European Coatings Show 2019

••• 7 ••• Innovationen Metal-phosphates particles improve corrosion protection Large quantities of steel are used in architecture, bridge construction and ship-building. Structures of this type are intended to be long-lasting. Even in the course of many years, they should not lose any of their qualities regarding strength and safety. For this reason, the steel plates and girders used must have extensive and durable protection against corrosion. In particular, the steel is attacked by oxygen in the air, water vapour and salts. To prevent the corrosive sub- stances from penetrating into the material, a com- mon method is to create an anti-corrosion coating by applying paint layers of zinc-phosphate particles. Now, research scientists at INM (Leibniz Institute for New Materials) developed a special type of flake-type-shaped metal-phosphate particles: They show improved passivation ability and improved dif- fusion barrier against corrosive substances. Besides zinc phosphate also newly developed manganese phosphate flakes are available. In series of tests, the scientists were able to validate the effectiveness of the new particles. They performed standardized accelerated corrosion tests on steel plates coated with epoxy resins containing metal phosphate par- ticles. The tests revealed that coatings containing phosphate flakes behave about ten times better than coatings containing spherical phosphate par- ticles. Holzschutz gegen Bakterien und Schimmel Forscherteam entwickelt witterungsbeständige Plasmabeschichtungen für den Außenbereich I n einem internationalen For- schungsprojekt haben Wissen- schaftler des Forschungsinstituts INNOVENT e. V. Technologieent- wicklung aus Jena, des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) und der Universität für Ar- chitektur und Bauwesen Tomsk (Russland) mit Industriepartnern den Einfluss von atmosphärischen Plasmen auf die Oberflächenei- genschaften von Holz und Holz- werkstoffen für bestimmte An- wendungsfelder untersucht. Im Forschungsprojekt wurden at- mosphärische Plasmaquellen zur Herstellung dünner funktioneller siliziumoxidbasierter Beschichtun- gen auf Holz und holzbasierten Werkstoffen eingesetzt. Diese Beschichtungen sind nur weni- ge Nanometer dünn. Mit den Si- liziumoxidbeschichtungen ist es möglich, die Benetzungseigen- schaften der Holzoberflächen zu beeinflussen: von stark wasser- anziehend bis stark wasserabwei- send, je nach gewünschter Appli- kation ist im Prinzip alles möglich. Den Wissenschaftlern gelang es zudem, spezielle Wirkstoffe in die Beschichtungen einzubetten, um gezielt neue Oberflächeneigen- schaften zu generieren, die durch eine reine Siliziumoxidbeschich- tung allein nicht erreicht werden. Bessere Haftung für Lackierungen Es ist schon länger bekannt, dass Plasmaaktivierungen von Kunst- stoffen und damit auch von kunst- stoffbasierten WPC-Materialien die Haftfestigkeit für nachfolgen- de Verklebungen, Bedruckungen oder Lackierungen verbessern können. In den Untersuchungen, die im Projekt durchgeführt wur- den, konnte zudem gezeigt wer- den, dass nach einer Plasmabe- schichtung auf Holz die Haftung nachfolgend aufgetragener Lacke oder Lasuren ebenfalls gesteigert wird. Insbesondere die Lackhaf- tung bei Feuchte wurde davon po- sitiv beeinflusst. Zugleich wurde gezeigt, dass bei künstlichen und natürlichen Bewitterungstests der Glanzgrad und die Farbabwei- chung durch die dünne Plasmabe- schichtung nicht negativ beein- flusst wurden. Gleichzeitig war die Lackhaftung nach der Bewitte- rung jedoch signifikant höher als bei konventionell beschichteten Vergleichsproben. Anwendungs- potenzial sehen die Forscher vor allem in Außenanwendungen von Holzmaterialien, in der Furnierver- arbeitung und dem Fensterbau. Die Forscher konnten zudem zei- gen, dass durch die gezielte Integ- ration von Wirkstoffen in Plasma- schichten signifikant bakterizide sowie partiell fungizide Oberflä- cheneigenschaften realisiert wer- den können. Anwendungsfelder sehen die Wissenschaftler insbe- sondere für Holzprodukte wie Handläufe oder andere spezielle Möbelprodukte, die in öffentli- chen Bereichen mit hohem Publi- kumsverkehr eingesetzt werden. Antimikrobielle Beschichtungen Interessant sind die witterungs- stabilen Beschichtungen aber auch für den Außenbereich, zum Beispiel für Paneelprodukte aus Holz oder WPC sowie für den Fensterbau. Mit dieser speziellen Schichtentwicklung werden zu- dem Endverbraucher adressiert – man denke an modische Brillen- gestelle oder einzigartige Arm- banduhren aus Holz. Neben den wirtschaftlichen Aspekten einer Verwertung eröffnet sich außer- dem noch ein ganz anderes, neu- es Betätigungsfeld, nämlich der Bereich der Konservierung und Erhaltung von Kulturgütern. Agar-Platte mit Escherichia coli DSM 1576 und unbeschichtetem Holzfurnier (links), Agar- Platte mit Escherichia coli und silberhaltiger Beschichtung auf Holz (rechts) Foto: INNOVENT e.V. Researchers develop new technology Coating free-form surfaces on large optical components Scientists at Fraunhofer FEP have developed new processes and coating technologies for complex surfaces of large optical compo- nents. Specifically, this involves fabrication of lateral gradient layer systems. The objective of this research is to manufacture optical layer systems adapted to applications characterised by var- iable angles of incidence: wave- guides in holography, head-up displays, laser illumination, and laser processing systems. One fo- cus has also been adapting the coating technology to larger sur- faces. The results make it feasible to better adapt to specific customer requirements by locally adjust- ing the optical function of optical multilayer systems. This applies in particular to coatings on large substrates or 3-D substrates, where the incident angle of the light locally varies. Dr. Daniel Glöß, head of depart- ment Dynamic Coating, explains: “The requirements for process control are very high. We basically have to adjust the coating thick- ness locally, which can be done ei- ther by accelerating the substrate movement during deposition or by varying the coating rate as a function of the substrate loca- tion. In both cases, we need very precise substrate movement.” Further development work is planned on the simulation in or- der to achieve the appropriate coating processes for the corre- sponding coating thickness pro- files. In addition, the scientists are also looking to the future and in- tend to coat 3-D substrates, such as larger mirrors and lenses, in ad- dition to the planar coatings. Saddle-shaped layer with specified profile on glass substrate (450 x 450 mm) Photo: Fraunhofer FEP