Durch die Aluminiumbedampfung im Hochvakuum ist es möglich, Kunststoffteilen ein metallisches Aussehen zu verleihen. Es handelt sich um ein sicheres, vom Prinzip her einfaches und schnelles Verfahren zur Veredelung von Kunststoff und anderen Materialien. In den letzten Jahrzehnten hat es sich neben Lackierung und galvanischer Verchromung fest etabliert. Bei dem Verfahren werden sehr dünne Schichten von Metall mit einer Dicke von 0,1 μm und weniger auf Kunststoff aufgedampft. Das gebräuchlichste Metall ist Aluminium. Durch andere Metallisierungsverfahren wie PVD (Physical Vapour Deposition) sind aber auch Chrom, Zinn, Titan, Kupfer oder andere Metalle möglich.
Beschichtet werden kann prinzipiell jedes wärmebeständige Kunststoffteil mit einer relativ glatten Oberfläche. Vier Arbeitsschritte sind notwendig: Zunächst werden die Teile gereinigt und für die Beschichtung vorbereitet. Dann wird ein UV-härtender Metallisierungs-Grundlack aufgetragen, der Unebenheiten in der Substratstruktur ausgleicht und gleichzeitig als Haftvermittler dient. Bei Kunststoffen wie PP/PE ist eine entsprechende Vorbehandlung der Substrate durchzuführen, um gute Haftungseigenschaften zu gewährleisten. Für kurze Durchlaufzeiten wird der Grundlack mittels UV-Technologie gehärtet. Danach wird die metallische Schicht in der Vakuumkammer aufgedampft. Der letzte Arbeitsschritt besteht meist aus der Applikation eines UV-Decklacks, der das beschichtete Objekt vor Kratzern und mechanischem Abrieb schützt. Für ein optimales Endergebnis wird diese Schicht ebenfalls mit UV-Licht ausgehärtet.
Die Aluminiumbedampfung im Hochvakuum erfüllt die hohen Anforderungen der Consumer-Industrie und weist dabei eine ähnliche Beständigkeit und das Erscheinungsbild der Verchromung auf. Mit Aluminiumbedampfung und UV kann außerdem eine deutlich dünnere Schicht als bei der Verchromung aufgetragen werden. Aluminiumbedampfung wird eingesetzt, um zum Beispiel den Gebrauchswert von Kunststoffteilen wesentlich zu verändern oder zu erhöhen, oder um galvanische Schichten zu ersetzen. Im Gegensatz zur galvanischen Verchromung wird bei dem Verfahren kein schädliches sechswertiges Chrom verwendet, dessen Einsatz und Entsorgung problematisch sind.
LED-Härtung am Beispiel von Lippenstifthülsen
Vor allem in der Kosmetikindustrie kommt das Verfahren heute schon zur Anwendung, wenn ein höherwertiges Aussehen eines Produkts gewünscht wird. Im Aluminiumbedampfungs-/UV-Prozess wurde bislang UV-Lampentechnologie eingesetzt. Im Gegensatz zu konventionellen Lacksystemen, die auf der Trocknung beziehungsweise Härtung durch IR-Strahlung basieren, können UV-Lacke mittels UV-Licht gehärtet werden. In einem gemeinsamen Projekt haben der UV-Anlagenhersteller IST Metz und der Farb- und Lackhersteller Mäder-Plastilack den Einsatz von LED-UV-Technologie für den Aluminiumbedampfungs-/UV-Prozess erfolgreich getestet. Beispielhaft wurden Lippenstifthülsen aus ABS beschichtet und ausgehärtet.
Bei der Beschichtung von Kosmetikkleinteilen wie Lippenstifthülsen sind ein hochwertiges Aussehen und eine gute Widerstandsfähigkeit bei täglichem Gebrauch gefragt. UV-Lacke sind unter anderem für ihre sehr hohe Kratzbeständigkeit bekannt. Die Variabilität im Polymernetzwerk durch unterschiedlich funktionale Mono- und Oligomere erlaubt, dass die Eigenschaften des Lacksystems in einem breiten Spektrum eingestellt werden können, von sehr flexiblen bis zu sehr harten Systemen. Die Schutz- und Grundlacke auf metallisierten Kosmetikkleinteilen werden bereits mit Quecksilbermitteldruckdampflampen gehärtet. Diese Technik hat sich aufgrund der oben genannten guten Eigenschaften des Systems etabliert.
Die neuen LED-UV-Systeme bringen zahlreiche Vorteile für den Prozess: Durch die monochromatische Strahlung wird der Eintrag von IR-Strahlung verhindert. Somit lassen sich auch wärmeempfindliche Substrate härten und es kann mit hoher Energie gearbeitet werden. Dies führt zu sehr gut ausgehärteten Lacken, ohne einen Verzug des Bauteils zu erzeugen. Im Gegenzug kann bei der Materialstärke von Bauteilen gespart werden, wodurch sich Material und Kosten reduzieren. LED-UV-Aggregate sind nach dem Einschalten sofort einsatzbereit und geben nur minimal Wärme an das Substrat ab. Die kompakten Systeme haben eine besonders hohe Lebensdauer. Die LEDs können je nachdem, wo Licht auf dem Substrat benötigt wird, auch einzeln angesteuert und getaktet werden.
Der komplette Beitrag ist in der April-Ausgabe von JOT erschienen.
Autor(en): IST Metz
