Elektropulse säubern Wasser und Lacke
Physikalisches Verfahren macht den Einsatz von Bioziden überflüssig.
Die meisten Lacke, sei es im Haushalt oder in der Industrie, nutzen heute Wasser als Grundlage und sind umweltfreundlicher als solche mit Lösemitteln. Wasserbasierte Lacke haben aber einen Nachteil: Mikroorganismen wie Bakterien können sich darin ausbreiten. Betroffen sind auch Lackieranlagen in der Automobilbranche und anderen Industriezweigen. Industrielle Wässer und Lacke künftig mit Elektroimpulsen nachhaltig entkeimen zu können, ist Ziel des Verbundprojekts „Dekontamination von industriellen Wässern und Lacken“ (DiWaL), das Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie KIT koordinieren. Das neue Verfahren entwickeln sie gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie.
Abb.: Lackierung im Tauchbad: Industrielle Wässer und Lacke lassen sich mit Elektroimpulsen entkeimen. (Bild: KIT / Eisenmann)
Ob knallbunt oder klassisch in Silbergrau oder Schwarz: Bevor die ansprechende Decklackschicht auf ein Auto kommt, wird die Karosserie gereinigt, vorbehandelt und erhält eine Schicht, die vor Korrosion schützt. Das geschieht in der Oberflächenvorbehandlung und in der elektrophoretischen Tauchlackierung. Letzteres ist ein elektrochemisches Verfahren, das über ein Gleichspannungsfeld im Tauchbad einen gleichmäßigen Lackfilm ermöglicht. „In den dabei verwendeten Wässern und Lacken können sich jedoch Bakterien so vermehren, dass sie die Oberflächenbeschichtung beeinträchtigen. Um sie zu bekämpfen, werden bislang häufig Biozide eingesetzt. Mit der Elektroimpulstechnologie setzen wir nun auf ein Verfahren, das ohne chemische Zusätze arbeitet, damit Wasserressourcen schont und gleichzeitig einen Beitrag zum Gewässerschutz leistet“, sagt Wolfgang Frey vom IHM – Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnologie des KIT.
Bei der Elektroimpulsbehandlung werden Mikroorganismen einem elektrischen Feld ausgesetzt, dabei polarisiert die Zellmembran. Es bilden sich elektrische Pole, und es öffnen sich wässrige Poren, die letztendlich zum Absterben der Mikroorganismen führen. Dieses Phänomen wird großtechnisch zur effektiven Gewinnung von Zellinhaltsstoffen und zur Abtötung von Mikroorganismen genutzt. Da die Elektroimpulse rein physikalisch wirken, ist, anders als bei Bioziden, nicht zu erwarten, dass die Bakterien Resistenzen entwickeln. „Wir kontrollieren die mikrobiologische Belastung und können so eine optimale Beschichtungsqualität erreichen und gleichzeitig Nacharbeiten vermeiden“, so Frey.
In der Automobilherstellung ist die Lackierung der Bereich mit dem höchsten Wasserverbrauch von bis zu 600 Liter pro Karosserie. Integriert wird die Elektroimpulstechnologie deshalb in ein neues, automatisiertes und ressourceneffizientes Wassermanagement- und Anlagenkonzept für Vorbehandlung und Tauchlackierung, das die Partner aus Forschung und Industrie ebenfalls im Rahmen des Projekts entwickeln. Dies soll es ermöglichen, Wasser in der Fabrik besser im Kreislauf zu führen und weniger Frischwasser zu verbrauchen. Im Mittelpunkt der anlagentechnischen Umsetzung stehen dabei die Aspekte Qualität, Kosten und Umwelt. Wesentlich dafür ist auch die Perspektive der Anwender: DiWaL analysiert deshalb die Anforderungen der Nutzer ebenso wie mögliche Hemmnisse, die Ergebnisse fließen dann in Konzeption und technische Entwicklung ein.
KIT / JOL
