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Kontrollierte Rakelaufzüge und die Bedeutung der Schichtdicke

Auftragsversuche nutzen, um das Beschichtungsverhalten von unkontrollierten Unterschieden bei Schichtdicke und Vorbereitung zu trennen.

PHOENiX Sample · 4 Min. Lesezeit · Zuletzt aktualisiert am

Ein Rakelaufzug ist wertvoll, weil er den Vergleich von Beschichtungen kontrollierbarer macht. Schwankt der Auftrag unvorhersehbar, kann das Ergebnis Unterschiede der Schichtdicke oder Oberflächenvorbereitung widerspiegeln statt der untersuchten Rezeptur. Eine konsistente Versuchsmethode ermöglicht dem Labor, eine enger gefasste und damit nützlichere Frage zu beantworten.

Dabei darf nicht angenommen werden, dass eine einzige Rakel- oder Applikatoreinstellung in jeder Situation denselben fertigen Film erzeugt. Ziel ist ein zur Beschichtung und zum Substrat passender, definierter und überprüfter Herstellungsprozess.

Illustration eines kontrollierten Rakelaufzugs zur Beurteilung von Beschichtung und Schichtdicke

KI-generierte Konzeptillustration: Illustration eines kontrollierten Rakelaufzugs zur Beurteilung von Beschichtung und Schichtdicke.

Einstellung und Ergebnis unterscheiden

Ein Rakelspalt oder eine nominelle Einstellung beschreibt einen Teil des Auftragsverfahrens. Er ist nicht automatisch mit der gemessenen Trockenschichtdicke gleichzusetzen. Beschichtungsverhalten, Festkörpergehalt, Substrat und Auftragsbedingungen können den entstehenden Film beeinflussen.

Die Hinweise von BYK zur Schichtdicke nennen deren Bedeutung für Deckvermögen, Erscheinungsbild und Beschichtungseigenschaften. Für die Entwicklung von Farbmustern bedeutet dies, einen Farbtonvergleich zusammen mit dem Auftragsprotokoll zu interpretieren. Eine durch die Schichtdicke verursachte Abweichung sollte nicht sofort als Problem der Farbmittel eingestuft werden. [1]

Eine nützliche Näherung für die Planung lautet: Trockenschichtdicke ≈ Nassschichtdicke × Volumenfestkörpergehalt als Dezimalzahl. Ein gemessener Nassfilm von 100 μm bei 40 % Volumenfestkörpergehalt lässt beispielsweise unter den vereinfachenden Annahmen der Rechnung etwa 40 μm Trockenschichtdicke erwarten. Verwenden Sie den Festkörpergehalt des tatsächlich aufgetragenen Materials einschließlich einer zulässigen Verdünnung. Der Rakelspalt ersetzt keine gemessene Nassschichtdicke, und die Näherung ersetzt nicht die Überprüfung auf dem tatsächlichen Substrat. [2]

Die Vorbereitung kontrollieren

Bereiten Sie das Beschichtungsmaterial nach seinen technischen Anforderungen vor und verwenden Sie einen sauberen, geeigneten Applikator sowie einen passenden Träger. Dokumentieren Sie die relevanten Prozessbedingungen und kennzeichnen Sie den Versuch. Halten Sie das Auftragsverfahren beim Referenzvergleich und beim Prüfkandidaten gleich, soweit die Prüfung dies erfordert.

Nehmen Sie keine undokumentierte Anpassung vor, nur damit ein einzelner Versuch gleichmäßiger aussieht. Wird eine Änderung benötigt, behandeln Sie sie als neue Bedingung und halten Sie das frühere Ergebnis identifizierbar. Andernfalls lässt sich die Versuchshistorie schwer interpretieren, und erfolgreiche Ergebnisse sind möglicherweise nicht reproduzierbar.

Zur Probe passende Messverfahren auswählen

Wenn die Schichtdicke Teil der Annahmeprüfung ist, wählen Sie ein für Substrat und Beschichtung geeignetes Verfahren. Unterschiedliche Messtechniken haben unterschiedliche Voraussetzungen und Grenzen. Ein Gerät für Beschichtungen auf Metall darf nicht ohne Weiteres als ebenso geeignet für beschichtetes Papier angesehen werden.

Prüfen Sie den gesamten Rakelaufzug und nicht nur die ausgewählte Messfläche. Randeffekte, Streifen oder lokale Schwankungen können einen Messwert unrepräsentativ machen. Legen Sie fest, welcher Bereich für die Farbbeurteilung verwendet wird und ob der Auftrag für diese Beurteilung ausreichend gleichmäßig ist.

Eine überschaubare Versuchsmatrix verwenden

Untersuchter Faktor Konstant halten Beobachten
Auftragsbedingung Beschichtung und Substrat Geschlossenheit des Films und Erscheinungsbild
Substratkandidat Beschichtung und Methode Wechselwirkung mit der Oberfläche und Deckung
Rezepturkandidat Träger und Vorbereitung Farbe und Oberflächenausführung nach der Konditionierung

Die Matrix hilft, mehrere gleichzeitige Änderungen zu vermeiden. Auch ein fehlgeschlagener Versuch bleibt dadurch nützlich, weil sich die Beobachtung einer bestimmten Bedingung zuordnen lässt.

Das Ergebnis nach der vereinbarten Konditionierung bewerten

Ein frisch aufgetragener und ein konditionierter Film dürfen nicht so verglichen werden, als befänden sie sich im selben Zustand. Definieren Sie den Zeitpunkt der Erscheinungsprüfung und die Lagerung bis dahin. Bewahren Sie Herstellungsdatum und relevante Zeitangaben zusammen mit dem Versuchsprotokoll auf.

Die Abbildung verstehen

Ohne zusätzliche Verdünnung ergeben hypothetische 100 µm Nassfilm bei 40 Volumenprozent Festkörper etwa 40 µm Trockenfilm. Der Rakelspalt ist keine Nassfilmmessung; die tatsächliche Schicht ist zu prüfen.
Ohne zusätzliche Verdünnung ergeben hypothetische 100 µm Nassfilm bei 40 Volumenprozent Festkörper etwa 40 µm Trockenfilm. Der Rakelspalt ist keine Nassfilmmessung; die tatsächliche Schicht ist zu prüfen. [2]

Originale Lehrgrafik: PHOENiX Sample.

Zielwert für den Nassfilmversuch

Bei 48 µm Soll-Trockenschichtdicke und 40 Volumenprozent Festkörper im verarbeitungsfertigen Lack ergibt sich ein geschätzter Nassfilm von 120 µm (48 ÷ 0.40). Verwenden Sie den Volumenfestkörperanteil der tatsächlich verdünnten Mischung. Messen Sie den aufgetragenen Nassfilm an einem geeigneten Probekörper und prüfen Sie die Trockenschicht nach der festgelegten Konditionierung. Dokumentieren Sie beide Messwerte und die Rakelstellung getrennt. [2]

Praktisches Fazit

Ein wirksames Verfahren für Rakelaufzüge macht aus einem visuellen Eindruck nachvollziehbare Prüfdaten. Es hilft dem Team, eine Rezepturfrage von einer Auftragsfrage zu unterscheiden, und verbindet Laborentwicklung mit der Herstellung kontrollierter Produktionsmuster.

Quellen und weiterführende Literatur

  1. BYK — film thickness control from wet to dry
  2. DeFelsko — Wet-film thickness and solids by volume

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