lösemittel erfolgreich mit wasserlack verbannt
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ren Farben geliefert, je nach Wunschdes Kunden.
In der seit 1985 in Betrieb befindli-chen Lackieranlage werden konventio-nelle Lacke mit bis zu 85 ProzentLösemittelanteil eingesetzt. Obwohldie Grenzwerte laut niederländischerEmissionsrichtlinie (NeR) damals
Oud-Beijerland, ein Dorf imSüden Hollands, ist der Sitz des
Stoßdämpferherstellers Koni, einemder weltweit größten Hersteller vonRadaufhängungen. Koni produziertseit 1952 auf einem Industriegelände,das nach und nach von Wohnhäusernumbaut wurde. Wie in vielen Ortenstellte sich auch hier heraus, dass dieKombination von Wohnen und Indus-trie Probleme bringt. Für Unmut unterden Anwohnern sorgte vor allem dieLackiererei.
Koni produziert in Oud-Beijerlandjährlich fast anderthalb MillionenStoßdämpfer für Autos und Schienen-fahrzeuge. Fast alle Stoßdämpfer wer-den lackiert, in der Regel in den cha-rakteristischen roten und gelben Koni-Farben. Darüber hinaus werden dieStoßdämpfer aber auch in vielen ande-
Lösemittel erfolgreich mit Wasserlack verbannt
5000 Stoßdämpfer durchlaufen bei Koni täglich die Lackiererei. Der weitausgrößte Teil wird automatisch mit der Scheibe lackiert.
Vergeblich versuchte der holländi-sche Stoßdämpfer-Hersteller Koniüber Jahre hinweg die Geruchs-belästigung für Anwohner durchAbluft aus der Lackiererei in denGriff zu bekommen. Abhilfe konn-te nur noch mit einem neuen Lackund einer komplett neuen Lackier-straße geschaffen werden, wieunser Erfahrungsbericht zeigt.
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nicht überschritten wurden, klagtendie Anwohner immer öfter über Ge-ruchsbelästigung. Verschiedene Maß-nahmen, die Emissionen zu reduzie-ren, nützten nichts.
Als Reduzierungen beim Lackver-brauch nicht den erwünschten Erfolgbrachten, investierte Koni 1996 fasteine halbe Million Euro in eine Anlagezur Abluftbehandlung. Auch dieseIonisierungseinheit, die die geruchs-intensiven Komponenten in der Abluftgrößtenteils eliminierte, erwies sich in der Praxis als nicht ausreichendwirksam.
So stand Koni 1998 vor der Wahl,entweder den gesamten Lackierpro-zess neu zu überdenken oder in eineneue Lackierlinie zu investieren.Dabei galt es, die Lösemittelemissio-nen deutlich zu reduzieren, um auchden inzwischen verschärften Emissi-ons-Anforderungen Folge leisten zukönnen. Darüber hinaus sollte der Lacknicht nur fast frei von Lösemitteln sein,sondern auch blei- und chromatfrei.Auch aus der Vorbehandlung solltenChromate verbannt werden.
ier Varianten wurden bei Koni fürdie Lackierung der Stoßdämpfer erwo-gen: Pulverlackierung, Autophorethi-sche Lackierung sowie die Lackierungmit 1-K- und 2-K-Wasserlacken.
UV-härtende Lacke schieden ineiner Vorstudie aus, da hier die Zahlder einsetzbaren Pigmente noch be-grenzt ist. Insbesondere die spezifischegelbe Koni-Farbe, RAL 1007, hätteProbleme hinsichtlich der Deckfähig-keit verursachen können.
Auch die Pulverbeschichtung, dieaufgrund der relativ einfachen Appli-kation und eines vergleichsweise einfa-chen Anlagenaufbaus von den Prozess-ingenieuren anfänglich bevorzugt wurde, schied aus. So wären die erfor-derlichen Einbrenntemperaturen, dieselbst beim Einsatz von Niedrigtempe-raturpulvern noch bei 150°C liegen, zuhoch für die Beschichtung vonStoßdämpfern. Die Temperaturober-grenze liegt bei 100°C, da Dichtungenbei höheren Temperaturen nicht be-ständig sind.
Schlechte Resultate ergaben Versu-che mit Infrarot. UnterschiedlicheWärmeinhalte der verschiedenen Stoß-
ebenso erforderlich wie eine längereTrockenstrecke. Da die geplante neueAnlage nicht mehr in die bestehendeHalle integriert werden konnte, musste eine neue Lackierhalle gebautwerden. Mit dem Bau dieser Hallewurde Anfang März 2001 begonnen.Ende 2002 lief die neue Lackieranlagezur vollen Zufriedenheit des Betreibers.
Eisenphosphatierung reicht völlig aus
Die Stoßdämpfer durchlaufen dieLackieranlage hängend an einem 420 Meter langen Kettenförderer. DasGros der zu lackierenden Teile ist kür-zer als 1200 mm und wiegt maximal 50 kg. Die Teile sind verunreinigt mitÖlen, Fetten, Prägemitteln, Flugrostund Schweißbelag.
Die Stoßdämper werden alkalischentfettet, eisenphosphatiert und ab-schließend chromfrei passiviert. ImLaufe des Projekts wurde erwogen, dieEisen- durch Zinkphosphatierung zuersetzen, um den Korrosionsschutz zuerhöhen. Es stellte sich jedoch heraus,das eine Zinkphosphatierung bei einer2-K-Lackierung nicht erforderlich ist.
dämpferteile verhindern eine homoge-ne Aushärtung der Pulverlackschicht.
Auch Autophorese erwies sich alsnicht realisierbar. Dieses Lackierver-fahren erfordert das Eintauchen desProduktes in ein Chemikalienbad. Dieaggressive Prozessflüssigkeit konnteselbst mit mehreren Spülvorgängennicht vollständig von den Stoßdämp-fern entfernt werden und hätte zur Ver-kürzung der Lebensdauer des Dämp-fers geführt. Darüber hinaus ist mitdieser Technik nur eine Lackierung inschwarzer Farbe möglich. Einfachewassserbasierende Lacke zeigten guteVerarbeitungseigenschaften und einegute Deckfähigkeit, versagten jedochbeim Salzsprühtest.
Gute Deckfähigkeit mit einer Lackschicht
Beim Vergleich am günstigstenabgeschnitten hatte schließlich einwasserbasierender 2-K-Epoxidlack.Unter fünf Lacklieferanten, die zurEntwicklung eines entsprechendenLackystems aufgerufen waren, lieferteder relativ kleine niederländischeLackhersteller Hasco am schnellsteneinen Lack, der die geforderten Eigen-schaften erbrachte. Nachdem sich beiersten Tests herausgestellt hatte, dassdie Verarbeitbarkeit des Lackes zuwünschen übrig ließ, entwickelte Hasco einen völlig neuen Lack, derüber einen hohen Glanzgrad und einesehr gute Deckungskraft verfügt.Selbst bei der gelben RAL 1007 Farbereicht eine einzige Lackapplikation miteiner Schichtdicke von nur 50 µm aus.Die von anderen Herstellern angebote-nen Lacksysteme erforderten mindes-tens 100 µm dicke Schichten und zumTeil auch eine zweite Lackierung.
Für den Einsatz des neuen Lack-systems war ein Neubau der Lackier-linie erforderlich. Material führendeKomponenten aus Edelstahl waren
Blick auf die Vorbehandlung.In Kombination mit dem
neuen 2-K-Wasserlack hat sich die Eisenphosphatierung als völlig
ausreichend erwiesen.
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weile kein Problem mehr.Anhand mehrerer Tests zeig-te sich, dass 40 °C warmesdemineralisiertes Wasser einausgezeichnetes Spülmittelist. Insgesamt dauerte esetwa drei Monate, bis die Anlage zur Zufrieden-heit aller Beteiligten funktio-nierte.
Fördermittel aus EU-Programm
Mit der neuen Lackeiran-lage erfüllt Koni nicht nur dieaktuellen gesetzlichen Emis-sionsanforderungen, sondernkonnte auch nachhaltig dieGeruchsbelästigung elimi-
nieren. Seit Inbetriebnahme der neuenAnlage ist die Zahl der Klagen vonAnwohnern auf Null zurück gegangen.Messungen eines unabhängigen Bürosergaben, dass außerhalb des Koni-Geländes keine Lackgerüche mehrwahrnehmbar sind.
Die Erfolge bekam Koni allerdingsnicht zum Nulltarif: Mehr als als 2,5Millionen Euro investierte das Unter-nehmen in Gebäude und Anlagen. MitHilfe von PNO Consultants, einemBeratungsbüro für Subventionen inBreda, gelang es Koni, aus demeuropäischen Life-Programm für dieEntwicklung des Lackes und die Rea-lisierung einen Zuschuss von mehr als350000 Euro zu bekommen.
Auf der Webseite des Life Pro-gramms kommt zum Ausdruck, dassdas Projekt von Koni in der Entwick-lung und Anwendung des Zero-Emis-sion-Lackes von der EuropäischenUnion von ausschlaggebender Bedeu-tung angesehen wird, weil es den Weg zur Eliminierung von Lösemittelin industriellen Lackierprozessenbereitet. Harm Irink
die für die Stabilisierung der Lackmi-schung wichtig sind. Der Stammlackist wasserlöslich, der Mischlack nicht.Erst nach der homogenen Vermischungdieser beiden Komponenten kann voneinem wasserlöslichen Lacksystemgesprochen werden, das sich mit Was-ser als dritte Komponente zur Applika-tion fördern lässt.
Startprobleme
Bei der Inbetriebnahme der neuenAnlage kam es durch die hohe Visko-sität des Lackes zu einem unerwartethohen Druckaufbau, der Rohre undMischeinheiten zum Platzen brachte.Zudem stellte sich heraus, dass das vor-geschlagene Spülmittel für die Lack-transportleitungen (Wasser mit 1/10Volumenteil Glykol) nicht ausreichte.Das erste Problem wurde durch denEinsatz von Hochdruckrohren in allenLackleitungen und Mischerteilensowie mit anderen Pumpen gelöst. DerLack wird mit Airless-Pumpen aus derVorratskammer zu dem höher gelege-nen Mischraum gepumpt und dort mitZahnradpumpen in die statischenMischer dosiert. Anfängliche Ver-schleißprobleme durch den viskosenLack wurden durch den Austausch derAirless-Pumpen gegen Membranpum-pen gelöst. Auch das Spülen der Lei-tungen bei Farbwechseln ist mittler-
Vor der Lackierung wer-den Partien, die lackfrei blei-ben sollen, mit Kappen undAufklebern maskiert. Dieelektrostatische Lackappli-kation erfolgt in einer CNC-gesteuerten Lackierkabinemittels Scheibe (Drehzahl7000 bis 10000 U/min).Dabei werden die sich dre-henden Stoßdämpfer in einerOmega-Schleife um dieScheibe gefahren.
Vor und nach der automa-tischen Lackierung wurdenHandspritzeinheiten einge-richtet, in der schwer erreich-bare Partien an den Teilenbeziehungsweise kleine Seri-en lackiert werden können.Der Overspray wird sowohlin der Automatikkabine als auch in denHandspritzbereichen über eine Wasserberieselte Wand ausgewaschen.
Auf die zweite Handspritzzone folgteine Abdunstzone, die mit etwa 50°CUmlufttemperatur betrieben wird. Die Aushärtung des Lackes erfolgt im anschließenden Trockenofen beieiner durchschnittlichen Lufttempera-tur von 80°C. Über eine Kühlstreckegelangen die auf maximal 35°C herun-tergekühlten Teile dann zu den Ab-nahmeplätzen, wo die Demaskierungsowie das Einpacken erfolgt.
Eigentlich ein 3-K-Lacksystem
Bei der Applikationstechnik, dievon LacTec geliefert wurde, ist dieMischung der zwei Lackkomponentenmit Wasser ein kritischer Faktor. DerLackhersteller Hasco spricht voneinem Epoxidsystem mit den dreiKomponenten Stammlack, Mischlackund Wasser. In der Regel werden Pig-ment und Harz kombiniert. Bei demStammlack von Hasco ist jedoch dasPigment mit dem Härter kombiniert.Im Mischlack ist das Epoxidharz derHauptbestandteil.
Ungewöhlich an dem Hasco-Lackist auch der sehr niedrige Gehalt orga-nischer Lösemittel von weniger als 1 %.Die Lösemittel dienen nur noch alsTräger kleiner Mengen Zuschlagstoffe,
Kontakt: Ger Mos, Koni B.V., NL-Oud Beijerland,
Tel. +31 /18 66 /355 00, e-mail: [email protected]
In der Anlage können bis zu 1,8 Meter lange Stoß-dämpfer für Eisenbahnwaggons gefahren werden
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