Polycarbonate (PC) in hochtransparenter Qualität nehmen einen steigenden Marktanteil auf dem Gebiet optischer Komponenten ein. Ein wichtiger Marktschwerpunkt ist die Automobilindustrie. Hier ermöglicht beispielsweise der Ersatz gläserner Autoscheiben durch Kunststoffmaterialien eine Gewichtseinsparung des Fahrzeuges und stellt somit eine Handhabe zur Senkung des Kraftstoff-Verbrauches dar. Nachteilig im alltäglichen Einsatz von PC-Formteilen und -Designelementen ist deren kratzempfindliche Oberfläche, so dass häufig schützende Lackschichten in nachgelagerten Arbeitsschritten aufgebracht werden müssen.
Selbstheilende Reaktionslacke für empfindliche Oberflächen
Zur Verminderung der Kratzeranfälligkeit von Kunststoff-Oberflächen im Fahrzeuginnenraum zeichnet sich tendenziell eine weitere Herangehensweise ab. Da hier die mit Hardcoats überzogenen Formteiloberflächen von Bedienelementen oder Displays den Nutzungsbeanspruchungen im Fahrzeuginnenraum nicht dauerhaft standhalten können, lässt alternativ die Beschichtung mit selbstheilenden Reaktionsklarlacken auf Polyurethan (PUR)- oder Polyurea (PUA)-Basis deutliche Vorzüge erwarten.
Herausforderungen der Direktlackierung im Werkzeug bei PC
Zur erfolgreichen technologischen Umsetzung bietet sich der etablierte Prozess "Direktlackierung im Werkzeug" an. Aktuell werden hinreichend polare Kunststoffe – etwa PC/ABS-Blends, SAN- und ASA Typen sowie ausgewählte Polyester – durch Formteil-Direktlackierung im Spritzgießwerkzeug dauerhaft oberflächenveredelt. Dagegen eigneten sich nach Untersuchungen im KUZ diverse PC-Formmassen bisher nicht umfänglich als formgespritzte Substrate für die Direktlackierung im Werkzeug mit den lösemittelfreien PUR- bzw. PUA-Reaktionslacken. Die Anwendung derartig veredelter PC-Formteile scheitert bislang an unzureichender Schichthaftung, welche unter verschiedenen anwendungsnahen Klimabedingungen sehr rasch zum Versagen des Substrat-Reaktionslack-Verbundes führt. Im Forschungsvorhaben PC-AdPro2RIM wird experimentell untersucht, wie spritzfrische Polycarbonat-Formteile im Spritzgießwerkzeug mittels Atmosphärendruck-Plasma oberflächenbehandelt und zu thermoplastischen Tragelementen für den Prozess "Direktlackierung im Werkzeug" mit VOC-freien PUR- beziehungsweise PUA-Lacken qualifiziert werden können.
Der komplette Beitrag ist in der JOT 07/2021 erschienen.
Autor(en): Jens Müller, wissenschaftlicher Mitarbeiter Verarbeitungstechnik, Kunststoff-Zentrum-Leipzig
