Lackierer und Autolacke

Spritzapplikation: Axalta erforscht das Lackverhalten

Eric Houze, Research Fellow bei Axalta Coating Systems und Bavand Keshavarz, Promotionsstudent (Ph.D.) am «Massachusetts Institute of Technology» (MIT), haben die Ergebnisse ihres gemeinsamen Forschungsprojekts vorgestellt. Dieses Projekt thematisierte die Wechselbeziehung zwischen neuen rheologischen Messtechniken und Spritzapplikationen. Die beiden Präsentationen wurden im Rahmen der 86. Jahrestagung der «Society of Rheology» in Philadelphia gehalten. Im Publikum waren Rheologie-Experten aus der ganzen Welt vertreten, welche die «Verformung» und das Fliessverhalten unterschiedlicher Materialien einschliesslich Lacke erforschen.

Das Axalta/MIT-Team hat eine neue Technik entwickelt, um das Verhalten komplexer Flüssigkeiten während der Spritzapplikation zu analysieren und zu quantifizieren. Bei der Spritzapplikation können die Partikelgrössen und -verteilungen die bestimmenden Faktoren für Qualität und Optik der finalen Lackierung sein. Die neue Technik soll die Verspritzbarkeit bei der Applikation verbessern, wodurch wiederum Oberflächenqualität und Optik optimiert werden sollen.

«Früher haben Forscher eine hohe Scherviskosität (high shear viscosity, HSV) oder ein Dehnrheometer (Capillary Breakup Extensional Rheometer, CBER) eingesetzt, um die kapillare Verjüngung und die Dynamik bei der Fadenbildung von Lacken zu beurteilen. Dies steht im Zusammenhang mit dem Tröpfchenbildungsprozess während der Spritzapplikation, was jedoch auch in Zusammenhang mit der relativ kurzen Relaxationszeit bei handelsüblichen Lacken stehen kann», erläutert Eric Houze. Gemeinsam mit seinen Axalta-Kollegen Mike Koerner und John Moore sowie dem MIT-Team hat Houze einen Strahl-basierten Rheologie-Ansatz entwickelt, mit dem das Verhalten einer Probe bei sehr hohen Verformungsgeschwindigkeiten analysiert wurde. Damit kann die Relaxionszeit von Wasserlacken bis auf etwa 60 Mikrosekunden bestimmt werden. Diese Technik ist als Rayleigh-Ohnesorge Jetting Rheologie (ROJER) bekannt.

«Die durch Druckluft unterstützte Zerstäubung beim Versprühen komplexer Flüssigkeiten ist in vielen industriellen Anwendungen ein Schlüsselprozess. Trotzdem sind die Auswirkungen, die einige rheologische Eigenschaften auf diesen Prozess haben, noch kaum bekannt», ergänzt Gareth McKinley, Professor of Teaching Innovation und Associate Head for Research an der MIT School of Engineering. «Mit Hilfe der neuen Technologien, die wir gemeinsam mit Axalta entwickelt haben, können wir das rheologische Verhalten eines Materials für dessen industrielle Anwendung nutzbar machen. Die Sprühbarkeit von Lacken ist ein Beispiel für diese Entwicklung.»