Im Dezember prüfte Martin Kilroe, Advanced Polymer Coatings (Ohio), die Beschichtungsqualität bei HÜNI + CO.

Martin Kilroe - Quality Inspector

Sämtliche Prozessschritte bei dem Verfahren ChemLINE 784 und anderer mit geltender Beschichtungsverfahren wurden akribisch geprüft und dokumentiert. Und das nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis: alle relevanten Parameter in einer Woche.

Zu den wohl wichtigsten Prüfparametern zählt die Arbeitssicherheit. Neben der Funktionalität der technischen Einrichtungen steht der Personenschutz der Mitarbeiter im Vordergrund. Wer zum Beispiel in einem nahezu geschlossenen Behälter, mit 21 m³ Volumen und mehr, Lacke verarbeitet, muss sich auf seinen Schutz verlassen können. Hermetisch geschlossener Anzug, Atemluftversorgung, Licht und ein persönlicher Assistent sind Bedingung.

Neben der Arbeitssicherheit sind natürlich die verfahrensspezifischen Parameter Gegenstand der Prüfung und Bewertung:

• Befähigung der Mitarbeiter hinsichtlich lacktechnischer Kenntnisse im Allgemeinen und den verfahrenstechnischen Kenntnissen des Produktes ChemLINE 784 im Speziellen, in Theorie und Praxis.
• Prüfung auf Beschichtungskonformität nach DIN EN 14879-1 und Projektdokumentation.
• Vorbereitung des Untergrundes: Strahlung, Strahlrauhigkeit, Reinigung und Projektdokumentation,
• Vorbereitende Tätigkeit bei jeder Lackschicht: Prüfung Raum- und Objekttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Taupunkt, Projektdokumentation.
• Prüfung des Beschichtungsmaterials und dessen Aufbereitung
• Messung der Schichtdicke nach jeder Schicht und ggf. Maßnahmen bei Korrekturbedarf; Projektdokumentation.
• Prüfung der Ablüft- und Einbrennprozesse: Positionierung der Messfühler, Funktionalität von Aufzeichnungsgerät und Ofenanlage, präzise Einhaltung von Temperaturhöhe und –Dauer, Projektdokumentation.
• Prüfung der Beschichtung von Zubehörartikeln, die ggf. nicht mit ChemLINE 784, sondern mit anderen Beschichtungsmaterialien, z.B. Proco – E-CTFE (Halar®) oder Proco – PTFE (Teflon®) beschichtet werden. Auch hier wurde die gesamte Prozesskette bis hin zur Projektdokumentation geprüft.

Das Ergebnis des einwöchigen Audits:

Alle Anforderungen, die bei Behälterbeschichtung im Allgemeinen und bei der Beschichtung mit ChemLINE 784, E-CTFE (Halar®) und PTFE (Teflon®) im Speziellen, vorausgesetzt werden, wurden erfüllt. Der Inspektor Martin Kilroe fand dafür eine prägnante Formulierung: „It’s an A-team“.

Diffusion ist eine thermische Eigenbewegung von Atomen, Molekülen oder Ladungsträgern; hier als Teilchen bezeichnet. Sie wandern aus Bereichen hoher Konzentration in Bereiche niedriger Konzentration. Ist zum Beispiel ein Kunststoff für eine Chemikalie nicht ausreichend porendicht, so dringen Teilchen ein; bei einem Chemikalienbehälter z.B. in die Kunststoffhülle bzw. –Beschichtung. Die Teilchen füllen den Kunststoff, es kommt zu einer Gewichtszunahme; der Kunststoff quillt auf. Das Ausmaß der Gewichtszunahme, bzw. Quellung ergibt bei kurzzeitigen Beständigkeitsanalysen einen Indikator, der für die Berechnung einer langfristigen Bestimmung der Diffusionsbeständigkeit verwendet wird.

Im zweiten Stadium lagern sich, bzw. fließen die Teilchen außerhalb ab. Ist dieses Stadium erreicht, so ist der Kunststoff als chemisch nicht beständig zu bezeichnen. Unterbindet ein folgender „porendichter“ Werkstoff, z.B. eine Behälterwand aus Metall, eine weitere Durchdringung, so sammeln sich die Teilchen im Zwischenraum. Bei einem auf der Innenseite kunststoffbeschichteten Metallbehälter entstehen so Blasen unter der Beschichtung. Ist der äußere umschließende Werkstoff, hier Metall, chemisch nicht resistent gegen die Teilchen (Chemikalien), so ist Korrosion die Folge bis hin zur Leckage.

Die Diffusionsfestigkeit eines Materials, hier einer Kunststoffbeschichtung, hängt u.a. ab von deren Wandstärke, aber auch von der molekularen Dichte und Verbindungseigenschaft der Moleküle bzw. Atome.

Diffusionsfördernd sind Temperaturunterschiede zu beiden Seiten des Materials, hier der Kunststoffbeschichtung, welche die Bereiche der hohen von der niedrigen Teilchenkonzentration trennt. Man spricht auch vom ΔT (Delta T), dem Temperaturunterschied in dem Bereiche von hoher und der niedriger Teilchendichte.

Auch Über-, bzw. Unterdruck begünstigen eine Diffusion.

Die Zeit spielt ebenfalls eine Rolle. So führt auch eine geringe Diffusion über einen längeren Zeitraum zu einer nennenswerten Diffusion. Eine Kombination von Diffusions-Risikofaktoren kann sich exponentiell auf die Gesamtwahrscheinlichkeit Diffusion auswirken.

Für die Prozesssicherheit einer Korrosionsschutzbeschichtung sollten daher chemische, thermische, mechanische (abrasive) und drucktechnische Parameter berücksichtigt werden. Sie befinden über den Grad der Diffusion und damit der Beständigkeit Und das ist schließlich der Zweck einer Korrosionsschutzbeschichtung: die chemische Beständigkeit.

Peter Hüni, Geschäftsführer Hüni+Co

Die Behälteraufgaben und –Arten in der Industrie sind vielfältig: es sollen Produkte in ihnen reagieren, gelagert, transportiert oder gemischt werden. Nicht selten erfüllt der Werkstoff des Behälters nicht die Aufgaben, die an ihn gestellt werden. Kunststoffbehälter erfüllen viele Aufgaben, können aus statischen Gründen aber vielfach nicht eingesetzt werden. Ein Metallbehälter erfüllt die statische Funktion. Aber nicht selten gibt es andere Probleme.

Anhaftungen oder Anbackungen ist so ein Problem. Im Dosierbehälter führt es zu ungleichmäßigen Entleerungen bzw. Abgabe des Produktes. Toleranzen bei der Dosierung können nicht eingehalten werden. Im Mischbehälter führen Anhaftungen zu ungleichmäßigen Mischergebnissen. Neben den Qualitätsproblemen gibt es auch solche zeitlicher und finanzieller Art. Verbleiben z.B. Produktrückstände an den Wandungen von Lager- und Transportbehältern, so müssen diese mechanisch, chemisch oder thermisch abgereinigt werden; ein unerwünschter Aufwand bei Entnahme oder Nutzungswechsel.

Korrosion ist bei chemischer Nutzung ein weitverbreitetes Problem. Aggressive Medien, wie Säuren und Laugen, greifen den Stahl an, im Extremfall zerstören sie ihn vollständig in kurzer Zeit.

Ionenaustausch ist bei hochreinen Medien ein Problem. Gibt der Stahlbehälter Ionen an das zu lagernde oder transportierende Produkt ab, so führt das zur Verunreinigung des Produktes und schränkt damit dessen Verwendung ein oder macht es sogar wertlos.

Die Entzündung eines Gefahrgutes ist ein Problem, wenn es z.B. bei der Befüllung des Behälters zu elektrostatischer Aufladung kommt, die nicht unmittelbar abgeleitet werden kann.

Lebensmittel dürfen nur mit Materialien Kontakt haben, die dafür auch zugelassen sind.

Wie kann man diese Probleme lösen? Ist ein höherwertiger Stahl die Lösung? Und wenn ja, ist die Wirtschaftlichkeit dann noch gegeben?

Innenbeschichtungen mit Kunststoffen können hier eine Lösung sein, z.B. mit einem Elastomer (Gummierung), einem Duroplast oder Thermoplast.

Je nach Material und Stärke der aufge¬brachten Schicht wird unterschieden in Beschichtung oder Auskleidung. Die Schicht¬dicke von Auskleidungen beträgt zwischen 2 und 5 Millimeter, bei der Beschichtung bis ca. 1,5 Millimeter. Ein gebräuchliches Auskleidungsverfahren ist die Gummierung. Dazu wird ein Kaut¬schuk auf die Behälterinnenwandung aufgetragen und vulkanisiert. Auch Kunststoffbeschichtungen (meist bis ca. 1,5 mm) können die an sie gestellten Aufgaben erfüllen, mit Schichtarbeit. Mehrere „dünne“ Schichten, meist ein Primer und mehrere Deckschichten, werden dazu nacheinander aufgetragen und verschmolzen bzw. vernetzt. So sind zum Beispiel auch „porenfreie“ Oberflächen möglich.

Wie aber wählt der Behälterkonstrukteur oder -Betreiber die geeignete Beschichtung aus? Verfügt das Unternehmen über keine eigenen Erfahrungen oder Referenzen, so dient die Fachliteratur oder einschlägige Quellen im Internet als Informationslieferant. Neben Instituten bieten auch qualifizierte Beschichtungsunternehmen den Service, bei der Erhebung der Prozessparameter und der Beschichtungsauswahl zu unterstützen. Bei der Problemstellung Korrosionsschutz bieten viele Materiallieferanten Beständigkeitslisten an. Bestehen dann immer noch Informationsdefizite, so können Beschichtungsmuster, die unter Realbedingungen oder im Labor geprüft werden, dieses Defizit schließen. Ist der Behälter dann auch noch beschichtungskonform gefertigt (DIN EN 14879-1), sind die Weichen für einen nachhaltigen Erfolg gegeben.

Produktivitätsoptimierung gibt auch den Trend bei Kunststoffbeschichtungen vor. Die Korrosionsschutzbeschichtung soll gegen mehr Medien resistent sein, die Antihaftbeschichtung höhere Temperaturen zulassen. Und ATEX- und Lebensmittelkonformität (FDA, BfR) wären ebenfalls vorteilhaft. Möglichst universell einsetzbar soll die Beschichtung sein, um die Zahl von Spezialbehälter zu reduzieren, die nur für ein Produkt verwendbar sind. Wer weiß heute, wie lang ein Produktzyklus sein wird?

1.670 Aussteller aus 34 Nationen präsentierten Kunststoff-Technologie von heute. Dazu standen den Ausstellern aus 34 Ländern 85.000 m² zur Verfügung. Für die 44.800 Besucher aus 119 Nationen, Anteil internationale Fachbesucher 30%, gab es somit viel Information über Maschinen, Anlagen, Peripheriegerät, Werkzeuge, Zubehör, Halbzeuge, Kunststoff-Erzeugnisse, Roh- und Hilfsstoffe sowie begleitende Dienstleistungen

Im internationalen Ranking Kunststoff-Fachmessen nimmt die FAKUMA heute weltweit den 2. Rang ein; im Bereich Kunststoffverarbeitung Rang 1.

Auch für HÜNI + CO war die Messe ein wertvolles Forum. Interessierte Fachbesucher informierten sich über die Möglichkeiten von Kunststoffbeschichtungen, primär Antihaftbeschichtungen, zu aktuellen Problemstellungen im heimischen Betrieb. Kunden informierten sich auf der Messe allgemein und am Stand von HÜNI + CO im speziellen über laufende Projekte, bewährte und neue Beschichtungsverfahren.

Von rechts: Paul E. Schall [Geschäftsführer der P. E. Schall GmbH & Co. KG; Messeleitung], Peter Hüni [Hüni GmbH & Co. KG], Andreas Brand [Oberbürgermeister Friedrichshafen], Bettina Schall [P.E.Schall GmbH & Co. KG].
Mitte: Pinguin [mit freundlicher Unterstützung von Musterbau Bader in Untereglfing]

Quelle: Presseinformation der P. E. Schall GmbH & Co. KG; Schlussbericht zur 21. FAKUMA

Zum Revue passieren lassen der letzten Messe im Jahr, haben wir ein paar Impressionen für Sie zusammen gestellt.

“Nur durch Ihre exzellenten und beständig hohen Beschichtungsstandards mit unseren Systemen und die loyale Verwendung dieser, kann man sich zum Whitford Recommended Coater qualifizieren.”

Die Whitford Recommended Coater werden alle zwei Jahre von Whitford „auf den Prüfstand“ gestellt, bevor Sie eine entsprechende Auszecihnung erhalten.

Enver Alemdaroglu - Hasan Afandiyev - Frank Siegmund

FAKUMA - Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung
Friedrichshafen
18. – 22. Oktober 2011
Halle B5, Stand B5-5301

FAKUMA Halle B5, Stand B5-5301

ACHEMA – Fachmesse Prozessindustrie, der Chemischen Technik, des Umweltschutzes und der Biotechnologie
Frankfurt am Main
18. – 22. Juni 2012
Halle 11.0, Stand A51a

ACHEMA Halle 11.0 Stand A514