Der Lack Ihres Youngtimers
Während wir uns auf den Beginn der warmen Jahreszeit freuen, ist er für Fahrzeuglacke eigentlich nur mit Gefahren verbunden. Vogel- und
Bienenexkremente, Baumharz, UV-Strahlung und Chitinreste setzen der Lackschicht schwer zu. Vor allem nach Fahrten in der Abenddämmerung kleben Insekten an der gesamten Frontpartie des Autos. Die
Chitinreste entwickeln auf dem Lack eine aggressive Wirkung. Motorwärme und Sonneneinstrahlung sorgen dafür, dass die
Insekten vetrocknen. Dabei werden Eiweiß, Chitin sowie andere Stoffe
freigesetzt und können zu Oberflächenstörungen in der Decklackschicht führen.
Vogelkot enthält sehr aggressive Säuren und ätzt sich mit der Zeit durch sämtliche Lackschichten. Auch die Exkremente von Bienen und Blattläusen oder Baumharz sind in Verbindung mit Feuchtigkeit und
UV-Strahlung aggressive Lackkiller.
Wegen der drohenden Lackschäden sollten Sie ihren Youngtimer regelmäßig nach biologischen und organischen Verschmutzungen absuchen. Werden sie umgehend und sachgemäß entfernt, sind Haltbarkeit und Glanz der Lackierung nicht gefährdet. Zwar haben die Lackhersteller in den letzten Jahren neue und immer kratzfestere Klarlacke entwickelt, bei denen Steinschlag, Rollsplitt und auch die Bürsten in Autowaschanlagen deutlich weniger Spuren hinterlassen als in der Vergangenheit. Gleichzeitig sind die modernen Lackprodukte unempfindlicher gegenüber UV-Licht und dank des weitgehenden Verzichts auf Lösemittel bedeutend umweltverträglicher als früher.
Wird ein Lackschaden entdeckt, sollte unverzüglich der nächste
Lackierbetrieb angefahren werden. Hier kümmern sich Profis um die angegriffene Oberfläche. So bleibt die Außenhaut des Fahrzeugs für lange Zeit geschützt und sichert neben dem glänzenden
Erscheinungsbild nicht zuletzt auch den Wert des Wagens, ein Aspekt, der bei einem Youngtimer eine entscheidende Rolle spielt.
Kurz zur Geschichte der Autolackierung
Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Autoreparaturlackierung. Diese
unterschied sich in der Anfangszeit gar nicht von der Erstlackierung.
Erst durch die Fließbandproduktion veränderten sich die Anforderungen an die verschiedenen Lackierungen. Heute laufen Serien- und Reparaturlackierungen unter vollkommen verschiedenen Bedingungen ab – und werden mit verschiedenen Lacktypen durchgeführt.
Die Lackindustrie schätzt, dass heute um die 25.000 verschiedene Farben für KfZ existieren, etwa 5.000 davon sind „aktuell“. Ein gut ausgebildeter Fahrzeuglackierer muss jeden einzelnen dieser Farbtöne bei einer Reparaturlackierung nachstellen können – und dabei den Veränderungen der Lackierung durch Alterung etc. gerecht werden.
Entwicklung von Lacken bis 1930
Wenn man über die Lackierung der ersten Automobile spricht, darf man sich nicht vom Aussehen der Fahrzeuge täuschen lassen, die heute in den Museen stehen – sie sind häufig Nachbauten oder wurden restauriert. Die Lackierung entspricht in diesen Fällen heutigen Ansprüchen und lackiertechnischen Möglichkeiten. Die ersten Autos wurden stückweise per Hand gefertigt Als Lacke standen in dieser Zeit grundsätzlich zwei Produkte zur Verfügung:
Öllacke auf Leinölbasis oder – wenn besondere Qualität gefordert war – Bernsteinlacke, die aus verflüssigten Bernsteinharzen gewonnen wurden und sehr teuer waren.
Der Lackierer stellte seine Farben noch selber her – zunächst manuell, dann mit handbetriebenen Farbmühlen. Da die Lacke jedes Mal durch Vermischen der Pigmente mit dem Bindemittel neu produziert
wurden, blieb der Farbton oft ein Zufallsprodukt. Der Käufer konnte sich aussuchen, ob sein Auto Blau, Schwarz, Grün, Marron, Beige oder Rot sein sollte – eine genaue Nuancierung war aber nicht
möglich. die Farben hatten alle einen relativ erdigen Ton, denn es gab nur Mineralfarben, die anorganische Pigmente enthielten.
Nach einer bestimmten Zeit musste die Beschichtung erneuert werden, weil
sich das Holz infolge der Witterung verzog und daraufhin die Lackierung platzte, der es aufgrund ihrer hohen Schichtdicke an Flexibilität mangelte. Bei einer Reparatur musste der Erstanstrich
zunächst abgebeizt werden (man konnte den Farbton ja nicht nachstellen), und dann ging der Prozess der Lackierung von neuem los – vier bis acht Wochen lang.
Außerdem waren die Chemiker nun in der Lage, Weichmacher, einige Lösemittel und synthetische Pigmente großtechnisch herzustellen. Die Lackindustrie stellte mit diesen Grundstoffen matte Nitrolacke her, die mit Polierpaste und einem Leinentuch auf Hochglanz gebracht wurden. Die Trocknungszeit dieser neuen Lacke konnte durch Wärmezufuhr noch einmal verkürzt werden.
Nitrolacke müssen mit Spritzpistolen aufgetragen werden, weil die enthaltenen Lösemittel den darunter liegenden Anstrich wieder anlösen – sie können also nicht mit dem Pinsel verarbeitet
werden. Die Spritzpistole kam aus Amerika, sie war eine Weiterentwicklung der dort gebräuchlichen Impfpistole.
Alle Oberflächen mussten gründlich entfettet und gereinigt werden, da Nitrolack besonders empfindlich auf Fettrückstände reagieren und allgemein ziemlich schlecht haften.
Obwohl sehr aufwendig, dauerte die Lackierung eines Autos mit
Nitrozelluloselack insgesamt nur 15 Stunden – ein großer Fortschritt im
Vergleich zu den Kutschenlacken. Zur Illustration seien hier die verschiedenen Arbeitsgänge aufgezeigt:
-
Spritzen des Nitrozellulose-Haftgrunds, Trocknung bei 60 – 70 C.
-
Glättung der Fehlstellen mit Nitrozellulose-Spachtel oder Ölspachtel. Dieser Spachtel wurde getrocknet und geschliffen.
-
Auftragen von mindestens drei Schichten Nitrozellulosefüller, Abschleifen der ganzen Karosserie mit Wasser und Schleifpapier (Manuell), Reinigung. Nach diesem Arbeitsgang war eine
weitere Trocknungs- bzw. Abdunstungsphase notwendig. -
Auftragen von mindestens drei Nitrozellulose-Decklackschichten, nach dem Trocknen Nachschleifen des Decklacks mit feinstem Schleifpapier.
-
Ausnebeln der Karosserie mit einer sehr dünnen Schicht verdünntem Nitrodecklack bzw. reiner Nitroverdünnung, um die bereits getrockneten Decklackschichten wieder anzulösen, Verfließen der Oberfläche. Polieren mit Schleifpaste und Polierwasser – das Fahrzeug bekam einen einzigarteigen Glanz, der auch durch spätere, moderne Lacke nicht wieder erreicht wurde.
Die Farbtonauswahl war allerdings sehr begrenzt – der Kunde konnte bei den meisten Fahrzeugherstellern nur Rot, Blau oder Grün wählen und das Endergebnis war nicht wie heute garantiert und normiert.
Nitrolacke sind nicht witterungsbeständig. Durch den ständigen Abbau des Bindemittels wird die Lackierung schnell stumpf. Deshalb mussten die Fahrzeuge sehr oft nachpoliert werden – mit dem Ergebnis, dass die Decklackschicht nicht lange hielt. Wenn dann die Lackierung erneuert werden sollte, stand der Autolackierer vor einer harten Aufgabe: Er musste aus seinem Vorrat von Grundfarben den richtigen Ton zusammenmischen.
1930 bis 1949
In der Weimarer Republik expandierte der deutsche Automobilbau nicht in gleichem Maße wie in anderen Ländern. Dies hatte mehrere Gründe: Zum einen wurde das Auto immer noch als Luxusgegenstand betrachtet, zum anderen war auch die Kapitalausstattung der Hersteller gering – und damit ihre Produktionskapazitäten. Schließlich fehlte die Infrastruktur, es gab nur wenige Straßen, die einen stärkeren Autoverkehr zuließen oder befestigte Oberflächen aufwiesen. Nach der Machtergreifung der Nationalsozialisten wurde die Kraftfahrzeugindustrie als kriegswichtig eingestuft und die Branche unter den „besonderen Schutz des Staates“ gestellt. Wie sich später herausstellte, bildeten die steuerlichen Erleichterungen für Autofahrer, das Gesetz zur Errichtung eines Unternehmens „Reichsautobahnen“ vom Juni 1933, der nachfolgende Autobahnbau und die Förderung der Automobilindustrie wichtige Voraussetzungen für die Vorbereitung des Krieges. Der Autobestand stieg 1939 auf 1.462.743 Fahrzeuge an.
Jedermann sollte sich ein Auto leisten können, daher wurde 1934 Ferdinand Porsche mit der Konstruktion eines „Volksautos“ beauftragt. Bis zur Serienreife dauerte es drei Jahre – das Fahrzeug zeichnete sich dann durch Einfachheit, Zuverlässigkeit und Sparsamkeit aus. Nur bis 1938 war der „Volkswagen“ allerdings für das Volk erhältlich, danach wurde nur noch für den Bedarf der Wehrmacht produziert.
Mit der Weiterentwicklung der Karosserien veränderte sich auch die Lackiertechnik. 1927 war in den Vereinigten Staaten ein neues Bindemittel entwickelt worden, das Alkyharz. Nachdem
die Modifizierung dieses Harzes mit Fettsäuren gelang, konnte es als Lackharz verwendet werden. Alkydharzlacke vertragen sich mit Nitrozellulose und konnten daher als elastifizierende Komponente
in
Nitrozelluloselacken dienen – diese Mixtur war später unter dem Namen Nitrokombilack gebräuchlich. In den 30er Jahren entwickelte man außerdem Melamin- und Harnstofflacke, die nicht mehr so
stark vergilbten und die – mit Alkydharzen gemischt – die Produktion hellerer Farbtöne ermöglichte.
Ab 1935 setzte sich die Lackierung mit diesen modifizierten Alkydharzlacken durch, denn sie bildeten eine härtere Oberfläche aus als Nitrozelluloselacke und mussten zudem nicht mehr poliert werden. Außerdem wurde nur noch die Hälfte des Materials gegenüber den vorher üblichen Lacken benötigt.
Die Lackierung erfolgte in folgenden Schritten:
-
Grundieren mit Alkydharzprimer (Hochdruckspritzen)
-
Überziehen mit Spritzspachtel
-
Lackieren mit pigmentiertem Alkyharzlack (Trocknung mit heißer Luft bei 120 – 130 C)
-
Zwischenschleifen
-
Zweimaliges Beschichten mit Decklack (entspricht dem heutigen Klarlack)
Die Lackierung einer Neukarosse dauerte mit dem neuen Material und der veränderten Technologie nur noch knapp vier Stunden. Vorraussetzung war allerdings, dass tiefgezogene Bleche benutzt wurden, bei denen die früher notwendigen Spachtelarbeiten wegfielen.
Bis nach dem 2. Weltkrieg hatten sich die Alkyharzlacke in Europa fast vollständig durchgesetzt. Nur noch vereinzelt verwendete man
Nitrozelluloselacke, besonders bei Luxusautomobilen, die bis in die 60er Jahre auf diese Weise beschichtet wurden.
Auch die Farbgebung änderte sich: Auf dem Pariser Autosalon 1946 waren zum ersten mal farbenfrohe Fahrzeuglackierungen zu sehen, die nun aufgrund der neuen organischen Pigmente angeboten werden konnten.
Die Alkydharzlacke sind chemisch so flexibel und qualitativ hochwertig,
dass sie für die Autolackierung bis in die heutige Zeit eine maßgebliche Rolle spielen. Sie bestimmten bald nach ihrem Aufkommen auch den Lackmarkt im Reparaturbereich.
50er und 60er Jahre
Nach dem Krieg arbeitete die Automobilindustrie mit zunächst unveränderten Strukturen weiter. Auch die Produktpalette hatte sich nicht weiterentwickelt.
In den 50er Jahren begann dann aber der rasante Aufstieg dieses
Industriezweiges an die vierte Stelle – hinter der chemischen Industrie, der Elektroindustrie und dem Maschinenbau – der Produktionsbranchen in Deutschland.
Hauptprodukte während der Aufbauphase waren Klein- und Kleinstwagen, die jedem erlaubten, von Moped oder Motorrad auf ein Automobil umzusteigen. Die meisten dieser neuen Modelle waren
allerdings nicht über längere Zeit erfolgreich. Das Rennen machte schließlich der Volkswagen mit seiner fortschrittlichen Technik, Zuverlässigkeit und konsequenter Modellpflege.
In den 50er und 60er Jahren verbesserte die deutsche Automobilindustrie den Fahrkomfort und die Technologie ständig, Autos „Made in Germany“ wurden zu einem weltweit anerkannten
Markenzeichen. Zum gehobenen Qualitätsstandard gehörte auch die Lackierung. Endgültig setzte sich in der Serienfertigung die Alkyd-Melaminharz-Einbrennlackierung durch, die sich mit
modernster
Lackiertechnologie am Band durchführen ließ. Grundierung und Füller werden meistens im Hochdruckspritzverfahren aufgebracht, einzelne Hersteller tauchten die Rohkarossen bereits Ende der 50er
Jahre. Diese Art der Grundierung bereitete jedoch durch Tropfen- und Läuferbildung zunächst noch Probleme. Durch eine geänderte Tauchgeschwindigkeit, das Überwachen der Temperatur
sowie dickflüssigeres Material gelang es mit der zeit jedoch, diese Probleme in den Griff zu bekommen. Schon bald fand man außerdem heraus, dass die Tropfenbildung
elektrostatisch zu verhindern ist. Erste Versuche mit der Elektrotauchlackierung wurden schon 1959 angestellt. Als Decklack wurden Einbrennlacke eingesetzt, die bei einer Temperatur von 180 C
aushärteten, es gab allerdings auch Lacke, die schon bei 80 C trockneten.
Im Fahrzeugreparaturbereich wurde zunächst mit Nitrokombilacken gearbeitet, weil diese sich problemlos mit den Einbrennlacken der Serienlackierung vertrugen. Bis in die späten 60er Jahre verwendeten Fahrzeuglackierer, die keine Lackier- und Trockenkabinen hatten, diese Produkte.
Eine Alternative dazu bildete der 80-Grad-Lack für den Reparaturbereich, der sich besonders für die in den 50ern populären Mehrfachlackierungen eignete, weil er schnell trocknete und daher binnen kürzester Zeit überspritzt werden konnte.
Nah und nach eroberte aber auch in der Reparaturszene der Alkyd-Melaminharzlack den Markt.
Der Lackaufbau in dieser Zeit war – bei Serien- und Reparaturlackierung - vierschichtig. Die Serienlackierung sah folgendermaßen aus:
-
Grundierung (zumeist im Tauchverfahren aufgebracht)
-
Zwischenschicht, der sogenannte Spritzgrund
-
Vorlack (gespritzt)
-
Decklack (gespritzt)
Hinzu kamen – abhängig vom Hersteller – Unterbodenschutz oder
Steinschlagschutz. Alle vier o.g. Schichten bestanden in der Regel aus
Alkyd-Melaminharzlacken.
Dagegen bestanden die einzelnen Schichten einer Reparaturlackierung
zumindest teilweise aus anderen Inhaltstoffen:
-
Nitrohaftgrund
-
Nitrokombispachtel oder Kunstharzschnellspachtel
-
Füller auf Nitrokombibasis oder auf Basis ölmodifizierter Alkydharze
-
Decklackierung aus Nitrokombilacken oder Alkydharzlacken (Trocknung bei Raumtemperatur)
Die zur Verarbeitung der neuen Lacke notwendigen Spritzkabinen mit
gefilterter, temperierter, vertikal zugeführter Zuluft fanden rasche
Verbreitung.
Auch im Bereich der Farbe kam Bewegung auf: In der 60er Jahren lösten helle, freundliche und kräftige Töne die gedeckten Farben der 50er Jahre ab.
Die ersten Alkyd-Einschicht-Metallics kamen um 1955 auf den Markt, sie waren allerdings noch schwer nachzulackieren und nicht sehr wetterbeständig.
Ab 1963 stand der Lackindustrie mit Polyester ein neuer Grundstoff zur
Verfügung. Polyester wurde besonders als Basis für Spachtel unentbehrlich, Nitro- und Kunstharzspachtel verloren an Bedeutung. Spachteldosiergeräte machten das Ausmischen mit Härterpasten sicherer –
dadurch wurde gleichzeitig das Durchbluten des Decklacks verhindert.
Auch im Decklackbereich veränderten sich die Inhaltsstoffe. Alkydharzlacke wurden nun mit Isocyanaten versetzt, die die Trocknung schon bei Raumtemperatur gegenüber den
Alkyd-Melaminharzlacken beschleunigen. Bei forcierter Trocknung in einer kombinierten Lackier- und Trockenkabine konnte der Lackierer mit dem
neuen Lacksystem so viel Zeit einsparen, dass der Kauf der Kabinen von nun an zur wirtschaftlichen Notwendigkeit wurde.
Ende der 60er Jahre kündigte sich eine weitere grundlegende Veränderung im Grundstoffbereich an: 2-Komponenten (2K)-Epoxid-Grundmaterialien finden als Primer, Grundierung und Füller zunächst im Nutzfahrzeugsektor, später auch bei der PKW-Reparatur zunehmenden Einsatz.
70er Jahre
Der Autokäufer konnte nun zwischen immer mehr Farben wählen, gleichzeitig versuchten die Hersteller, den Korrosionsschutz der Fahrzeuge zu verbessern.
Besonders rostgefährdet sind die Hohlräume der Karosserie, die bei einem normalen Spritzvorgang nicht zu erreichen sind. Abhilfe schaffte die Elektrotauchlackierung. Bei dieser
Beschichtungsmethode wird die ganze Karosserie durch ein leitfähiges Tauchbad gezogen, das mit einer Beschichtung auf Wasserbasislack gefüllt ist. Durch das Anlegen von Gleichstrom setzt sich
die Beschichtung auf der Karosserie ab, erreicht alle Hohlräume und sorgt so für einen lückenlosen und dauerhaften Korrosionsschutz.
Eine Serienlackierung bestand aus folgenden Arbeitsschritten:
- Entfetten der Rohkarosserie, Phosphatieren, Spülen
- Aufbringen der Grundierung im Elektrotauchbad, Spülen, Trocknen
- Abdichtung der Karosserie, Aufbringung des Unterbodenschutzes, Trocknen
- Auftragen des Füllers (von Hand oder elektrostatisch)
- Schleifen, Reinigen, Trocknen
- Auftragen des Decklacks
Der Lackaufbau bestand also aus Zinkphosphatierung, Grundierung, Füller und Decklack.
Dagegen setzte sich im Reparaturbereich zunächst ein dreischichtiger Aufbau – bestehend aus einer phosphorsäuerehaltigen Grundierung, einem Füller und dem Decklack – durch. Um die ständig
wachsende Zahl von Farbtönen im Reparaturfall nachstellen zu können, entwickelte die Lackindustrie sogenannte „Farbtonmischsysteme“. Jeder Fahrzeuglackierer kann seitdem den gewünschten Farbton
in der erforderlichen Menge selbst ausmischen. Der ausgemischte und
spritzfertige Lack war allerdings nur begrenzt haltbar.
Auf diese Weise wurde der Lackierer zwangsläufig auf die folgende
2K-Acryl-Polyurethan-Technologie (Acryl-Stammlack + Polisocyanathärter) vorbereitet, die zwischen 1972 und 1975 die Alkyharzlacke fast völlig vom Markt verdrängte. Diese 2K-Systeme für die
Decklackschicht zeichneten sich durch eine wesentlich höhere chemische und physikalische Beständigkeit aus. Die Lacke trockneten schneller und erlaubten, Läufer und Staubeinschlüsse
herauszupolieren. Im Falle der „beschleunigten Trocknung“ in einer heizbaren Trockenkabine konnte die Temperatur auf 60 C gesenkt werden.
Ab Anfang der 70er Jahre entwickelten Lackhersteller außerdem einen Grundfüller, der vor Rost schützte und so das Aufbringen einer speziellen Korrosionsschutzfarbe überflüssig machte.
Daraus ergab sich für die Reparaturlackierung ein zweischichtiger Aufbau, bestehend aus Grundierfüller und Decklack. Mit diesem Zweischichtensystem konnten Farb- und/oder Effektunterschiede durch die „Beilackiertechnik“ optisch angeglichen werden. Die 2K-Acryl-Technologie wurde auch die Basis vieler Grundmaterialien.
Im Bereich der Arbeitsgeräte verbreitete sich die Hochleistungsspritzpistole. Der Metalliclack trat seien Siegeszug an. Metallics wurden meist zweischichtig aufgetragen – ein farbiger, Aluminiumteilchen enthaltener Basislack wird mit einer Klarlackschicht überzogen. Auf diese Weise erhöhten sich Glanz und Beständigkeit der Lackierung.
80er Jahre
Immer noch war das Lackieren eine der aufwendigsten Arbeitsphasen in der Automobilproduktion. Modelle mit einer hohen Stückzahl wurden im Durchlaufverfahren, kleinere Serien dagegen im Taktverfahren beschichtet.
Die einzelnen Schritte einer Serienlackierung sahen aus wie folgt:
1.
Vorbehandlung und
Reinigung: Entfetten, zinkphosphatieren und spülen
2.
Grundierung im
Elektrotauchbad
3.
Einbrennen der Grundierung
4. PVC-Beschichtung
für die
Unterbodengruppe und die Radhäuser durch automatisch gesteuerte Roboter;
Abdichten der Bördelkanten und Flansche mit PVC; Unterbinden eines möglichen
Rostansatzes im Bereich der Türen, der Motorhaube und des Kofferraumdeckels
5. Aufbringen
des
Grundierfüllers mit einer elektrostatischen Rotationszerstäubungsanlage. Dabei
werden die Farbpartikel negativ geladen, damit sie zur Karosse, die als
Gegenelektrode geschaltet ist, wandern. Vorteil dieses Verfahrens ist ein
Auftragswirkungsgrad von ca. 90 Prozent, der Lackverbrauch ist also erheblich
geringer als beim konventionellen Hochdruckspritzverfahren, bei dem 50 Prozent
des Lacks als Overspray verloren gehen.
6.
Schleifen des
Grundierfüllers
7.
Auftragen der
Decklackierung in einer automatischen elektrostatischen Beschichtungsanlage
(innenliegende Teile wie Motor- und Kofferraum, Haubendeckel und Türen werden
vorab von Lackierern im Hochdruckspritzverfahren beschichtet)
8.
Einbrennen der Decklacke
Für den
wachsenden Anteil an Kunststoffteilen am Auto wurden spezielle
Kunststofflacke entwickelt. Mangelndes Deckvermögen bestimmter Pigmente und
neue Effekte erforderten in manchen Fällen sogar Dreischichtdecklackierungen.
Ein solcher Aufbau – bestehend aus farbigem Füller, Basislack und
(eingefärbtem) Klarlack – gestaltete auch den Reparaturprozess aufwendiger.
Das
zunehmende Umweltbewusstsein der Lackhersteller führte zu einer
umfassenden Rezeptüberarbeitung sowohl im Serien- als auch im
Reparaturlackbereich. Als schädlich erkannte Lackinhaltsstoffe wurden
weitgehend substituiert. Hauptziel war der Verzicht auf gesundheitsschädliche
Pigmente und Reduktion der organischen Lösemittel im Lack.
Dies
wurde auf verschiedene Art und Weise erreicht:
• Die
2K-Acryl-Lacke wurden
zu lösemittelärmeren Medium-Solids weiterentwickelt. Dies sind Lacke mit einem
verringerten Gehalt an organischen Lösemitteln und einem erhöhten
Festkörpergehalt.
• Die
ersten Wasserlacke
kamen auf den Markt. Bei ihnen ersetzte man die organischen Lösemittel
größtenteils durch Wasser. Wasserlacke setzten sich zunächst vor allem in der
Serienlackierung durch.
90er
Jahre
Schwerpunkt
in Entwicklung und Anwendung war die weitere Reduzierung der
Lösemittelmengen bei der Autolackierung. Es ist gelungen für alle Schichten des
Lackaufbaus in der Serienlackierung wasserverdünnbare Produkte zu entwickeln
und in der Praxis einzusetzen. Aber auch andere lösemittelarme oder
lösemittelfreie Technologien wie Pulverlacke und High-Solids (HS) wurden
zunehmend verwendet.
Bei den
Füllern konkurrierten wasserverdünnbare Produkte mit
lösemittelarmen Qualitäten und Pulverlacken.
Die
Basislacke wurden fast vollständig auf wasserverdünnbare Qualitäten
umgestellt. Damit wurde bei der Schicht mit dem höchsten Lösemittelanteil eine
erhebliche Reduzierung erreicht. Wasserverdünnbare Basislacke machten auch die
Umstellung auf das Zweischichtsystem Basislack-Klarlack bei den Unifarbtönen
möglich. Vereinfachungen im Lackierablauf und vor allem Qualitätsverbesserungen
in bezug auf den optischen Effekt und die Beständigkeit von Uni-Farbtönen
konnten so umweltverträglich erreicht werden.
Wasserklarlacke
wurden serienmäßig verarbeitet, aber auch Pulverklarlacke
und Pulverlack Slurries wurden als lösemittelfreie Klarlack Technologien
eingeführt und haben sich neben den 2K – HS - Klarlacken bewährt.
Autoserienlackierungen
die in allen Schichten von der
Elektrotauchlackierung bis zum Klarlack aus wasserverdünnbaren Materialien
bestehen, wurden möglich und sind im Einsatz.
Durch
den zunehmenden Einsatz neuer Pigmente wurde die Autowelt farbiger
und effektvoller. Die neuen Perlglanzpigmente bewirken ihre stark vom
Betrachtungswinkel abhängigen Farbeffekte nicht durch chemische Chromophore
sondern durch physikalische Wechselwirkung mit dem auf die Oberfläche
einfallenden Licht.
Glimmerplättchen,
die mit dünnen transparenten Metalloxidschichten überzogen
sind, reflektieren das Licht sowohl an der Oxidschicht als auch an der
Glimmerschicht. Die Überlagerung der reflektierten Lichtstrahlen führt zu
winkelabhängigen farbigen Interferenzeffekten wie sie aus der Natur von Perlen,
Schmetterlingsflügeln und Pfauenfedern her bekannt sind. Ähnliche Effekte
werden mit Flüssigkristallpigmenten (LCPs) erreicht. Hier wird das Licht an
verschiedenen Ebenen der Helixstruktur vernetzter cholesterischer
Flüssigkristallpolymere reflektiert. Dadurch werden ebenfalls
Interferenzeffekte
erzeugt.
In der
Lackiertechnik wurde durch Optimierung der Spritzverfahren und den
weitgehenden Einsatz von Lackierrobotern der Lackauftragswirkungsgrad
insbesondere beim Basislack deutlich verbessert und die manuelle Lackierung im
Prozessablauf weitgehend eliminiert. In der Reparaturlackierung wurde der
Auftragswirkungsgrad durch den Einsatz von Niederdruckspritzpistolen ( HVLP –
High Volume Low Pressure ) um bis zu 15 Prozent erhöht.
Die
umweltverträglichen Lacktechnologien wurden auch in der
Reparaturlackierung übernommen. Wasserverdünnbare Basislacke sind seither im
Einsatz und ohne Alternative. Bei den Grundierungen und den Deck- und
Klarlacken wurden auch wasserverdünnbare Materialien verfügbar, eingesetzt
wurden vorwiegend noch festkörperreiche Produkte.
Die
Einführung der Interferenzfarbtöne hat auch an die Reparaturlackierung
neue Anforderungen gestellt. Die genaue Farbtonnachstellung bei der Reparatur
ist schwieriger geworden. Rechner gestützte Mischsysteme, farbmetrische
Bestimmung der Farbtöne mit Messgeräten und die daraus resultierende
automatische Auswahl der Mischformel unterstützen den Reparaturlackierer bei
der Nachstellung des exakten Farbtons.
Beginn des
21. Jahrhunderts
Die
Innovation bei der Autolackierung geht weiter. Verbesserung der
Umweltverträglichkeit und der Effizienz bei der Beschichtung, Hybridsysteme,
Nanotechnologie, Strahlenhärtung, vorbeschichtete Karosserieteile und neue
Funktionen der Autolackschicht sind nur einige der Themen, welche die
Lackforschung beherrschen und zu neuen Lösungen für die Autolackierung führen
werden.
Bei den
Hybridsystemen kommt man durch die Kombination anorganischer und
organischer Strukturen in einem Bindemittel zu Lacken mit verbesserten
mechanischen und chemischen Beständigkeiten.
Nanotechnologie
war immer schon ein Bestandteil der Lacktechnologie.
Pigmente und Füllstoffe als Nanopartikel haben wichtige Eigenschaften von
Lackschichten bestimmt. Die Möglichkeit, nanoskalige Partikel noch gezielter in
Lackformulierungen einzusetzen und durch Einbau in die Polymerstruktur der
Bindemittel zu stabilisieren, erlaubt die Verbesserung wichtiger
Lackeigenschaften wie Oberflächenhärte, Kratzfestigkeit und
Chemikalienbeständigkeit . Erste Produkte sind bereits im Einsatz.
Lackvernetzung
durch UV-Strahlung, insbesondere bei Klarlacken wird die
Prozesszeiten der Autolackierung deutlich verringern, den Energiebedarf für die
Aushärtung erheblich mindern und durch regelmäßige Vernetzungsstrukturen die
Oberflächeneigenschaften von Decklackschichten noch weiter verbessern. Im
Reparaturbereich sind UV-härtende Lacke und geeignete Strahlungsquellen zur
Härtung bereits im Einsatz.
Während
wir uns auf den Beginn der warmen Jahreszeit freuen, ist er für
Fahrzeuglacke eigentlich nur mit Gefahren verbunden. Vogel- und
Bienenexkremente, Baumharz, UV-Strahlung und Chitinreste setzen der Lackschicht
schwer zu. Vor allem nach Fahrten in der Abenddämmerung kleben Insekten an der
gesamten Frontpartie des Autos. Die Chitinreste entwickeln auf dem Lack eine
aggressive Wirkung. Motorwärme und Sonneneinstrahlung sorgen dafür, dass die
Insekten vetrocknen. Dabei werden Eiweiß, Chitin sowie andere Stoffe
freigesetzt und können zu Oberflächenstörungen in der Decklackschicht führen.
Vogelkot enthält sehr aggressive Säuren und ätzt sich mit der Zeit durch
sämtliche Lackschichten. Auch die Exkremente von Bienen und Blattläusen oder
Baumharz sind in Verbindung mit Feuchtigkeit und UV- Strahlung aggressive
Lackkiller.
Wegen
der drohenden Lackschäden sollten Sie ihren Youngtimer regelmäßig
nach biologischen und organischen Verschmutzungen absuchen. Werden sie umgehend
und sachgemäß entfernt, sind Haltbarkeit und Glanz der Lackierung nicht
gefährdet. Zwar haben die Lackhersteller in den letzten Jahren neue und immer
kratzfestere Klarlacke entwickelt, bei denen Steinschlag, Rollsplitt und auch
die Bürsten in Autowaschanlagen deutlich weniger Spuren hinterlassen als in der
Vergangenheit. Gleichzeitig sind die modernen Lackprodukte unempfindlicher
gegenüber UV-Licht und dank des weitgehenden Verzichts auf Lösemittel bedeutend
umweltverträglicher als früher.
Wird ein
Lackschaden entdeckt, sollte unverzüglich der nächste
Lackierbetrieb angefahren werden. Hier kümmern sich Profis um die angegriffene
Oberfläche. So bleibt die Außenhaut des Fahrzeugs für lange Zeit geschützt und
sichert neben dem glänzenden Erscheinungsbild nicht zuletzt auch den Wert des
Wagens, ein Aspekt, der bei einem Youngtimer eine entscheidende Rolle spielt.
Kurz zur
Geschichte der Autolackierung
Ein
Schwerpunkt liegt dabei auf der Autoreparaturlackierung. Diese
unterschied sich in der Anfangszeit gar nicht von der Erstlackierung.
Erst
durch die Fließbandproduktion veränderten sich die Anforderungen an
die verschiedenen Lackierungen. Heute laufen Serien- und Reparaturlackierungen
unter vollkommen verschiedenen Bedingungen ab – und werden mit verschiedenen
Lacktypen durchgeführt.
Die
Lackindustrie schätzt, dass heute um die 25.000 verschiedene Farben für
KfZ existieren, etwa 5.000 davon sind „aktuell“. Ein gut ausgebildeter
Fahrzeuglackierer muss jeden einzelnen dieser Farbtöne bei einer
Reparaturlackierung nachstellen können – und dabei den Veränderungen der
Lackierung durch Alterung etc. gerecht werden.
Der
Anfang: Entwicklung von Lacken bis 1920
Wenn man
über die Lackierung der ersten Automobile spricht, darf man sich
nicht vom Aussehen der Fahrzeuge täuschen lassen, die heute in den Museen
stehen – sie sind häufig Nachbauten oder wurden restauriert. Die Lackierung
entspricht in diesen Fällen heutigen Ansprüchen und lackiertechnischen
Möglichkeiten. Die ersten Autos wurden stückweise per Hand gefertigt Als Lacke
standen in dieser Zeit grundsätzlich zwei Produkte zur Verfügung: Öllacke auf
Leinölbasis oder – wenn besondere Qualität gefordert war – Bernsteinlacke, die
aus verflüssigten Bernsteinharzen gewonnen wurden und sehr teuer waren.
Der
Lackierer stellte seine Farben noch selber her – zunächst manuell, dann
mit handbetriebenen Farbmühlen. Da die Lacke jedes Mal durch Vermischen der
Pigmente mit dem Bindemittel neu produziert wurden, blieb der Farbton oft ein
Zufallsprodukt. Der Käufer konnte sich aussuchen, ob sein Auto Blau, Schwarz,
Grün, Marron, Beige oder Rot sein sollte – eine genaue Nuancierung war aber
nicht möglich. die Farben hatten alle einen relativ erdigen Ton, denn es gab
nur Mineralfarben, die anorganische Pigmente enthielten.
Nach
einer bestimmten Zeit musste die Beschichtung erneuert werden, weil
sich das Holz infolge der Witterung verzog und daraufhin die Lackierung
platzte, der es aufgrund ihrer hohen Schichtdicke an Flexibilität mangelte. Bei
einer Reparatur musste der Erstanstrich zunächst abgebeizt werden (man konnte
den Farbton ja nicht nachstellen), und dann ging der Prozess der Lackierung von
neuem los – vier bis acht Wochen lang.
Außerdem
waren die Chemiker nun in der Lage, Weichmacher, einige Lösemittel
und synthetische Pigmente großtechnisch herzustellen. Die Lackindustrie stellte
mit diesen Grundstoffen matte Nitrolacke her, die mit Polierpaste und einem
Leinentuch auf Hochglanz gebracht wurden. Die Trocknungszeit dieser neuen Lacke
konnte durch Wärmezufuhr noch einmal verkürzt werden.
Nitrolacke
müssen mit Spritzpistolen aufgetragen werden, weil die
enthaltenen Lösemittel den darunter liegenden Anstrich wieder anlösen – sie
können also nicht mit dem Pinsel verarbeitet werden. Die Spritzpistole kam aus
Amerika, sie war eine Weiterentwicklung der dort gebräuchlichen Impfpistole.
Alle Oberflächen mussten gründlich entfettet und gereinigt werden, da Nitrolack
besonders empfindlich auf Fettrückstände reagieren und allgemein ziemlich
schlecht haften.
Obwohl
sehr aufwendig, dauerte die Lackierung eines Autos mit
Nitrozelluloselack insgesamt nur 15 Stunden – ein großer Fortschritt im
Vergleich zu den Kutschenlacken. Zur Illustration seien hier die verschiedenen
Arbeitsgänge aufgezeigt:
1.
Spritzen des
Nitrozellulose-Haftgrunds, Trocknung bei 60 – 70 C.
2.
Glättung der Fehlstellen
mit Nitrozellulose-Spachtel oder Ölspachtel. Dieser Spachtel wurde getrocknet
und geschliffen.
3.
Auftragen von mindestens
drei Schichten Nitrozellulosefüller, Abschleifen der ganzen Karosserie mit
Wasser und Schleifpapier (Manuell), Reinigung. Nach diesem Arbeitsgang war eine
weitere Trocknungs- bzw. Abdunstungsphase notwendig.
4.
Auftragen von mindestens
drei Nitrozellulose-Decklackschichten, nach dem Trocknen Nachschleifen des
Decklacks mit feinstem Schleifpapier.
5.
Ausnebeln der Karosserie
mit einer sehr dünnen Schicht verdünntem Nitrodecklack bzw. reiner
Nitroverdünnung, um die bereits getrockneten Decklackschichten wieder
anzulösen, Verfließen der Oberfläche. Polieren mit Schleifpaste und
Polierwasser – das Fahrzeug bekam einen einzigarteigen Glanz, der auch durch
spätere, moderne Lacke nicht wieder erreicht wurde.
Die
Farbtonauswahl war allerdings sehr begrenzt – der Kunde konnte bei den
meisten Fahrzeugherstellern nur Rot, Blau oder Grün wählen und das Endergebnis
war nicht wie heute garantiert und normiert.
Nitrolacke
sind nicht witterungsbeständig. Durch den ständigen Abbau des
Bindemittels wird die Lackierung schnell stumpf. Deshalb mussten die Fahrzeuge
sehr oft nachpoliert werden – mit dem Ergebnis, dass die Decklackschicht nicht
lange hielt. Wenn dann die Lackierung erneuert werden sollte, stand der
Autolackierer vor einer harten Aufgabe: Er musste aus seinem Vorrat von
Grundfarben den richtigen Ton zusammenmischen.
1930 bis
1949
In der
Weimarer Republik expandierte der deutsche Automobilbau nicht in
gleichem Maße wie in anderen Ländern. Dies hatte mehrere Gründe: Zum einen
wurde das Auto immer noch als Luxusgegenstand betrachtet, zum anderen war auch
die Kapitalausstattung der Hersteller gering – und damit ihre
Produktionskapazitäten. Schließlich fehlte die Infrastruktur, es gab nur wenige
Straßen, die einen stärkeren Autoverkehr zuließen oder befestigte Oberflächen
aufwiesen.
Nach der
Machtergreifung der Nationalsozialisten wurde die
Kraftfahrzeugindustrie als kriegswichtig eingestuft und die Branche unter den
„besonderen Schutz des Staates“ gestellt. Wie sich später herausstellte,
bildeten die steuerlichen Erleichterungen für Autofahrer, das Gesetz zur
Errichtung eines Unternehmens „Reichsautobahnen“ vom Juni 1933, der
nachfolgende Autobahnbau und die Förderung der Automobilindustrie wichtige
Voraussetzungen für die Vorbereitung des Krieges. Der Autobestand stieg 1939
auf 1.462.743 Fahrzeuge an.
Jedermann
sollte sich ein Auto leisten können, daher wurde 1934 Ferdinand
Porsche mit der Konstruktion eines „Volksautos“ beauftragt. Bis zur Serienreife
dauerte es drei Jahre – das Fahrzeug zeichnete sich dann durch Einfachheit,
Zuverlässigkeit und Sparsamkeit aus. Nur bis 1938 war der „Volkswagen“
allerdings für das Volk erhältlich, danach wurde nur noch für den Bedarf der
Wehrmacht produziert.
Die
größeren Wagen veränderten ihre Gestalt: Die Aerodynamik spielte nun
bei der Konstruktion eine Rolle, ein Trend zur Stromlinie setzte ein.
Bevorzugte Bauformen waren Coupé und Cabriolet.
Mit der
Weiterentwicklung der Karosserien veränderte sich auch die
Lackiertechnik. 1927 war in den Vereinigten Staaten ein neues Bindemittel
entwickelt
worden, das Alkyharz. Nachdem die Modifizierung dieses Harzes mit Fettsäuren
gelang, konnte es als Lackharz verwendet werden. Alkydharzlacke vertragen sich
mit Nitrozellulose und konnten daher als elastifizierende Komponente in
Nitrozelluloselacken dienen – diese Mixtur war später unter dem Namen
Nitrokombilack gebräuchlich. In den 30er Jahren entwickelte man außerdem
Melamin- und Harnstofflacke, die nicht mehr so stark vergilbten und die – mit
Alkydharzen gemischt – die Produktion hellerer Farbtöne ermöglichte.
Ab 1935
setzte sich die Lackierung mit diesen modifizierten Alkydharzlacken
durch, denn sie bildeten eine härtere Oberfläche aus als Nitrozelluloselacke
und mussten zudem nicht mehr poliert werden. Außerdem wurde nur noch die Hälfte
des Materials gegenüber den vorher üblichen Lacken benötigt.
Die
Lackierung erfolgte in folgenden Schritten:
1.
Grundieren mit
Alkydharzprimer (Hochdruckspritzen)
Überziehen
mit Spritzspachtel
2.
Lackieren mit pigmentiertem
Alkyharzlack (Trocknung mit heißer Luft bei 120 – 130 C)
3.
Zwischenschleifen
4.
Zweimaliges Beschichten mit
Decklack (entspricht dem heutigen Klarlack)
Die
Lackierung einer Neukarosse dauerte mit dem neuen Material und der
veränderten Technologie nur noch knapp vier Stunden. Vorraussetzung war
allerdings,
dass tiefgezogene Bleche benutzt wurden, bei denen die früher notwendigen
Spachtelarbeiten wegfielen.
Bis nach
dem 2. Weltkrieg hatten sich die Alkyharzlacke in Europa fast
vollständig durchgesetzt. Nur noch vereinzelt verwendete man
Nitrozelluloselacke,
besonders bei Luxusautomobilen, die bis in die 60er Jahre auf diese Weise
beschichtet wurden.
Auch die
Farbgebung änderte sich: Auf dem Pariser Autosalon 1946 waren zum
ersten mal farbenfrohe Fahrzeuglackierungen zu sehen, die nun aufgrund der
neuen
organischen Pigmente angeboten werden konnten.
Die
Alkydharzlacke sind chemisch so flexibel und qualitativ hochwertig,
dass sie für die Autolackierung bis in die heutige Zeit eine maßgebliche Rolle
spielen. Sie bestimmten bald nach ihrem Aufkommen auch den Lackmarkt im
Reparaturbereich.
50er und
60er Jahre
Nach dem
Krieg arbeitete die Automobilindustrie mit zunächst unveränderten
Strukturen weiter. Auch die Produktpalette hatte sich nicht weiterentwickelt.
In den 50er Jahren begann dann aber der rasante Aufstieg dieses
Industriezweiges an die vierte Stelle – hinter der chemischen Industrie, der
Elektroindustrie und dem Maschinenbau – der Produktionsbranchen in Deutschland.
Hauptprodukte
während der Aufbauphase waren Klein- und Kleinstwagen, die
jedem erlaubten, von Moped oder Motorrad auf ein Automobil umzusteigen. Die
meisten dieser neuen Modelle waren allerdings nicht über längere Zeit
erfolgreich. Das Rennen machte schließlich der Volkswagen mit seiner
fortschrittlichen Technik, Zuverlässigkeit und konsequenter Modellpflege.
In den
50er und 60er Jahren verbesserte die deutsche Automobilindustrie den
Fahrkomfort und die Technologie ständig, Autos „Made in Germany“ wurden zu
einem weltweit anerkannten Markenzeichen. Zum gehobenen Qualitätsstandard
gehörte auch die Lackierung. Endgültig setzte sich in der Serienfertigung die
Alkyd-Melaminharz-Einbrennlackierung durch, die sich mit modernster
Lackiertechnologie am Band durchführen ließ. Grundierung und Füller werden
meistens im Hochdruckspritzverfahren aufgebracht, einzelne Hersteller tauchten
die Rohkarossen bereits Ende der 50er Jahre. Diese Art der Grundierung
bereitete jedoch durch Tropfen- und Läuferbildung zunächst noch Probleme. Durch
eine geänderte Tauchgeschwindigkeit, das Überwachen der Temperatur sowie
dickflüssigeres Material gelang es mit der zeit jedoch, diese Probleme in den
Griff zu bekommen. Schon bald fand man außerdem heraus, dass die Tropfenbildung
elektrostatisch zu verhindern ist. Erste Versuche mit der
Elektrotauchlackierung wurden schon 1959 angestellt. Als Decklack wurden
Einbrennlacke eingesetzt, die bei einer Temperatur von 180 C aushärteten, es
gab allerdings auch Lacke, die schon bei 80 C trockneten.
Im
Fahrzeugreparaturbereich wurde zunächst mit Nitrokombilacken gearbeitet,
weil diese sich problemlos mit den Einbrennlacken der Serienlackierung
vertrugen. Bis in die späten 60er Jahre verwendeten Fahrzeuglackierer, die
keine Lackier- und Trockenkabinen hatten, diese Produkte.
Eine
Alternative dazu bildete der 80-Grad-Lack für den Reparaturbereich,
der sich besonders für die in den 50ern populären Mehrfachlackierungen eignete,
weil er schnell trocknete und daher binnen kürzester Zeit überspritzt werden
konnte.
Nah und
nach eroberte aber auch in der Reparaturszene der
Alkyd-Melaminharzlack den Markt.
Der
Lackaufbau in dieser Zeit war – bei Serien- und Reparaturlackierung -
vierschichtig. Die Serienlackierung sah folgendermaßen aus:
1.
Grundierung (zumeist im
Tauchverfahren aufgebracht)
2.
Zwischenschicht, der
sogenannte Spritzgrund
3.
Vorlack (gespritzt)
4.
Decklack (gespritzt)
Hinzu
kamen – abhängig vom Hersteller – Unterbodenschutz oder
Steinschlagschutz. Alle vier o.g. Schichten bestanden in der Regel aus
Alkyd-Melaminharzlacken.
Dagegen
bestanden die einzelnen Schichten einer Reparaturlackierung
zumindest teilweise aus anderen Inhaltstoffen:
1.
Nitrohaftgrund
2.
Nitrokombispachtel oder
Kunstharzschnellspachtel
3.
Füller auf Nitrokombibasis
oder auf Basis ölmodifizierter Alkydharze
4.
Decklackierung aus
Nitrokombilacken oder Alkydharzlacken (Trocknung bei Raumtemperatur)
Die zur
Verarbeitung der neuen Lacke notwendigen Spritzkabinen mit
gefilterter, temperierter, vertikal zugeführter Zuluft fanden rasche
Verbreitung.
Auch im
Bereich der Farbe kam Bewegung auf: In der 60er Jahren lösten
helle, freundliche und kräftige Töne die gedeckten Farben der 50er Jahre ab.
Die ersten Alkyd-Einschicht-Metallics kamen um 1955 auf den Markt, sie waren
allerdings noch schwer nachzulackieren und nicht sehr wetterbeständig.
Ab 1963
stand der Lackindustrie mit Polyester ein neuer Grundstoff zur
Verfügung. Polyester wurde besonders als Basis für Spachtel unentbehrlich,
Nitro- und Kunstharzspachtel verloren an Bedeutung. Spachteldosiergeräte
machten das Ausmischen mit Härterpasten sicherer – dadurch wurde gleichzeitig
das Durchbluten des Decklacks verhindert.
Auch im
Decklackbereich veränderten sich die Inhaltsstoffe. Alkydharzlacke
wurden nun mit Isocyanaten versetzt, die die Trocknung schon bei Raumtemperatur
gegenüber den Alkyd-Melaminharzlacken beschleunigen. Bei forcierter Trocknung
in einer kombinierten Lackier- und Trockenkabine konnte der Lackierer mit dem
neuen Lacksystem so viel Zeit einsparen, dass der Kauf der Kabinen von nun an
zur wirtschaftlichen Notwendigkeit wurde.
Ende der
60er Jahre kündigte sich eine weitere grundlegende Veränderung im
Grundstoffbereich an: 2-Komponenten (2K)-Epoxid-Grundmaterialien finden als
Primer, Grundierung und Füller zunächst im Nutzfahrzeugsektor, später auch bei
der PKW-Reparatur zunehmenden Einsatz.
70er
Jahre
Der
Autokäufer konnte nun zwischen immer mehr Farben wählen, gleichzeitig
versuchten die Hersteller, den Korrosionsschutz der Fahrzeuge zu verbessern.
Besonders rostgefährdet sind die Hohlräume der Karosserie, die bei einem
normalen Spritzvorgang nicht zu erreichen sind. Abhilfe schaffte die
Elektrotauchlackierung. Bei dieser Beschichtungsmethode wird die ganze
Karosserie durch ein leitfähiges Tauchbad gezogen, das mit einer Beschichtung
auf Wasserbasislack gefüllt ist. Durch das Anlegen von Gleichstrom setzt sich
die Beschichtung auf der Karosserie ab, erreicht alle Hohlräume und sorgt so
für einen lückenlosen und dauerhaften Korrosionsschutz.
Eine
Serienlackierung bestand aus folgenden Arbeitsschritten:
1.
Entfetten der
Rohkarosserie, Phosphatieren, Spülen
2.
Aufbringen der Grundierung
im Elektrotauchbad, Spülen, Trocknen
3.
Abdichtung der Karosserie,
Aufbringung des Unterbodenschutzes, Trocknen
4.
Auftragen des Füllers (von
Hand oder elektrostatisch)
5.
Schleifen, Reinigen,
Trocknen
6.
Auftragen des Decklacks
Der
Lackaufbau bestand also aus Zinkphosphatierung, Grundierung, Füller und
Decklack.
Dagegen
setzte sich im Reparaturbereich zunächst ein dreischichtiger Aufbau
– bestehend aus einer phosphorsäuerehaltigen Grundierung, einem Füller und dem
Decklack – durch. Um die ständig wachsende Zahl von Farbtönen im Reparaturfall
nachstellen zu können, entwickelte die Lackindustrie sogenannte
„Farbtonmischsysteme“. Jeder Fahrzeuglackierer kann seitdem den gewünschten
Farbton in der erforderlichen Menge selbst ausmischen. Der ausgemischte und
spritzfertige Lack war allerdings nur begrenzt haltbar.
Auf
diese Weise wurde der Lackierer zwangsläufig auf die folgende
2K-Acryl-Polyurethan-Technologie (Acryl-Stammlack + Polisocyanathärter)
vorbereitet, die zwischen 1972 und 1975 die Alkyharzlacke fast völlig vom Markt
verdrängte. Diese 2K-Systeme für die Decklackschicht zeichneten sich durch eine
wesentlich höhere chemische und physikalische Beständigkeit aus. Die Lacke
trockneten schneller und erlaubten, Läufer und Staubeinschlüsse
herauszupolieren. Im Falle der „beschleunigten Trocknung“ in einer heizbaren
Trockenkabine konnte die Temperatur auf 60 C gesenkt werden.
Ab
Anfang der 70er Jahre entwickelten Lackhersteller außerdem einen
Grundfüller, der vor Rost schützte und so das Aufbringen einer speziellen
Korrosionsschutzfarbe überflüssig machte.
Daraus
ergab sich für die Reparaturlackierung ein zweischichtiger Aufbau,
bestehend aus Grundierfüller und Decklack. Mit diesem Zweischichtensystem
konnten Farb- und/oder Effektunterschiede durch die „Beilackiertechnik“ optisch
angeglichen werden. Die 2K-Acryl-Technologie wurde auch die Basis vieler
Grundmaterialien.
Im
Bereich der Arbeitsgeräte verbreitete sich die
Hochleistungsspritzpistole. Der Metalliclack trat seien Siegeszug an. Metallics
wurden meist zweischichtig aufgetragen – ein farbiger, Aluminiumteilchen
enthaltener Basislack wird mit einer Klarlackschicht überzogen. Auf diese Weise
erhöhten sich Glanz und Beständigkeit der Lackierung.
80er
Jahre
Immer
noch war das Lackieren eine der aufwendigsten Arbeitsphasen in der
Automobilproduktion. Modelle mit einer hohen Stückzahl wurden im
Durchlaufverfahren, kleinere Serien dagegen im Taktverfahren beschichtet.
Die
einzelnen Schritte einer Serienlackierung sahen aus wie folgt:
1.
Vorbehandlung und
Reinigung: Entfetten, zinkphosphatieren und spülen
2.
Grundierung im
Elektrotauchbad
3.
Einbrennen der Grundierung
4. PVC-Beschichtung
für die
Unterbodengruppe und die Radhäuser durch automatisch gesteuerte Roboter;
Abdichten der Bördelkanten und Flansche mit PVC; Unterbinden eines möglichen
Rostansatzes im Bereich der Türen, der Motorhaube und des Kofferraumdeckels
5. Aufbringen
des
Grundierfüllers mit einer elektrostatischen Rotationszerstäubungsanlage. Dabei
werden die Farbpartikel negativ geladen, damit sie zur Karosse, die als
Gegenelektrode geschaltet ist, wandern. Vorteil dieses Verfahrens ist ein
Auftragswirkungsgrad von ca. 90 Prozent, der Lackverbrauch ist also erheblich
geringer als beim konventionellen Hochdruckspritzverfahren, bei dem 50 Prozent
des Lacks als Overspray verloren gehen.
6.
Schleifen des
Grundierfüllers
7.
Auftragen der
Decklackierung in einer automatischen elektrostatischen Beschichtungsanlage
(innenliegende Teile wie Motor- und Kofferraum, Haubendeckel und Türen werden
vorab von Lackierern im Hochdruckspritzverfahren beschichtet)
8.
Einbrennen der Decklacke
Für den
wachsenden Anteil an Kunststoffteilen am Auto wurden spezielle
Kunststofflacke entwickelt. Mangelndes Deckvermögen bestimmter Pigmente und
neue Effekte erforderten in manchen Fällen sogar Dreischichtdecklackierungen.
Ein solcher Aufbau – bestehend aus farbigem Füller, Basislack und
(eingefärbtem) Klarlack – gestaltete auch den Reparaturprozess aufwendiger.
Das
zunehmende Umweltbewusstsein der Lackhersteller führte zu einer
umfassenden Rezeptüberarbeitung sowohl im Serien- als auch im
Reparaturlackbereich. Als schädlich erkannte Lackinhaltsstoffe wurden
weitgehend substituiert. Hauptziel war der Verzicht auf gesundheitsschädliche
Pigmente und Reduktion der organischen Lösemittel im Lack.
Dies
wurde auf verschiedene Art und Weise erreicht:
• Die
2K-Acryl-Lacke wurden
zu lösemittelärmeren Medium-Solids weiterentwickelt. Dies sind Lacke mit einem
verringerten Gehalt an organischen Lösemitteln und einem erhöhten
Festkörpergehalt.
• Die
ersten Wasserlacke
kamen auf den Markt. Bei ihnen ersetzte man die organischen Lösemittel
größtenteils durch Wasser. Wasserlacke setzten sich zunächst vor allem in der
Serienlackierung durch.
90er
Jahre
Schwerpunkt
in Entwicklung und Anwendung war die weitere Reduzierung der
Lösemittelmengen bei der Autolackierung. Es ist gelungen für alle Schichten des
Lackaufbaus in der Serienlackierung wasserverdünnbare Produkte zu entwickeln
und in der Praxis einzusetzen. Aber auch andere lösemittelarme oder
lösemittelfreie Technologien wie Pulverlacke und High-Solids (HS) wurden
zunehmend verwendet.
Bei den
Füllern konkurrierten wasserverdünnbare Produkte mit
lösemittelarmen Qualitäten und Pulverlacken.
Die
Basislacke wurden fast vollständig auf wasserverdünnbare Qualitäten
umgestellt. Damit wurde bei der Schicht mit dem höchsten Lösemittelanteil eine
erhebliche Reduzierung erreicht. Wasserverdünnbare Basislacke machten auch die
Umstellung auf das Zweischichtsystem Basislack-Klarlack bei den Unifarbtönen
möglich. Vereinfachungen im Lackierablauf und vor allem Qualitätsverbesserungen
in bezug auf den optischen Effekt und die Beständigkeit von Uni-Farbtönen
konnten so umweltverträglich erreicht werden.
Wasserklarlacke
wurden serienmäßig verarbeitet, aber auch Pulverklarlacke
und Pulverlack Slurries wurden als lösemittelfreie Klarlack Technologien
eingeführt und haben sich neben den 2K – HS - Klarlacken bewährt.
Autoserienlackierungen
die in allen Schichten von der
Elektrotauchlackierung bis zum Klarlack aus wasserverdünnbaren Materialien
bestehen, wurden möglich und sind im Einsatz.
Durch
den zunehmenden Einsatz neuer Pigmente wurde die Autowelt farbiger
und effektvoller. Die neuen Perlglanzpigmente bewirken ihre stark vom
Betrachtungswinkel abhängigen Farbeffekte nicht durch chemische Chromophore
sondern durch physikalische Wechselwirkung mit dem auf die Oberfläche
einfallenden Licht.
Glimmerplättchen,
die mit dünnen transparenten Metalloxidschichten überzogen
sind, reflektieren das Licht sowohl an der Oxidschicht als auch an der
Glimmerschicht. Die Überlagerung der reflektierten Lichtstrahlen führt zu
winkelabhängigen farbigen Interferenzeffekten wie sie aus der Natur von Perlen,
Schmetterlingsflügeln und Pfauenfedern her bekannt sind. Ähnliche Effekte
werden mit Flüssigkristallpigmenten (LCPs) erreicht. Hier wird das Licht an
verschiedenen Ebenen der Helixstruktur vernetzter cholesterischer
Flüssigkristallpolymere reflektiert. Dadurch werden ebenfalls
Interferenzeffekte
erzeugt.
In der
Lackiertechnik wurde durch Optimierung der Spritzverfahren und den
weitgehenden Einsatz von Lackierrobotern der Lackauftragswirkungsgrad
insbesondere beim Basislack deutlich verbessert und die manuelle Lackierung im
Prozessablauf weitgehend eliminiert. In der Reparaturlackierung wurde der
Auftragswirkungsgrad durch den Einsatz von Niederdruckspritzpistolen ( HVLP –
High Volume Low Pressure ) um bis zu 15 Prozent erhöht.
Die
umweltverträglichen Lacktechnologien wurden auch in der
Reparaturlackierung übernommen. Wasserverdünnbare Basislacke sind seither im
Einsatz und ohne Alternative. Bei den Grundierungen und den Deck- und
Klarlacken wurden auch wasserverdünnbare Materialien verfügbar, eingesetzt
wurden vorwiegend noch festkörperreiche Produkte.
Die
Einführung der Interferenzfarbtöne hat auch an die Reparaturlackierung
neue Anforderungen gestellt. Die genaue Farbtonnachstellung bei der Reparatur
ist schwieriger geworden. Rechner gestützte Mischsysteme, farbmetrische
Bestimmung der Farbtöne mit Messgeräten und die daraus resultierende
automatische Auswahl der Mischformel unterstützen den Reparaturlackierer bei
der Nachstellung des exakten Farbtons.
Beginn des
21. Jahrhunderts
Die
Innovation bei der Autolackierung geht weiter. Verbesserung der
Umweltverträglichkeit und der Effizienz bei der Beschichtung, Hybridsysteme,
Nanotechnologie, Strahlenhärtung, vorbeschichtete Karosserieteile und neue
Funktionen der Autolackschicht sind nur einige der Themen, welche die
Lackforschung beherrschen und zu neuen Lösungen für die Autolackierung führen
werden.
Bei den
Hybridsystemen kommt man durch die Kombination anorganischer und
organischer Strukturen in einem Bindemittel zu Lacken mit verbesserten
mechanischen und chemischen Beständigkeiten.
Nanotechnologie
war immer schon ein Bestandteil der Lacktechnologie.
Pigmente und Füllstoffe als Nanopartikel haben wichtige Eigenschaften von
Lackschichten bestimmt. Die Möglichkeit, nanoskalige Partikel noch gezielter in
Lackformulierungen einzusetzen und durch Einbau in die Polymerstruktur der
Bindemittel zu stabilisieren, erlaubt die Verbesserung wichtiger
Lackeigenschaften wie Oberflächenhärte, Kratzfestigkeit und
Chemikalienbeständigkeit . Erste Produkte sind bereits im Einsatz.
Lackvernetzung
durch UV-Strahlung, insbesondere bei Klarlacken wird die
Prozesszeiten der Autolackierung deutlich verringern, den Energiebedarf für die
Aushärtung erheblich mindern und durch regelmäßige Vernetzungsstrukturen die
Oberflächeneigenschaften von Decklackschichten noch weiter verbessern. Im
Reparaturbereich sind UV-härtende Lacke und geeignete Strahlungsquellen zur
Härtung bereits im Einsatz.
Während
wir uns auf den Beginn der warmen Jahreszeit freuen, ist er für Fahrzeuglacke
eigentlich nur mit Gefahren verbunden. Vogel- und Bienenexkremente, Baumharz,
UV-Strahlung und Chitinreste setzen der Lackschicht schwer zu. Vor allem nach
Fahrten in der Abenddämmerung kleben Insekten an der gesamten Frontpartie des
Autos. Die Chitinreste entwickeln auf dem Lack eine aggressive Wirkung.
Motorwärme und Sonneneinstrahlung sorgen dafür, dass die Insekten vetrocknen.
Dabei werden Eiweiß, Chitin sowie andere Stoffe freigesetzt und können zu
Oberflächenstörungen in der Decklackschicht führen. Vogelkot enthält sehr
aggressive Säuren und ätzt sich mit der Zeit durch sämtliche Lackschichten.
Auch die Exkremente von Bienen und Blattläusen oder Baumharz sind in Verbindung
mit Feuchtigkeit und UV- Strahlung aggressive Lackkiller.
Wegen
der drohenden Lackschäden sollten Sie ihren Youngtimer regelmäßig nach
biologischen und organischen Verschmutzungen absuchen. Werden sie umgehend und
sachgemäß entfernt, sind Haltbarkeit und Glanz der Lackierung nicht gefährdet.
Zwar haben die Lackhersteller in den letzten Jahren neue und immer kratzfestere
Klarlacke entwickelt, bei denen Steinschlag, Rollsplitt und auch die Bürsten in
Autowaschanlagen deutlich weniger Spuren hinterlassen als in der Vergangenheit.
Gleichzeitig sind die modernen Lackprodukte unempfindlicher gegenüber UV-Licht
und dank des weitgehenden Verzichts auf Lösemittel bedeutend umweltverträglicher
als früher.
Wird ein
Lackschaden entdeckt, sollte unverzüglich der nächste Lackierbetrieb angefahren
werden. Hier kümmern sich Profis um die angegriffene Oberfläche. So bleibt die
Außenhaut des Fahrzeugs für lange Zeit geschützt und sichert neben dem
glänzenden Erscheinungsbild nicht zuletzt auch den Wert des Wagens, ein Aspekt,
der bei einem Youngtimer eine entscheidende Rolle spielt.
Kurz zur
Geschichte der Autolackierung
Ein
Schwerpunkt liegt dabei auf der Autoreparaturlackierung. Diese unterschied sich
in der Anfangszeit gar nicht von der Erstlackierung.
Erst
durch die Fließbandproduktion veränderten sich die Anforderungen an die
verschiedenen Lackierungen. Heute laufen Serien- und Reparaturlackierungen unter
vollkommen verschiedenen Bedingungen ab – und werden mit verschiedenen Lacktypen
durchgeführt.
Die
Lackindustrie schätzt, dass heute um die 25.000 verschiedene Farben für KfZ
existieren, etwa 5.000 davon sind „aktuell“. Ein gut ausgebildeter Fahrzeuglackierer
muss jeden einzelnen dieser Farbtöne bei einer Reparaturlackierung nachstellen
können – und dabei den Veränderungen der Lackierung durch Alterung etc. gerecht
werden.
Der
Anfang: Entwicklung von Lacken bis 1920
Wenn man
über die Lackierung der ersten Automobile spricht, darf man sich nicht vom
Aussehen der Fahrzeuge täuschen lassen, die heute in den Museen stehen – sie
sind häufig Nachbauten oder wurden restauriert. Die Lackierung entspricht in
diesen Fällen heutigen Ansprüchen und lackiertechnischen Möglichkeiten. Die
ersten Autos wurden stückweise per Hand gefertigt Als Lacke standen in dieser
Zeit grundsätzlich zwei Produkte zur Verfügung: Öllacke auf Leinölbasis oder –
wenn besondere Qualität gefordert war – Bernsteinlacke, die aus verflüssigten
Bernsteinharzen gewonnen wurden und sehr teuer waren.
Der
Lackierer stellte seine Farben noch selber her – zunächst manuell, dann mit
handbetriebenen Farbmühlen. Da die Lacke jedes Mal durch Vermischen der Pigmente
mit dem Bindemittel neu produziert wurden, blieb der Farbton oft ein Zufallsprodukt.
Der Käufer konnte sich aussuchen, ob sein Auto Blau, Schwarz, Grün, Marron,
Beige oder Rot sein sollte – eine genaue Nuancierung war aber nicht möglich.
die Farben hatten alle einen relativ erdigen Ton, denn es gab nur
Mineralfarben, die anorganische Pigmente enthielten.
Nach
einer bestimmten Zeit musste die Beschichtung erneuert werden, weil sich das
Holz infolge der Witterung verzog und daraufhin die Lackierung platzte, der es
aufgrund ihrer hohen Schichtdicke an Flexibilität mangelte. Bei einer Reparatur
musste der Erstanstrich zunächst abgebeizt werden (man konnte den Farbton ja
nicht nachstellen), und dann ging der Prozess der Lackierung von neuem los –
vier bis acht Wochen lang.
Außerdem
waren die Chemiker nun in der Lage, Weichmacher, einige Lösemittel und
synthetische Pigmente großtechnisch herzustellen. Die Lackindustrie stellte mit
diesen Grundstoffen matte Nitrolacke her, die mit Polierpaste und einem Leinentuch
auf Hochglanz gebracht wurden. Die Trocknungszeit dieser neuen Lacke konnte
durch Wärmezufuhr noch einmal verkürzt werden.
Nitrolacke
müssen mit Spritzpistolen aufgetragen werden, weil die enthaltenen Lösemittel
den darunter liegenden Anstrich wieder anlösen – sie können also nicht mit dem
Pinsel verarbeitet werden. Die Spritzpistole kam aus Amerika, sie war eine
Weiterentwicklung der dort gebräuchlichen Impfpistole. Alle Oberflächen mussten
gründlich entfettet und gereinigt werden, da Nitrolack besonders empfindlich
auf Fettrückstände reagieren und allgemein ziemlich schlecht haften.
Obwohl
sehr aufwendig, dauerte die Lackierung eines Autos mit Nitrozelluloselack
insgesamt nur 15 Stunden – ein großer Fortschritt im Vergleich zu den
Kutschenlacken. Zur Illustration seien hier die verschiedenen Arbeitsgänge
aufgezeigt:
-
Spritzen des Nitrozellulose-Haftgrunds, Trocknung
bei 60 – 70 C. -
Glättung der Fehlstellen mit
Nitrozellulose-Spachtel oder Ölspachtel. Dieser Spachtel wurde getrocknet und
geschliffen. -
Auftragen von mindestens drei Schichten
Nitrozellulosefüller, Abschleifen der ganzen Karosserie mit Wasser und
Schleifpapier (Manuell), Reinigung. Nach diesem Arbeitsgang war eine weitere
Trocknungs- bzw. Abdunstungsphase notwendig. -
Auftragen von mindestens drei
Nitrozellulose-Decklackschichten, nach dem Trocknen Nachschleifen des Decklacks
mit feinstem Schleifpapier. -
Ausnebeln der Karosserie mit einer sehr dünnen
Schicht verdünntem Nitrodecklack bzw. reiner Nitroverdünnung, um die
bereits getrockneten Decklackschichten wieder
anzulösen, Verfließen der Oberfläche. Polieren mit Schleifpaste und Polierwasser
– das Fahrzeug bekam einen einzigarteigen Glanz, der auch durch spätere,
moderne Lacke nicht wieder erreicht wurde.
Die
Farbtonauswahl war allerdings sehr begrenzt – der Kunde konnte bei den meisten
Fahrzeugherstellern nur Rot, Blau oder Grün wählen und das Endergebnis war
nicht wie heute garantiert und normiert.
Nitrolacke
sind nicht witterungsbeständig. Durch den ständigen Abbau des Bindemittels wird
die Lackierung schnell stumpf. Deshalb mussten die Fahrzeuge sehr oft
nachpoliert werden – mit dem Ergebnis, dass die Decklackschicht nicht lange
hielt. Wenn dann die Lackierung erneuert werden sollte, stand der Autolackierer
vor einer harten Aufgabe: Er musste aus seinem Vorrat von Grundfarben den
richtigen Ton zusammenmischen.
1930 bis
1949
In der
Weimarer Republik expandierte der deutsche Automobilbau nicht in gleichem Maße
wie in anderen Ländern. Dies hatte mehrere Gründe: Zum einen wurde das Auto
immer noch als Luxusgegenstand betrachtet, zum anderen war auch die
Kapitalausstattung der Hersteller gering – und damit ihre Produktionskapazitäten.
Schließlich fehlte die Infrastruktur, es gab nur wenige Straßen, die einen
stärkeren Autoverkehr zuließen oder befestigte Oberflächen aufwiesen.
Nach der
Machtergreifung der Nationalsozialisten wurde die Kraftfahrzeugindustrie als
kriegswichtig eingestuft und die Branche unter den „besonderen Schutz des
Staates“ gestellt. Wie sich später herausstellte, bildeten die steuerlichen
Erleichterungen für Autofahrer, das Gesetz zur Errichtung eines Unternehmens
„Reichsautobahnen“ vom Juni 1933, der nachfolgende Autobahnbau und die
Förderung der Automobilindustrie wichtige Voraussetzungen für die Vorbereitung
des Krieges. Der Autobestand stieg 1939 auf 1.462.743 Fahrzeuge an. Jedermann
sollte sich ein Auto leisten können, daher wurde 1934 Ferdinand Porsche mit der
Konstruktion eines „Volksautos“ beauftragt. Bis zur Serienreife dauerte es drei
Jahre – das Fahrzeug zeichnete sich dann durch Einfachheit, Zuverlässigkeit und
Sparsamkeit aus. Nur bis 1938 war der „Volkswagen“ allerdings für das Volk
erhältlich, danach wurde nur noch für den Bedarf der Wehrmacht produziert.
Die
größeren Wagen veränderten ihre Gestalt: Die Aerodynamik spielte nun bei der
Konstruktion eine Rolle, ein Trend zur Stromlinie setzte ein. Bevorzugte
Bauformen waren Coupé und Cabriolet.
Mit der
Weiterentwicklung der Karosserien veränderte sich auch die Lackiertechnik. 1927
war in den Vereinigten Staaten ein neues Bindemittel entwickelt worden, das
Alkyharz. Nachdem die Modifizierung dieses Harzes mit Fettsäuren gelang, konnte
es als Lackharz verwendet werden. Alkydharzlacke vertragen sich mit
Nitrozellulose und konnten daher als elastifizierende Komponente in Nitrozelluloselacken
dienen – diese Mixtur war später unter dem Namen Nitrokombilack gebräuchlich.
In den 30er Jahren entwickelte man außerdem Melamin- und Harnstofflacke, die
nicht mehr so stark vergilbten und die – mit Alkydharzen gemischt – die
Produktion hellerer Farbtöne ermöglichte.
Ab 1935
setzte sich die Lackierung mit diesen modifizierten Alkydharzlacken durch, denn
sie bildeten eine härtere Oberfläche aus als Nitrozelluloselacke und mussten
zudem nicht mehr poliert werden. Außerdem wurde nur noch die Hälfte des
Materials gegenüber den vorher üblichen Lacken benötigt.
Die
Lackierung erfolgte in folgenden Schritten:
-
Grundieren mit Alkydharzprimer
(Hochdruckspritzen) Überziehen mit Spritzspachtel -
Lackieren mit pigmentiertem Alkyharzlack
(Trocknung mit heißer Luft bei 120 – 130 C) - Zwischenschleifen
-
Zweimaliges Beschichten mit Decklack (entspricht
dem heutigen Klarlack)
Die
Lackierung einer Neukarosse dauerte mit dem neuen Material und der veränderten
Technologie nur noch knapp vier Stunden. Vorraussetzung war allerdings, dass
tiefgezogene Bleche benutzt wurden, bei denen die früher notwendigen Spachtelarbeiten
wegfielen.
Bis nach
dem 2. Weltkrieg hatten sich die Alkyharzlacke in Europa fast vollständig
durchgesetzt. Nur noch vereinzelt verwendete man Nitrozelluloselacke, besonders
bei Luxusautomobilen, die bis in die 60er Jahre auf diese Weise beschichtet
wurden.
Auch die
Farbgebung änderte sich: Auf dem Pariser Autosalon 1946 waren zum ersten mal
farbenfrohe Fahrzeuglackierungen zu sehen, die nun aufgrund der neuen organischen
Pigmente angeboten werden konnten.
Die
Alkydharzlacke sind chemisch so flexibel und qualitativ hochwertig, dass sie
für die Autolackierung bis in die heutige Zeit eine maßgebliche Rolle spielen.
Sie bestimmten bald nach ihrem Aufkommen auch den Lackmarkt im Reparaturbereich.
50er und
60er Jahre
Nach dem
Krieg arbeitete die Automobilindustrie mit zunächst unveränderten Strukturen
weiter. Auch die Produktpalette hatte sich nicht weiterentwickelt. In den 50er
Jahren begann dann aber der rasante Aufstieg dieses Industriezweiges an die
vierte Stelle – hinter der chemischen Industrie, der Elektroindustrie und dem
Maschinenbau – der Produktionsbranchen in Deutschland.
Hauptprodukte
während der Aufbauphase waren Klein- und Kleinstwagen, die jedem erlaubten, von
Moped oder Motorrad auf ein Automobil umzusteigen. Die meisten dieser neuen
Modelle waren allerdings nicht über längere Zeit erfolgreich. Das Rennen machte
schließlich der Volkswagen mit seiner fortschrittlichen Technik,
Zuverlässigkeit und konsequenter Modellpflege.
In den
50er und 60er Jahren verbesserte die deutsche Automobilindustrie den Fahrkomfort
und die Technologie ständig, Autos „Made in Germany“ wurden zu einem weltweit
anerkannten Markenzeichen. Zum gehobenen Qualitätsstandard gehörte auch die
Lackierung. Endgültig setzte sich in der Serienfertigung die Alkyd-Melaminharz-Einbrennlackierung
durch, die sich mit modernster Lackiertechnologie am Band durchführen ließ.
Grundierung und Füller werden meistens im Hochdruckspritzverfahren aufgebracht,
einzelne Hersteller tauchten die Rohkarossen bereits Ende der 50er Jahre. Diese
Art der Grundierung bereitete jedoch durch Tropfen- und Läuferbildung zunächst
noch Probleme. Durch eine geänderte Tauchgeschwindigkeit, das Überwachen der
Temperatur sowie dickflüssigeres Material gelang es mit der zeit jedoch, diese
Probleme in den Griff zu bekommen. Schon bald fand man außerdem heraus, dass
die Tropfenbildung elektrostatisch zu verhindern ist. Erste Versuche mit der Elektrotauchlackierung
wurden schon 1959 angestellt. Als Decklack wurden Einbrennlacke eingesetzt, die
bei einer Temperatur von 180 C aushärteten, es gab allerdings auch Lacke, die
schon bei 80 C trockneten.
Im
Fahrzeugreparaturbereich wurde zunächst mit Nitrokombilacken gearbeitet, weil
diese sich problemlos mit den Einbrennlacken der Serienlackierung vertrugen.
Bis in die späten 60er Jahre verwendeten Fahrzeuglackierer, die keine Lackier-
und Trockenkabinen hatten, diese Produkte.
Eine
Alternative dazu bildete der 80-Grad-Lack für den Reparaturbereich, der sich
besonders für die in den 50ern populären Mehrfachlackierungen eignete, weil er
schnell trocknete und daher binnen kürzester Zeit überspritzt werden konnte.
Nah und
nach eroberte aber auch in der Reparaturszene der Alkyd-Melaminharzlack den
Markt.
Der
Lackaufbau in dieser Zeit war – bei Serien- und Reparaturlackierung - vierschichtig.
Die Serienlackierung sah folgendermaßen aus:
-
Grundierung (zumeist im Tauchverfahren
aufgebracht) - Zwischenschicht, der sogenannte Spritzgrund
- Vorlack (gespritzt)
- Decklack (gespritzt)
Hinzu
kamen – abhängig vom Hersteller – Unterbodenschutz oder Steinschlagschutz. Alle
vier o.g. Schichten bestanden in der Regel aus Alkyd-Melaminharzlacken.
Dagegen
bestanden die einzelnen Schichten einer Reparaturlackierung zumindest teilweise
aus anderen Inhaltstoffen:
- Nitrohaftgrund
- Nitrokombispachtel oder Kunstharzschnellspachtel
-
Füller auf Nitrokombibasis oder auf Basis ölmodifizierter
Alkydharze -
Decklackierung aus Nitrokombilacken oder
Alkydharzlacken (Trocknung bei Raumtemperatur)
Die zur
Verarbeitung der neuen Lacke notwendigen Spritzkabinen mit gefilterter,
temperierter, vertikal zugeführter Zuluft fanden rasche Verbreitung.
Auch im
Bereich der Farbe kam Bewegung auf: In der 60er Jahren lösten helle,
freundliche und kräftige Töne die gedeckten Farben der 50er Jahre ab. Die
ersten Alkyd-Einschicht-Metallics kamen um 1955 auf den Markt, sie waren allerdings
noch schwer nachzulackieren und nicht sehr wetterbeständig.
Ab 1963
stand der Lackindustrie mit Polyester ein neuer Grundstoff zur Verfügung.
Polyester wurde besonders als Basis für Spachtel unentbehrlich, Nitro- und
Kunstharzspachtel verloren an Bedeutung. Spachteldosiergeräte machten das
Ausmischen mit Härterpasten sicherer – dadurch wurde gleichzeitig das
Durchbluten des Decklacks verhindert.
Auch im
Decklackbereich veränderten sich die Inhaltsstoffe. Alkydharzlacke wurden nun
mit Isocyanaten versetzt, die die Trocknung schon bei Raumtemperatur gegenüber
den Alkyd-Melaminharzlacken beschleunigen. Bei forcierter Trocknung in einer
kombinierten Lackier- und Trockenkabine konnte der Lackierer mit dem neuen
Lacksystem so viel Zeit einsparen, dass der Kauf der Kabinen von nun an zur
wirtschaftlichen Notwendigkeit wurde.
Ende der
60er Jahre kündigte sich eine weitere grundlegende Veränderung im Grundstoffbereich
an: 2-Komponenten (2K)-Epoxid-Grundmaterialien finden als Primer, Grundierung
und Füller zunächst im Nutzfahrzeugsektor, später auch bei der PKW-Reparatur
zunehmenden Einsatz.
70er
Jahre
Der
Autokäufer konnte nun zwischen immer mehr Farben wählen, gleichzeitig versuchten
die Hersteller, den Korrosionsschutz der Fahrzeuge zu verbessern. Besonders
rostgefährdet sind die Hohlräume der Karosserie, die bei einem normalen
Spritzvorgang nicht zu erreichen sind. Abhilfe schaffte die Elektrotauchlackierung.
Bei dieser Beschichtungsmethode wird die ganze Karosserie durch ein leitfähiges
Tauchbad gezogen, das mit einer Beschichtung auf Wasserbasislack gefüllt ist.
Durch das Anlegen von Gleichstrom setzt sich die Beschichtung auf der
Karosserie ab, erreicht alle Hohlräume und sorgt so für einen lückenlosen und
dauerhaften Korrosionsschutz.
Eine
Serienlackierung bestand aus folgenden Arbeitsschritten:
1.
Entfetten der Rohkarosserie, Phosphatieren, Spülen
2.
Aufbringen der Grundierung im Elektrotauchbad, Spülen, Trocknen
3.
Abdichtung der Karosserie, Aufbringung des Unterbodenschutzes, Trocknen
4.
Auftragen des Füllers (von Hand oder elektrostatisch)
5.
Schleifen, Reinigen, Trocknen
6.
Auftragen des Decklacks
Der
Lackaufbau bestand also aus Zinkphosphatierung, Grundierung, Füller und Decklack.
Dagegen
setzte sich im Reparaturbereich zunächst ein dreischichtiger Aufbau – bestehend
aus einer phosphorsäuerehaltigen Grundierung, einem Füller und dem Decklack –
durch. Um die ständig wachsende Zahl von Farbtönen im Reparaturfall nachstellen
zu können, entwickelte die Lackindustrie sogenannte „Farbtonmischsysteme“.
Jeder Fahrzeuglackierer kann seitdem den gewünschten Farbton in der
erforderlichen Menge selbst ausmischen. Der ausgemischte und
spritzfertige Lack war allerdings nur begrenzt haltbar.
Auf
diese Weise wurde der Lackierer zwangsläufig auf die folgende
2K-Acryl-Polyurethan-Technologie (Acryl-Stammlack + Polisocyanathärter)
vorbereitet, die zwischen 1972 und 1975 die Alkyharzlacke fast völlig vom Markt
verdrängte. Diese 2K-Systeme für die Decklackschicht zeichneten sich durch eine
wesentlich höhere chemische und physikalische Beständigkeit aus. Die Lacke trockneten
schneller und erlaubten, Läufer und Staubeinschlüsse herauszupolieren. Im Falle
der „beschleunigten Trocknung“ in einer heizbaren Trockenkabine konnte die
Temperatur auf 60 C gesenkt werden.
Ab
Anfang der 70er Jahre entwickelten Lackhersteller außerdem einen Grundfüller,
der vor Rost schützte und so das Aufbringen einer speziellen Korrosionsschutzfarbe
überflüssig machte.
Daraus
ergab sich für die Reparaturlackierung ein zweischichtiger Aufbau, bestehend
aus Grundierfüller und Decklack. Mit diesem Zweischichtensystem konnten Farb-
und/oder Effektunterschiede durch die „Beilackiertechnik“ optisch angeglichen
werden. Die 2K-Acryl-Technologie wurde auch die Basis vieler Grundmaterialien.
Im
Bereich der Arbeitsgeräte verbreitete sich die Hochleistungsspritzpistole. Der
Metalliclack trat seien Siegeszug an. Metallics wurden meist zweischichtig
aufgetragen – ein farbiger, Aluminiumteilchen enthaltener Basislack wird mit
einer Klarlackschicht überzogen. Auf diese Weise erhöhten sich Glanz und
Beständigkeit der Lackierung.
80er
Jahre
Immer
noch war das Lackieren eine der aufwendigsten Arbeitsphasen in der Automobilproduktion.
Modelle mit einer hohen Stückzahl wurden im Durchlaufverfahren, kleinere Serien
dagegen im Taktverfahren beschichtet.
Die
einzelnen Schritte einer Serienlackierung sahen aus wie folgt:
-
Vorbehandlung und Reinigung: Entfetten,
zinkphosphatieren und spülen - Grundierung im Elektrotauchbad
- Einbrennen der Grundierung
-
PVC-Beschichtung für die Unterbodengruppe und die
Radhäuser durch automatisch gesteuerte Roboter; Abdichten der Bördelkanten
und Flansche mit PVC; Unterbinden eines möglichen Rostansatzes im Bereich
der Türen, der Motorhaube und des Kofferraumdeckels -
Aufbringen des Grundierfüllers mit einer
elektrostatischen Rotationszerstäubungsanlage. Dabei werden die
Farbpartikel negativ geladen, damit sie zur Karosse, die als Gegenelektrode
geschaltet ist, wandern. Vorteil dieses Verfahrens ist ein Auftragswirkungsgrad
von ca. 90 Prozent, der Lackverbrauch ist also erheblich geringer als beim
konventionellen Hochdruckspritzverfahren, bei dem 50 Prozent des Lacks als
Overspray verloren gehen. - Schleifen des Grundierfüllers
-
Auftragen der Decklackierung in einer automatischen
elektrostatischen Beschichtungsanlage (innenliegende Teile wie Motor- und
Kofferraum, Haubendeckel und Türen werden vorab von Lackierern im
Hochdruckspritzverfahren beschichtet) - Einbrennen der Decklacke
Für den
wachsenden Anteil an Kunststoffteilen am Auto wurden spezielle Kunststofflacke
entwickelt. Mangelndes Deckvermögen bestimmter Pigmente und neue Effekte
erforderten in manchen Fällen sogar Dreischichtdecklackierungen. Ein solcher
Aufbau – bestehend aus farbigem Füller, Basislack und (eingefärbtem) Klarlack –
gestaltete auch den Reparaturprozess aufwendiger. Das zunehmende
Umweltbewusstsein der Lackhersteller führte zu einer umfassenden
Rezeptüberarbeitung sowohl im Serien- als auch im Reparaturlackbereich. Als
schädlich erkannte Lackinhaltsstoffe wurden weitgehend substituiert. Hauptziel
war der Verzicht auf gesundheitsschädliche Pigmente und Reduktion der
organischen Lösemittel im Lack.
Dies
wurde auf verschiedene Art und Weise erreicht:
• Die
2K-Acryl-Lacke wurden zu lösemittelärmeren Medium-Solids weiterentwickelt. Dies
sind Lacke mit einem verringerten Gehalt an organischen Lösemitteln und einem
erhöhten Festkörpergehalt.
• Die
ersten Wasserlacke kamen auf den Markt. Bei ihnen ersetzte man die organischen
Lösemittel größtenteils durch Wasser. Wasserlacke setzten sich zunächst vor
allem in der Serienlackierung durch.
90er
Jahre
Schwerpunkt
in Entwicklung und Anwendung war die weitere Reduzierung der Lösemittelmengen
bei der Autolackierung. Es ist gelungen für alle Schichten des Lackaufbaus in
der Serienlackierung wasserverdünnbare Produkte zu entwickeln und in der Praxis
einzusetzen. Aber auch andere lösemittelarme oder lösemittelfreie Technologien
wie Pulverlacke und High-Solids (HS) wurden zunehmend verwendet.
Bei den
Füllern konkurrierten wasserverdünnbare Produkte mit lösemittelarmen Qualitäten
und Pulverlacken.
Die
Basislacke wurden fast vollständig auf wasserverdünnbare Qualitäten umgestellt.
Damit wurde bei der Schicht mit dem höchsten Lösemittelanteil eine erhebliche
Reduzierung erreicht. Wasserverdünnbare Basislacke machten auch die Umstellung
auf das Zweischichtsystem Basislack-Klarlack bei den Unifarbtönen möglich.
Vereinfachungen im Lackierablauf und vor allem Qualitätsverbesserungen in bezug
auf den optischen Effekt und die Beständigkeit von Uni-Farbtönen konnten so
umweltverträglich erreicht werden.
Wasserklarlacke
wurden serienmäßig verarbeitet, aber auch Pulverklarlacke und Pulverlack
Slurries wurden als lösemittelfreie Klarlack Technologien eingeführt und haben
sich neben den 2K – HS - Klarlacken bewährt.
Autoserienlackierungen
die in allen Schichten von der Elektrotauchlackierung bis zum Klarlack aus
wasserverdünnbaren Materialien bestehen, wurden möglich und sind im Einsatz.
Durch
den zunehmenden Einsatz neuer Pigmente wurde die Autowelt farbiger und
effektvoller. Die neuen Perlglanzpigmente bewirken ihre stark vom Betrachtungswinkel
abhängigen Farbeffekte nicht durch chemische Chromophore sondern durch
physikalische Wechselwirkung mit dem auf die Oberfläche einfallenden Licht.
Glimmerplättchen,
die mit dünnen transparenten Metalloxidschichten überzogen sind, reflektieren
das Licht sowohl an der Oxidschicht als auch an der Glimmerschicht. Die
Überlagerung der reflektierten Lichtstrahlen führt zu winkelabhängigen farbigen
Interferenzeffekten wie sie aus der Natur von Perlen, Schmetterlingsflügeln und
Pfauenfedern her bekannt sind. Ähnliche Effekte werden mit
Flüssigkristallpigmenten (LCPs) erreicht. Hier wird das Licht an verschiedenen
Ebenen der Helixstruktur vernetzter cholesterischer Flüssigkristallpolymere
reflektiert. Dadurch werden ebenfalls Interferenzeffekte erzeugt.
In der
Lackiertechnik wurde durch Optimierung der Spritzverfahren und den weitgehenden
Einsatz von Lackierrobotern der Lackauftragswirkungsgrad insbesondere beim
Basislack deutlich verbessert und die manuelle Lackierung im Prozessablauf
weitgehend eliminiert. In der Reparaturlackierung wurde der Auftragswirkungsgrad
durch den Einsatz von Niederdruckspritzpistolen ( HVLP – High Volume Low
Pressure ) um bis zu 15 Prozent erhöht.
Die
umweltverträglichen Lacktechnologien wurden auch in der Reparaturlackierung
übernommen. Wasserverdünnbare Basislacke sind seither im Einsatz und ohne
Alternative. Bei den Grundierungen und den Deck- und Klarlacken wurden auch
wasserverdünnbare Materialien verfügbar, eingesetzt wurden vorwiegend noch
festkörperreiche Produkte.
Die
Einführung der Interferenzfarbtöne hat auch an die Reparaturlackierung neue
Anforderungen gestellt. Die genaue Farbtonnachstellung bei der Reparatur ist
schwieriger geworden. Rechner gestützte Mischsysteme, farbmetrische Bestimmung
der Farbtöne mit Messgeräten und die daraus resultierende automatische Auswahl
der Mischformel unterstützen den Reparaturlackierer bei der Nachstellung des
exakten Farbtons.
Beginn des
21. Jahrhunderts
Die
Innovation bei der Autolackierung geht weiter. Verbesserung der Umweltverträglichkeit
und der Effizienz bei der Beschichtung, Hybridsysteme, Nanotechnologie,
Strahlenhärtung, vorbeschichtete Karosserieteile und neue Funktionen der
Autolackschicht sind nur einige der Themen, welche die Lackforschung
beherrschen und zu neuen Lösungen für die Autolackierung führen werden.
Bei den
Hybridsystemen kommt man durch die Kombination anorganischer und organischer
Strukturen in einem Bindemittel zu Lacken mit verbesserten mechanischen und
chemischen Beständigkeiten.
Nanotechnologie
war immer schon ein Bestandteil der Lacktechnologie. Pigmente und Füllstoffe
als Nanopartikel haben wichtige Eigenschaften von Lackschichten bestimmt. Die
Möglichkeit, nanoskalige Partikel noch gezielter in Lackformulierungen
einzusetzen und durch Einbau in die Polymerstruktur der Bindemittel zu
stabilisieren, erlaubt die Verbesserung wichtiger Lackeigenschaften wie
Oberflächenhärte, Kratzfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit . Erste Produkte
sind bereits im Einsatz.
Lackvernetzung
durch UV-Strahlung, insbesondere bei Klarlacken wird die Prozesszeiten der
Autolackierung deutlich verringern, den Energiebedarf für die Aushärtung
erheblich mindern und durch regelmäßige Vernetzungsstrukturen die Oberflächeneigenschaften
von Decklackschichten noch weiter verbessern. Im Reparaturbereich sind
UV-härtende Lacke und geeignete Strahlungsquellen zur Härtung bereits im
Einsatz.