kombinierbar

• Folgende Aspekte sind bei Einsatz der Lackerwärmung über einen Heizschlauch zu beachten:

• Vor der Umstellung sind Versuche notwendig, um den Einfluss der Wärme auf die Lacksysteme zu bestimmen und ggf. erforderliche Optimierungsmaßnahmen abzuleiten: Ggf. müssen  die Lösemittel im Lack verändert werden, z.B. Ersatz eines Teils der bisherigen Lösemittel durch höher siedende Lösemittel (ggf. Einbeziehen der Lackhersteller).

• Werden wasserbasierte Lacksysteme verwendet, spielen zudem die Temperatur und die Luftfeuchte in der Kabine eine Rolle, d.h.: die verwendete Temperatur, die Luftfeuchte und die im Lack enthaltenen Lösemittel müssen aufeinander abgestimmt werden, um sowohl eine gute Verarbeitungsviskosität als auch einen guten Verlauf zu gewährleisten. Ist die relative Luftfeuchte zu gering, zieht der Lack zu schnell an, was zu einer rauhen Oberfläche führt. Bei wasserbasierten Lacksystemen sollte die relative Luftfeuchte im oberen Bereich der Vorgaben des Lackherstellers liegen, so dass ggf. eine Befeuchtung der Lackierkabinen erforderlich ist.

• Die Verwendung von Lacken mit höherem Feststoffanteil verringert die Lösemittelmenge im Vergleich zu konventionellen, lösemittelbasierten Lacken, während immer noch die erforderliche Menge Lack aufgetragen wird. Der Feststoffanteil beträgt mehr als 65 Vol. % (z.B. bei Yachten 450g/l Epoxide für den Bereich unterhalb der Wasserlinie). Die Filmbildner beruhen vorwiegend auf Epoxiden, 2-Komponenten Polyurethanen, Polysiloxan, Oxiran oder Alkydharz.

• bedeutende Minderungen des Lösemittelverbrauchs und von Emissionen

• für Lacke zum Lackieren von Land- und Baumaschinen oder Hauhaltsgeräten werden meist High-Solids auf Acrylat- oder Polyester-Isozyanat-Basis verwendet

• weitverbreitet angewendet (in der Bandblechbeschichtung; beim Lackieren von Schiffen und Yachten für den Anstrich von Bereichen unterhalb der Wasserlinie; beim Lackieren von Flugzeugen als Decklack; beim Lackieren von Bussen im 1-Schicht-Decklack-System; sie werden gegenwärtig nicht für das Beschichten von Holz und Möbeln verwendet, da sie zu klebrig sind und das Ergebnis unerwünscht Kunststoffartig aussieht auf damit beschichteten hölzernen Produkten)

• die Einkaufskosten von High-Solid-Lacken sind im Vergleich zu konventionellen Lacken höher, sie haben aber eine bessere Deckkraft, die Kosten pro m2 sind gewöhnlich geringer; Einsparungen bei den Arbeitskosten

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 436 Link

• der Auftragswirkungsgrad für die Airmixtechnik beträgt rund 35-70 %
• Das Airmixspritzen arbeitet gewöhnlich besser als das Airlessspritzen. Bei gutem Training des Bedieners kann dieselbe Leistung erreicht werden wie beim konventionellen Spritzen, insbesondere beim Primerauftrag.
• Diese Technik wird insbesondere für das Lackieren von Oberflächen großer Teile verwendet. Es wird allgemein bei der Holz- und Möbellackierung angewendet und immerüblicher beim Lackieren von Yachten.
• Die Investitionskosten einschließlich der Spritzpistolen, einer Pumpe und anderer notwendiger Ausrüstungsteile liegen im Bereich von 2600 – 5200 € . Zusätzliche Kosten entstehen für das Training des Bedieners. In einem speziellen Fall waren die Einführungskosten bei Anwendung der Technik 2900 €, während die Einsparungen durch den Verbrauch an Lack 3100 € pro Monat betrugen. In diesem Fall betrug die Amortisationszeit weniger als einen Monat.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 455 Link

• die Zerstäubung des Lackmaterials erfolgt mechanisch mit komprimierter Luft

• HVLP-Spritzen führt zu einer kleineren Menge von kleinen zerstäubten Lackpartikeln im Vergleich zu konventionellen Spritztechniken, da nur ein geringer Luftdruck verwendet wird.

• Niederdruckspritzpistolen können aus jeder Art von Lackcontainer, der mit der Pistole verbunden wird (druckgespeister Tank oder Pumpe), gespeist werden; der Lackvorratsbehälter kann auf der Pistole oder unterhalb platziert werden; ist der Behälter auf der Pistole, kann der Inhalt vollständig geleert werden

• HVLP erreicht eine Materialausnutzung im Bereich von 40 – 80 %

• im Vergleich zum Spritzen mit Hochdruckluft sind Einsparungen bis zu 20 % erreichbar, wenn der Lackvorratsbehälter auf der Pistole montiert ist

• moderne Hochleistungslacke für Niederdruckspritzen erreichen eine vergleichbare Qualität wie mit Hochdruckpistolen bei gleicher Arbeitsleistung

• es können Auftragsmengen von bis zu 250 g/m² verarbeitet werden

• HVLP kann für alle Oberflächen benutzt werden - auch zum Lackieren von Kunststoffwerkstücken

• HVLP-Spritzpistolen kosten rund 275 – 550 € (ohne Kosten zur Anpassung des Kompressors und der Luftschläuche für die höheren Volumenströme); es müssen auch die Kosten für ein ein- o. zweitägiges Training des Personals berücksichtigt werden

• die Amortisationszeit beträgt oft weniger als ein Jahr, abhängig von der Menge des aufgetragenen Lacks und dem derzeitig erreichten Wirkungsgrad

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 452 Link

Die optimale Einstellung der Applikationsgeräte (vornehmlich Handspritzpistolen) reduziert deutlich den Oversprayanteil der verspritzten Lacke, führt zu geringerer Lacknebelbildung und erhöht insgesamt die Lackierleistung. Voraussetzung dafür ist die betriebsinterne Schulung der Mitarbeiter der Lackierabteilung.

Quelle(n):

• Bregau GmbH & Co. KG (2017b): Lackieren und Umwelt [online]. Bregau GmbH & Co. KG, verfügbar unter: Link

• Die Werkstücke werden über eine Förderbandanlage in eine geschlossene Kammer transportiert, in der ein Vakuum erzeugt wird. Die zu lackierenden Produkte werden in Hochgeschwindigkeit durch die Kammer geleitet. Der Lack wird von vier verschiedenen Seiten aufgetragen.

• Abhängig vom Werkstück und den Verarbeitungsbedingungen kann ein Wirkungsgrad von 80 - 100 % erreicht werden.

• Vakuumbeschichtung kann für das Lackieren von MDF-Platten, Vollholz, Furnieren, Profilen aus Papierverbundstoffen, Fensterglasscheiben, Sockelleisten und Decken oder Wandpaneelen verwendet werden.Außer für wasserbasierte Lacke wurde das Vakuumlackieren kürzlich mit UV-härtenden Lacken auf Holz oder Holzverbundstoffen angewendet. Vakuumlackieren kann nur für Holz, das dem Vakuum widerstehen kann, verwendet werden.

• In einem Realfall führte der Wechsel vom luftunterstützten Spritzen mit wasserbasierten Lacken und Infrarottrocknung zur Vakuumbeschichtung mit Auftrag von UVhärtenden Farben zu einer jährlichen Ersparnis von 262.000 €. Die Amortisationszeit war weniger als zwei Jahre (berichtet in 2003). Ergebnis war die Verhinderung von VOC Emissionen (14t/a), Abfall (der bis dahin 100t/a betrug) und ein Materialnutzungsgrad des UVhärtenden Lacks von 100 %.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 450 Link

• Der Auftrag erfolgt durch rotierende Gummi- oder Schaumkunststoffbeschichtete Walzen, ein beidseitiges Lackieren ist auch möglich. Das Auftragsgewicht kann durch Variieren des Abstandes zwischen den Walzen eingestellt werden. Bewegen sichWerkstück und Walzen in die gleiche Richtung können nur Schichten von bis zu 12 μm aufgetragen werden, und es können nur Lacke mit einer bestimmten Viskosität verwendet werden. Diese Probleme treten beim Umkehrbeschichtungsverfahren, bei dem sich die Walzen in entgegengesetzter Richtung zum Werkstück bewegen, nicht auf.

• In Abhängigkeit vom Werkstück und den Verarbeitungsbedingungen, kann eine Materialausnutzung von rund 90 – 100 % erreicht werden.

• Die Beschichtung durch Walzen ist insbesondere für 1- und 2-Komponenten-Lacke und Polymerisationsmaterialien mit hoher Viskosität oder 100 % Feststoffgehalt geeignet.

• Verwendung des Walzenauftrags: beim Lackieren von Metallverpackungen für den Auftrag von Außenlack auf Dosen; bei der Herstellung stranggepresster Aluminiumtuben zum Auftrag des Basislacks; beim Beschichten von Holz und Möbeln hauptsächlich für flache Werkstücke wie z.B. Verbundplatten aus Holz, aber auch leicht gebogene Produkte wie Holzpaneele; zum Beschichten von Fischernetzen; usw. 

• Eine leichte Spachtelmaschine, wie sie in der Holz- und Möbelindustrie verwendet wird, mit einer Arbeitsbreite von 1,3 m und einer elektrischen Leistung von 5,5 kW kostete 55.000 €. Ein anderes Beispiel mit einer Schaumstoffwalze und einer Arbeitsbreite von 1,3 m und einer elektrischen Leistung von 3 kW kostete ungefähr 26.000 €. Eine Anlage mit zwei Walzen (Doppelwalzensystem) und gleicher Arbeitsbreite und einer elektrischen Leistung von 6 kW kostete 52.000 €. Beide Beispiele stammen aus dem Jahr 2000 (alle Preise aus dem Jahr 2000).

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 445 Link

• das Basislacksystem zeigt vergleichbare Eigenschaften zu derzeitigen wasserverdünnbaren Systemen; der Energieverbrauch kann geringer als bei konventionellen Lösemittelsystemen sein und ist geringer als bei Anwendung konventioneller wasserverdünnbarer Basislacksysteme (es ist kein Infrarot-Trockner erforderlich)
• Wechsel von lösemittelbasierten Basislacken zu wasserverdünnbaren Basislacken können mit relativ kleinem technischen Aufwand erfolgen (verglichen mit einer neuen Anlage):  Standardmäßige wasserbasierte Basislacke benötigen eine enge Überwachung der Arbeitsbedingungen in der Spritzkabine (mit einer engen Verarbeitungszeit), fünf- bis sechsminütige Zwangsablüftung und Edelstahlzuleitungen. Insbesondere die Ablüftanforderungen behindern die Anwendung wasserbasierter Lacke in bestehenden Anlagen. Bei Basislacken mit verkürzten Ablüftzeiten sind 90 bis 150 Sekunden als Ablüftzeit ausreichend (schnelltrocknende Harze, stark flüchtige und azeotrope Lösemittel und Hochgeschwindigkeits-Ablüftungszonen), so können sie bei vielen existierenden Linien eingesetzt werden. Gleichzeitig wird die Verarbeitungsfenster vergrößert.
• Die Verwendung dieses Konzeptes ist begrenzt durch die nachfolgenden Lackschichten. Tests haben gezeigt, dass eine gute Oberflächenqualität mit einem 2-Komponenten-Klarlack erreichbar ist. Hingegen mit einem 1-Komponenten-Klarlack-System können noch einige Fehler in der Qualität auftreten (z.B. Schleier). Es wurden erfolgreiche Tests an Lackierstraßen durchgeführt. Freigaben gibt es für 2-Komponenten- als auch für 1-Komponenten Klarlacke.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 439 Link

• Anwendung eines UV-Aggregats, das sich durch eine hohe Energieeffizient auszeichnet

• aufgrund der niedrigen Trocknungstemperatur bei der Härtung wird der Energieverbauch reduziert

• das VOC-freie Korrosionsschutzsystem erzielt Kosteneinsparungen von bis zu 60%

• energieeffizientere und lösemittelärmere Rekonditionierung von Stahlblechfässern durch neues Verfahren

• die heiße Abluft der thermischen Nachverbrennung (TNV) wird zum einen zur Vorwärmung der Brennerluft, zum anderen zum Beheizen der Trocknungsstraße bei der Fasslackierung genutzt

• Der Produktionsintegrierte Umweltschutz (PIUS) hat bei Lackierverfahren besondere Bedeutung, da diese in der Regel mit hohen Energie- und Emissions-Einsparpotenzialen verbunden sind.

• Die Potenziale liegen vielfach im Trocknungsprozess, in der Zuluftkonditionierung bei der Lackapplikation und im Einsatz der Druckluft, die ein teures und ökologisch aufwendiges Betriebsmittel ist.

• Betriebe haben verschiedene technische und organisatorische Möglichkeiten zur Reduzierung der Umweltbelastung und der Kosten des Lackierprozess

• im Abfallrecht gilt die Rangordnung "Vermeidung VOR Verwertung VOR Beseitigung"

• Das Inertgas wird mit Gas oder Dampf über Wärmetauscher oder mit Öl als Brennstoff aufgeheizt. Durch Verwenden von Inertgas statt normaler Luft sind Lösemittelbeladungen von >1200 g/m³ Stickstoff möglich.

• Inertgas kann viel mehr Lösemittel als normale Luft aufnehmen. Bei einem Inertgasverfahren zirkulieren z.B. 2000 m³ Gasvolumen zur Lösemittelaufnahme von 400 kg/h. Trocknen mit Luft würde 10-mal mehr Volumen benötigen, um 40 % des Wertes der UEG zu erreichen.

• Vorteile:

  • Energieeinsparung

  • Abgasbehandlungssystem kann für kleinere Kapazität ausgelegt werden (im Vgl. zu normaler Luft)

  • Entflammbarkeit ist reduziert

• wo Inertgas zum Trocknen verwendet wird, kann Kondensation als Verfahren zur Lösemittelrückgewinnung angewendet werden

• anwendbar bei neuen und bestehenden Betrieben und Anlagen; Nachrüstung kann aber schwierig sein

• allgemein angewendet als Vortrocknungsschritt bei der Herstellung von Klebebändern oder bei der Herstellung von Schleifmitteln, bei der Bandblechbeschichtung, in der Automobilindustrie oder beim Lackieren von Holz oder Möbeln

• nicht anwendbar bei Trocknern, die regelmäßig geöffnet werden müssen

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 469 Link

• Bei der Infrarot-Strahlungshärtung wird das Werkstück mittels Absorption infraroter Strahlung aufgeheizt. Der Trocknungsprozess beginnt von innen zur Oberfläche. Die Intensität der infraroten Strahlung hängt von der Wellenlänge und damit von der Temperatur des Heizgeräts ab. Die Absorption der Strahlen hängt von der Oberflächenrauhigkeit, der Farbe oder Helligkeit und der chemischen Zusammensetzung ab.
• geringerer Energiebedarf im Vergleich zur Anwendung von Trocknern mit Umluft
• wegen der Strahlungswärme des Trockners verdampfen die Lösemittel wie bei einem konventionellen Heizprozess
• Schnellheiztechnik (1-5 Sek im Falle eines Mediums im Infrarotnahbereich (NIR) oder langwelligen Bereich, IR kann aber längere Zeit benötigen) und, wenn die Temperatur des Untergrundes während des Härtens des Lackes niedrig ist, braucht es nur eine kurze Abkühlzeit
• es besteht ein Risiko der Bildung von Schattierungen an Kanten und in Ecken
• keine Begrenzungen bei der Schichtdicke außer, wenn sehr schnelle Aushärtezeiten notwendig sind (z.B. wenn das Substrat sehr schnell bewegt wird wie bei der Bandbeschichtung)
• Geometrie des lackierten oder bedruckten Untergrundes spielt keine Rolle; er sollte aber hitzebeständig sein
• Infrarot-Härten wird in einer kleinen Anzahl von Bandbeschichtungslinien angewendet; in bestehenden Bandbeschichtungen müsste eine Neukonzipierung der Abgasbehandlungsanlage erfolgen, da die Heizzeiten viel kürzer sind im Vergleich zu konventionellen Trocknern
• allgemein in der Automobilindustrie zur Vortrocknung des Decklacks, der in Lack-in-Lack-Technik aufgetragen wird, eingesetzt; zunehmend bei der Herstellung von Klebebändern eingesetzt
• die Investitionskosten sind relativ gering, die Nachrüstung existierender Trockner kann aber teuer sein; in der Bandblechbeschichtungsindustrie ist diese Technik nur wirtschaftlich bei neuen Anlagen, oder wenn ein Ofen ersetzt werden muss.
• Anwendbarkeit:

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 472 Link

• Pulverslurry sind in Wasser dispergierte und stabilisierte Pulver. Sie werden mit konventionellen Anlagen für flüssige Lacke aufgetragen. Sie können zum Klarlackauftrag verwendet werden.

• Der Auftrag von Pulverslurry-Lacken erzeugt weder Abwasser noch VOC-Emissionen. In der Automobilindustrie werden erhebliche Einsparungen an Energie durch Substitution von konventionellem 2-Komponenten-Klarlack durch Lack-in-Lack-Auftrag von Pulverslurry-Klarlack erzielt. Mit dem Lack-in-Lack- (oder auch Nass-in-Nass-)Auftrag können die Zwischentrocknungsschritte ausgelassen werden.

• Ein Zwangstrocknungsschritt ist erforderlich.* Diese Technik kann gegenwärtig nur bei der Lackierung von Autos angewendet werden

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 443 Link

• Strahlungshärtende Schichten benötigen für ihre Härtung die Aktivierung bestimmter chemischer Gruppen durch UV-Licht oder schnelle Elektronen. Diese Eigenschaft kann in Harzen und in flüssigen Verdünnern gefunden werden, so dass es möglich ist, ein flüssiges Lacksystem herzustellen, das ohne Wärme und jegliche Emissionen von VOC aushärtet. Alternativ kann eine ähnliche chemische Funktionsweise in wasserbasierten oder sogar festen (Pulver-)Lacken erzeugt werden. Die Basisharze enthalten Epoxide, Polyester, Polyurethane, aber alle mit funktionalen Acryl- oder Venylgruppen. Die Härtungsreaktion wird direkt mit Elektronenstrahlen (ES) oder Ultraviolettstrahlen (UV) durch die zugefügten Fotoinitiatoren hervorgerufen.

• weder wasserbasierte noch lösemittelfreie Strahlungshärtende Lacke erzeugen Abwasser oder VOC-Emissionen

• UV-härtende Lacke können mit verschiedenen Techniken verwendet werden, z.B. durch Rollen, Gießen, Spritzen oder Vakuumbeschichten; es sind strahlungshärtende Pulverlacke entwickelt worden, aber die Mehrzahl der Pulverbeschichtungen werden in konventionellen Hochtemperaturöfen gehärtet

• Die Kosten hängen von der Spezifikation, der Menge und dem Zulieferer ab; Bsp.: die Kosten eines wasserbasierten UV-Lacks (50 % Feststoffanteil) betragen 6,50 € pro Kilogramm, das ist mehr als für einen herkömmlichen Lack (z.B. 2-Komponenten-PU-Lack kostet 4,35 € pro kg). Bei reinem UV-härtenden Lack aber (der 100 % Feststoffanteil hat) werden die Gesamtkosten pro m2 geringer sein, da durch den höheren Feststoffanteil ein höherer Wirkungsgrad erreicht wird und der Overspray um mindestens 50 % reduziert werden kann. Der geschätzte Preis für ein Kilogramm UV-härtenden Pulverlack liegt in der Spanne von 3,01 und 5,38 €. Die Investitionskosten für eine neue UV-härtende Pulverbeschichtungsanlage beträgt rund 875.000 €, enthalten sind 275.000 € für eine Auftragskabine und eine Trocknungsanlage und 600.000 € für Automatisierung, Materialreserven, Förderbänder usw. Die Betriebskosten sind mehr oder weniger die gleichen wie für eine bestehende Beschichtungsanlage für lösemittelbasierte Lacke.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 439 - S.440 Link

• Ein Thermoreaktor ist ein Strahler/Heizer, der sowohl infrarote Strahlung als auch Konvektionshitze abgibt. Die Infrarotstrahlung wird durch Verbrennung von Erdgas oder Propan erzeugt.

• geringer Energiebedarf im Vergleich zu Trocknern, die nur Umluft verwenden

• abhängig vom Lacksystem und der Produktionsart liegt die Gesamttrockenzeit im Bereich von 6 - 10 Minuten*

• Anwendbar mit allen Heatset-Lacken oder –Druckmaterialien, entweder lösemittelhaltig oder lösemittelfrei und mit Pulverlacken

• Thermoreaktoren sind geeignet für wasserbasierte Lacksysteme

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 475 Link

• Beim UV-Härten wird die elektrische Entladung in Gasen als Strahlungsquelle verwendet. Am häufigsten werden zu diesem Zweck Quecksilberdampflampen verwendet. Die Strahlung löst die chemische Vernetzung innerhalb des Lacks oder der Druckschicht aus. UV-Härten erfordert das Vorhandensein eines Photoinitiators.

• Vorteile:

  • geringer Energieverbrauch (verglichen mit konventionellen Trocknern können die Energiekosten um 70 % reduziert werden;  im Vgl. zu einem konventionellen gasgefeuerten Ofen (einschließlich Ventilator) für wasserbasierte Lacke sind die Energiekosten um 40-50 % reduziert)

  • UV-härtende Systeme verwenden weniger oder keine Lösemittel

  • das Härten erfolgt innerhalb weniger Sekunden (mit UV-härtenden Verfahren sind 3-4fach höhere Druckgeschwindigkeiten erreichbar)

  • benötigt nur wenig Standfläche

• Es treten Ozonemissionen auf. Ozon wird gewöhnlich abgesaugt und zu einem Ozonzerstörer mit Katalysator oder einer thermischen Nachverbrennung zugeleitet. Es werden Quecksilberdampflampen verwendet, diese enthalten kleine Mengen Quecksilber und können in geeigneten Abfallbehandlungsanlagen entsorgt werden.

• Holz- oder Kunststoffuntergründe können vergilben oder spröde werden

• anwendbar in allen neuen und bestehenden Anlagen

• insbesondere anwendbar für Klarlacke und Lasuren auch bei großen Schichtdicken

• UV-Trocknung ist weitverbreitet bei Papier- oder Pappeuntergründen (z.B. zum Trocknen von lackierten Möbeln)

• Eine kompakte (1-Mann)-UV-Lack-Auftragsanlage einschließlich einer UV-Härtezone zur Anwendung in der Holz- und Möbelindustrie kostete ungefähr 40.000 € (Jahr 2000) --> finanzielle Vorteile durch die schnellere Härte-/Trockenzeit und es wird eine schnellere Produktionsgeschwindigkeit erreicht. Die Amortisationszeit wird auf 2-3 Jahre geschätzt. Dabei wurde berücksichtigt, dass zum Auftrag des UV-härtenden Lacksystems weniger Arbeitszeit benötigt wird.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 473, 474 Link

• das Basislacksystem zeigt vergleichbare Eigenschaften zu derzeitigen wasserverdünnbaren Systemen; der Energieverbrauch kann geringer als bei konventionellen Lösemittelsystemen sein und ist geringer als bei Anwendung konventioneller wasserverdünnbarer Basislacksysteme (es ist kein Infrarot-Trockner erforderlich)
• Wechsel von lösemittelbasierten Basislacken zu wasserverdünnbaren Basislacken können mit relativ kleinem technischen Aufwand erfolgen (verglichen mit einer neuen Anlage):  Standardmäßige wasserbasierte Basislacke benötigen eine enge Überwachung der Arbeitsbedingungen in der Spritzkabine (mit einer engen Verarbeitungszeit), fünf- bis sechsminütige Zwangsablüftung und Edelstahlzuleitungen. Insbesondere die Ablüftanforderungen behindern die Anwendung wasserbasierter Lacke in bestehenden Anlagen. Bei Basislacken mit verkürzten Ablüftzeiten sind 90 bis 150 Sekunden als Ablüftzeit ausreichend (schnelltrocknende Harze, stark flüchtige und azeotrope Lösemittel und Hochgeschwindigkeits-Ablüftungszonen), so können sie bei vielen existierenden Linien eingesetzt werden. Gleichzeitig wird die Verarbeitungsfenster vergrößert.
• Die Verwendung dieses Konzeptes ist begrenzt durch die nachfolgenden Lackschichten. Tests haben gezeigt, dass eine gute Oberflächenqualität mit einem 2-Komponenten-Klarlack erreichbar ist. Hingegen mit einem 1-Komponenten-Klarlack-System können noch einige Fehler in der Qualität auftreten (z.B. Schleier). Es wurden erfolgreiche Tests an Lackierstraßen durchgeführt. Freigaben gibt es für 2-Komponenten- als auch für 1-Komponenten Klarlacke.

Quelle(n):

• Umweltbundesamt (2007): Beste verfügbare Techniken für die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln. Umweltbundesamt, Dessau, auch verfügbar als PDF unter: S. 439 Link