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Know-how in der Oberflächentechnik

Zum Schutz von Oberflächen vor Schmutz, Feuchtigkeit, Schweiß, mechanischer Beanspruchung oder Reinigungsmitteln eignen sich verschiedene Beschichtungen wie Lacke, Wachse oder Öle,

Vorbehandlung der Furnieroberflächen

Für wasserbasierte Lacksysteme werden Buche-Schälfurniere mit Körnung 150 geschliffen, um eine gleichmäßige Haftung zu gewährleisten.
Bei Edelfurnieren empfiehlt sich ein feinerer Schliff mit Körnung 180, um eine besonders hochwertige Oberflächenqualität zu erzielen.
Formteile, die mit Öl oder Wachs behandelt werden, erhalten einen besonders feinen Schliff mit Körnung 220 bis 240 für eine seidenweiche Haptik und ein edles Finish.

Hydrolacke

Hydrolacke basieren auf dem Lösemittel Wasser – daher auch ihr Name. Die Herausforderung bei ihrer Formulierung besteht darin, dass der getrocknete Lackfilm dauerhaft wasserfest sein muss. Dafür kommen spezielle Bindemittel zum Einsatz, die sich zwar in der flüssigen Phase mit Wasser vermischen lassen, nach der Trocknung jedoch eine stabile, wasserunlösliche Oberfläche bilden.

Funktionsweise und Eigenschaften von Wasserlacken
Um wasserfeste Lackbindemittel verarbeiten zu können, bedient man sich eines technischen Kniffs: Die harzbasierten Bindemittel werden in Form feinster Tröpfchen (100 bis 10.000 Nanometer) gleichmäßig in Wasser verteilt. Mithilfe von Tensiden bleiben diese Partikel in der Lackdispersion stabil in Schwebe – bis zur Verarbeitung.
Beim Trocknen des Lackfilms verdunstet das Wasser, und der Abstand zwischen den Bindemitteltröpfchen verringert sich. Schließlich verschmelzen sie zu einem geschlossenen, widerstandsfähigen Film. Die chemische und mechanische Belastbarkeit moderner Wasserlacke ist heute sehr hoch und erreicht in vielen Fällen das Niveau hochwertiger PUR-Lacke.
Charakteristisch für Wasserlacke ist ein matteres Erscheinungsbild: Da die Oberfläche aus verschmolzenen Bindemittelpartikeln besteht, wirkt sie mitunter leicht milchig. Dadurch wird das Holz weniger stark „angefeuert“ – seine natürliche Tiefe und Farbintensität treten etwas zurück.
Wasserlacke sind heute in nahezu allen Anwendungsbereichen im Einsatz – insbesondere dort, wo eine hohe mechanische Beanspruchung vorliegt. Sie sind sowohl transparent als auch deckend verfügbar und können in sämtlichen Farbsystemen (RAL, NCS, Pantone, Sikkens) hergestellt werden

Beizen von Holzoberflächen

Wenn die natürliche Maserung hervorgehoben, die Farbwirkung des Holzes gezielt angepasst oder natürliche Farbunterschiede ausgeglichen werden sollen, kommt eine Beize zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine Einfärbung, die in das Holz eindringt – im Gegensatz zu Farblacken, die als geschlossene Schicht auf der Oberfläche liegen.

Beizen – für eine gezielte Farbwirkung auf Holz
Beizen dienen der farblichen Gestaltung von Holzoberflächen und erfüllen dabei mehrere Aufgaben: Ihre Farbstoffe dringen tief in das Holz ein und können – je nach Beiztyp – die Maserung betonen oder optisch zurücknehmen. So entstehen je nach Anwendungsziel positive oder negative Beizbilder.
Beizen selbst bieten keinen Oberflächenschutz. Deshalb werden gebeizte Flächen immer mit einer schützenden Lack-, Öl- oder Wachsschicht versiegelt.
Für die Behandlung von Formteilen aus Holz haben sich vor allem zwei Beizsysteme bewährt:

Hydrobeizen
Hydrobeizen sind wasserlösliche Farbstoffbeizen mit einem geringen Alkoholanteil (bis zu 8 %). Sie sind umweltfreundlich, in nahezu allen Farbtönen mischbar und erzeugen ein transparentes, positives Beizbild, das die Holzstruktur sichtbar zur Geltung bringt.

Wischbeizen
Wischbeizen – auch Lackbeizen genannt – basieren auf einer Kombination aus lichtbeständigen Pigmenten und Farbstoffen. Die Pigmente lagern sich in und zwischen den Holzfasern ab und sorgen für eine intensive Farbwirkung. Die Maserung wird dabei deutlich angefeuert, was dem Holz eine besonders warme und lebendige Ausstrahlung verleiht

Öle und Wachse

PUR-Lacke

Sie härten durch Verdunsten des Lösemittels bei gleichzeitigem Ablauf einer chemischen Additionsreaktion zwischen Stammlack und Härter. Durch diese chemische Reaktion des Polyurethans erhält man eine extrem widerstandsfähige Oberfläche mit ausgezeichneten Eigenschaften. Sie ist hart, abrieb-, schlag- und kratzfest.

Gleichzeitig zeichnet sich der Lackfilm durch eine ausgewogene Elastizität aus – er bleibt auch unter Belastung flexibel, ohne zu reißen. PUR-Lacke überzeugen zudem durch ihre hohe Beständigkeit gegenüber haushaltsüblichen Chemikalien und Reinigungsmitteln.
Erhältlich sind sie sowohl in transparenter (naturbelassener) als auch in deckender Ausführung – in sämtlichen RAL- und NCS-Farbtönen. Durch die Zugabe spezieller Strukturgeber wie Quarzsand, Polyacrylate oder Glaskügelchen lässt sich eine angenehme, griffige Haptik erzeugen.
Dank dieser hervorragenden Eigenschaften eignen sich PUR-Lacke ideal für die Beschichtung hochwertiger Möbel und Innenausbauelemente mit höchsten Anforderungen an Optik, Funktionalität und Langlebigkeit.

Lackverarbeitung

Für industrielle und handwerkliche Verarbeitung ist Spritzen für Formteile aus Holz das bedeutendste Verfahren. Beim Lackieren mit einer Spritzpistole tritt der Lack unter Druck an der Spritzdüse aus, wo er mit Druckluft pneumatisch in feine Tröpfchen zerstäubt wird. Gleichzeitig lenkt der Luftstrahl den Lacknebel auf die zu lackierende Oberfläche. Das Spritzverfahren hat den Vorteil, dass sehr gleichmäßige, glatte Lackschichten auf nahezu beliebig dreidimensional geformten Teilen zu erreichen sind. Für die Serienlackierung sind automatische Sprühanlagen und Lackspritzroboter entwickelt worden.

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Lackaufbau

Die Anforderungen an die Lackierung einer Holzoberfläche können sehr vielfältig sein. So soll das Holz beispielsweise farblich optimiert werden; Farbunterschiede im Holz sollen ausgeglichen werden. Die Struktur der Holzmaserung soll meistens betont, die Rauigkeit von Holz soll dabei jedoch überdeckt werden. Der Lack muss unter allen Umwelteinflüssen langlebig haften und das Holz gegen Umwelteinflüsse (Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Chemie, mechanische Belastung) wirkungsvoll schützen.

Dabei soll außerdem eine angenehme Haptik mit dem gewünschten Glanzgrad erzielt werden. Zudem ist es wichtig, dass die Beschichtung mit einem angenehmen Geruch verbunden ist. Diese vielfältigen und speziellen Anforderungen können von einem Universallack nicht mehr erfüllt werden. Stattdessen werden Speziallacke in der richtigen Reihenfolge aufgetragen, um die gewünschten Eigenschaften der Gesamtbeschichtung zu gewährleisten.
Dabei entsteht jedoch keine besonders dicke Lackschicht: Die Schichtstärke moderner Lacke überschreitet in der Regel nicht 25 μm. Da eine Möbelbeschichtung meist aus maximal vier Lackschichten besteht, liegt die Gesamtdicke der mehrlagigen Lackschicht gewöhnlich unter 1/100 mm.
Diese geringen Schichtstärken verdeutlichen, wie wichtig die handwerkliche Präzision des Lackierers ist – besonders bei dreidimensional geformten Teilen. Der Lack muss gleichmäßig auf das Formholz aufgetragen werden. Nach jedem Auftrag erfolgt eine Trocknungs- oder Härtungsphase, bevor die Oberfläche für den nächsten Lackiergang sorgfältig vorbereitet, geschliffen und gereinigt wird.

Glanzgradmessung

Bei der Glanzmessung mit einem Reflektometer (Glanzmessgerät) wird ein Lichtstrahl in einem bestimmten Winkel auf die zu messende Oberfläche geführt. Gemessen wird dann die Menge des Lichts, welches unter dem Reflexionswinkel wieder abgestrahlt wird. Die Maßeinheit eines Glanzmessgerätes ist GU (gloss units bzw. Glanzeinheit).

Glanzgradmessung
Die Skala der Glanzeinheiten (GU) basiert auf einem Referenzwert, der an einem polierten schwarzen Glasstandard mit definiertem Brechungsindex ermittelt wird. Bei der Kalibrierung wird dieser Referenzwert als 100 GU festgelegt. Der zweite Referenzpunkt der Skala liegt bei 0 GU, dem Messwert einer perfekt matten Oberfläche. Die Glanzgrade der meisten nichtmetallischen Oberflächen, wie Lacke oder Papier, liegen in der Regel zwischen 0 und 100 GU.
Der Messwinkel wird abhängig vom Material und dem erwarteten Glanzgrad gemäß einschlägigen Normen gewählt, um die Sensitivität des Messgeräts optimal auszunutzen. In verschiedenen Normen sind die Winkel 20°, 60° und 85° spezifiziert. Nach ISO 2813 erfolgt die erste Messung standardmäßig bei 60°. Liegt der Wert über 70 GU, wird für eine genauere Messung auf 20° gewechselt. Bei Werten unter 10 GU erfolgt die Messung bei 85°. Liegt der Wert zwischen 10 und 70 GU, wird der Messwert bei 60° übernommen. Moderne Glanzmessgeräte passen den Messwinkel automatisch an.

Glanzgrad
Der Glanzgrad (GU, Gloss Units) ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal für lackierte Oberflächen. Je nach Beschaffenheit der Oberfläche wird das einfallende Licht unterschiedlich reflektiert, wodurch die Oberfläche mehr oder weniger stark glänzt. Der gewünschte Glanzgrad kann dabei gezielt eingestellt werden.

Die Norm EN ISO 2813 unterscheidet drei Hauptglanzgrade:
• G1 = glänzend
• G2 = mittlerer Glanz
• G3 = matt

Ein nationaler Spielraum bleibt erhalten, weshalb in Deutschland folgende marktübliche Glanzgrade verwendet werden:

• glänzend/hochglänzend: > 90 GU (20°), typischer Wert bei Lösemittellacken
• halbglänzend: ca. 70 GU (20°), typischer Wert bei Hydrolacken
• seidenglänzend: ca. 50 GU (60°), typischer Wert bei Hydrolacken
• seidenmatt: ca. 30 GU (60°), typischer Wert bei Hydrolacken
• matt: ca. 15 GU (60°), typischer Wert bei Hydrolacken
• stumpfmatt: < 10 GU (85°), typischer Wert bei Lösemittellacken

Der Glanzgrad wird maßgeblich durch den Untergrund und die aufgetragene Lackmenge beeinflusst. Besonders bei Furnierstrukturen kann der Glanzgrad selbst innerhalb kleiner Flächen schwanken. Das Erreichen des gewünschten Glanzgrads erfordert daher viel Erfahrung und handwerkliches Können. Trotz objektiver Messverfahren bleibt das visuelle Urteil des menschlichen Auges das entscheidende Kriterium.

Lackaufbau – Bindemittel

Die Basis jeden Lacks. Sie führen beim Trocknungs- oder Härtungsprozess zum fertigen Lackfilm. Meist nutzt man als Lackbindemittel verschiedene, technisch veredelte Naturprodukte. Aus den Bindemitteln, die häufig auch in Kombinationen eingesetzt werden, entsteht durch physikalische Trocknung und/oder Härtung (Reaktion mit Luftsauerstoff oder einem chemischen Härter) der fertige Lackfilm.

Lösungsmittel dienen in Lacken in erster Linie zur Steuerung der Filmbildung und sind im fertigen Lackfilm in der Regel nicht mehr enthalten. Aus wirtschaftlicher Sicht ist es daher sinnvoll, den Lösungsmittelanteil so gering wie möglich zu halten. Gleichzeitig sprechen auch Umwelt- und Arbeitsschutzaspekte für eine deutliche Reduzierung des Einsatzes organischer Lösungsmittel in Lacken. Vor diesem Hintergrund werden verschiedene Maßnahmen verfolgt:

• Entwicklung von niedrigviskosen Bindemitteln, die nur geringe Mengen an Lösungsmitteln benötigen (sogenannte High-Solid-Lacke).
• Verringerung der erforderlichen Lackmenge zur Erreichung der gewünschten Oberflächeneigenschaften. So konnte die durchschnittlich benötigte Lackmenge in den letzten 20 Jahren mehr als halbiert werden.
• Rückgewinnung flüchtiger Lösungsmittel aus der Abluft.
• Verwendung umweltfreundlicher Lösungsmittel, wie zum Beispiel Wasser

Lackaufbau – Lösungsmittel

Sie verringern die Lackviskosität so, dass eine einwandfreie Verarbeitung durch Streichen, Spritzen, Tauchen, Gießen oder Walzen möglich ist. Durch die richtige Lösungsmittelkombination wird die Bildung eines glatten, glänzenden Lackfilms unterstützt. Bei Trocknung und Aushärtung des Lackfilms verdunsten oder verdampfen dann diese Mittel. Lösungsmittel müssen so gewählt werden, dass sie nicht mit anderen Inhaltsstoffen des Lackes reagieren.

Der Lackfilm umschließt farbgebende Pigmente sowie diverse Lackhilfsstoffe. Je nach Zusammensetzung und Struktur der Bindemittel entstehen Oberflächen, die hart, abriebfest, elastisch, chemikalienbeständig und lichtecht sind. Zudem können Bindemittel schwer entflammbar sein, spezielle, hautfreundliche Haptiken bieten oder rutschhemmende Eigenschaften verleihen.

Lackaufbau – Füllstoffe

Sie erhöhen das Volumen eines Stoffgemischs ohne wesentlichen Eigenschaften zu ändern.

Lackaufbau – Pigmente

Sie sind im Bindemittel fein verteilt und geben dem Lack im Wesentlichen die Farbe. Brillanz, Licht- und Wetterbeständigkeit sind weitere Anforderungen, die sie erfüllen müssen.

Lackaufbau – Hilfsstoffe

Oberbegriffe für eine Vielzahl von Hilfs- und Zusatzstoffen, die Lacken bestimmte Produkt- und Verarbeitungseigenschaften geben. Netzmittel mindern die Oberflächenspannung, lassen den Lack gut verlaufen und verhindern Eindicken und Flockenbildung; Mattierungsmittel mindern den Glanzgrad; UV-Schutzmittel absorbieren die ultraviolette Strahlung des Sonnenlichtes und wirken gegen eine Altersversprödung und Vergilben; Weichmacher verleihen dem Lackfilm Elastizität; Schwebemittel verteilen die Lackbestandteile gleichmäßig in der Flüssigkeitsphase.

Lackpflege

Grundsätzlich erreichen Lacke ihre volle Belastbarkeit erst nach der vollständigen Aushärtung. Während der ersten vier Wochen nach der Lackierung sollten deshalb erhöhte Beanspruchungen durch Alkohol, Desinfektionsmitteln, Kratzen und Ähnliches möglichst vermieden werden. Während dieser Zeit sollte die lackierte Oberfläche nur mit einem weichen Tuch entstaubt werden. Danach kann die Pflege mit einem feuchten Lappen vorgenommen werden.

Schrammen und Kratzer lassen sich problemlos ausbessern, indem sie mit Möbelhartwachs im passenden Farbton aufgefüllt und anschließend mit Lack oder Lasur überzogen werden. Pflegemittel, die Silikone oder Scheuermittel enthalten, sollten vermieden werden, da sie die Oberfläche beschädigen und verkratzen können. Bei offenporigen Lackierungen kann es zudem zur Bildung grauer Poren kommen. Stark verschmutzte Holzoberflächen lassen sich sanft mit etwa 5 %iger Seifenlösung und lauwarmem Wasser reinigen.

Tampondruck

Nach der Grundierung lassen sich Formteile aus Holz sehr gut mit Tampondruck veredeln. Der Tampondruck ist ein indirektes Tiefdruckverfahren, bei dem die Druckfarbe durch einen elastischen Tampon aus Silikonkautschuk von der Druckform auf das Formteil übertragen wird. Vor Abrieb schützt die abschließende Lackierung. Mit dem Tampondruck lassen sich Formteile grafisch veredeln.