KEM August 2005

Lackiervorgang in der Automobilindustrie, Bild: Dürr Systems

Die Lackiertechnik bietet viele Ansatzpunkte und Anwendungen, wo Dichtungen und Konstruktionsteile aus hochwertigen Kunststoffen wie PTFE und PE eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um Dichtungen von Ventilnadeln, Steuerkolben und Molchsysteme; um Membranen in Regelgeräten und Pumpen; um Schläuche als Farbleitungen sowie um Gehäuseteile. Diese Kunststoffbauteile kommen überall dort zum Einsatz, wo es um chemisch aggressive Medien geht oder geringste Reibung im Trockenlauf verlangt wird.

Die Einsatzgebiete von Dichtungen und Konstruktionsteilen aus hoch beanspruchbaren, thermoplastischen Kunststoffen, wie z. B. Polyethylen PE und Polytetrafluorethylen PTFE sind sehr vielfältig. Eine besonderer Anwendungsbereich ist die Lackiertechnik in der Automobil- und der allgemeinen Industrie. Der Einsatz extrem kritischer abrasiver Lacke und Farben fordert besondere Dichtungswerkstoffe und spezielle Bauteildesigns. Eingesetzt werden verschiedene Varianten von Wasser-, Lösungsmittel- und Pulvertrockenlacken.

Nadel- und Kolbendichtungen

In Steuerventilen von Lackieranlagen werden verschiedene Dichtungssysteme eingesetzt. Unterschieden werden jeweils die farbseitigen Dichtungen auf der Medienseite und die luftseitigen auf der Steuerseite. Auf der Farbseite kommen verschiedene Geometrien auf Basis des modifizierten Polyethylenwerkstoffs HS 4080 zum Einsatz. Dieser PE-Werkstoff bietet eine besonders gute Verschleißfestigkeit bei Wasser und abrasiven Medien. Durch seine Konsistenz streift er die kritischen Lackpartikel besser ab z. B. ein PTFE-Compound. Er bietet zudem eine sehr gute chemische Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln zur Reinigung und Spülung. Die verschiedenen Geometrien der Dichtungen reichen von den Standardbauarten der federunterstützten Nutringe bis hin zu Komplettlösungen.

Schnittdarstellung eines Farbwechselventils

Im Gegensatz zur Farbseite werden auf der Steuerluftseite häufig reibungsarme Dichtsysteme auf PTFE-Basis eingesetzt. Spezielle Compounds mit geringem dynamischen Reibungskoeffizienten ermöglichen selbst im Trockenlauf den Einsatz von MemoryManschetten und Komplettkolben. Kurze Ventilöffnungs- und Schließzeiten sind das Ergebnis dieser Dichtungen. Besonders hervorzuheben sind hier die Compounds HS 21059 und HS 21029, die selbst auf weichen metallischen Laufflächen, ja sogar auf Kunststofflaufflächen ohne Probleme funktionieren. Dies bringt den Kostenvorteil, dass bei großen Stückzahlen gespritzte Kunststoffzylinder als Gegenlauffläche eingesetzt werden können.

Membrane in Druckregelgeräten

Um mit einem konstanten Farbdruckniveau von ca. 20 bar zu lackieren, werden in Regelventilen Membrane aus Polytetrafluorethylen PIPE und in neuesten Anwendungen auch aus Polyethylen PE eingesetzt. Die Membranen sollen Farbe und Steuerluft trennen und den Farbdruck auf einem konstanten Niveau halten, um eine einwandfreie Lackierung zu gewährleisten. Eingesetzt werden hier reine PTFE-Membranen aus HS 17022 und HS 17004. Diese beiden Werkstoffe zeichnen sich durch besonders flexibles Verhalten, hohe Biegewechselfestigkeit, chemische Beständigkeit von PTFE und hohe Druckstabilität aus.

Geometrisch sind solche Membranen als Flachmembranen und Sickenmembranen möglich. Das hängt von der Konstruktion des Druckreglers ab. Neueste Anwendungen zeigen, dass als Membranwerkstoff der Polyethylenwerkstoff HS 4080 ebenfalls sehr gute Ergebnisse hinsichtlich Druckstabilität und Biegewechselfestigkeit bietet.

Die heutigen Anforderungen an den Umweltschutz und die gestiegenen Preise für Lacke erfordern in neuesten Lackieranlagen und -robotern, die überschüssigen Farben in den Schlauchleitungen zurückzugewinnen. Hierzu wurden Dichtungslösungen, so genannte Schlauch-MolchSysteme entwickelt. Sie schieben in Kunststoffschläuchen die Farben zurück, die so großteils wieder verwendet werden können.