Farben und Oberflächen – BKM
Kunststoffe können nicht nur in ihren Eigenschaften auf die jeweilige Anwendung abgestimmt und in die verschiedensten Formen gebracht werden.
Auch was die Farben und die Oberflächen angeht, haben wir viele Möglichkeiten, um die gewünschte Optik und Haptik zu gestalten.
Inhalt:
Die Farben von Kunststoffen
Die meisten Kunststoffe sind im Grundzustand transparent, teilweise mit einer gelblichen oder grünlichen Färbung. Durch Zusatzstoffe können wir Kunststoffe glasklar einstellen oder deckend in allen Farben der RAL-Palette einfärben. Auch metallische Farbtöne sind möglich.
Auch welche Additive zum Beispiel in Form von Füllstoffen zugesetzt werden, kommt zum Tragen, weil sie eine Wechselwirkung mit den Farbstoffen hervorrufen könnten. Ein weiterer Aspekt ist das Fertigungsverfahren. Je nach Technik ist die Kunststoffmasse inklusive Farbstoffen unterschiedlichen thermischen Belastungen ausgesetzt.
Daneben ist die geplante Anwendung ein Auswahlkriterium. Kommt das Produkt für einen überschaubaren Zeitraum bei einer alltäglichen Verwendung zum Einsatz oder soll es dauerhaft im Außenbereich genutzt werden?
In letzterem Fall muss ein Farbstoff mit einer entsprechenden Lichtechtheit ausgewählt werden, der Umwelteinflüssen wie Licht, Temperatur, UV-Strahlung und Feuchtigkeit standhält.
Und nicht zuletzt wirken sich die Vorschriften auf die Auswahl der Farbmittel aus. Für Anwendungen im Gesundheitsbereich, bei Produkten mit Kontakt zu Lebensmitteln oder bei Spielsachen zum Beispiel sind die Farbstoffe, aus denen eine Farbe überhaupt zusammengestellt werden darf, begrenzt.
Die Oberflächen von Kunststoffen
Bereits im Zuge der Herstellung können wir die Oberflächen von Kunststoffprodukten unterschiedlich gestalten. So können wir zum Beispiel transparente, deckend eingefärbte, matte oder glänzende sowie glatte, raue oder strukturierte Oberflächen fertigen.
Doch auch für eine anschließend Oberflächenveredlung stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Die Veredlung von Kunststoffen wertet die Oberflächen optisch auf, verleiht ihnen ein individuelles Design, erhöht die Beständigkeit und verbessert die Materialeigenschaften im Allgemeinen.
Je nachdem, welches Ziel erreicht werden soll, können folgende Verfahren zur Anwendung kommen:
Glasperlenstrahlen
Durch das Glasperlenstrahlen erhalten die Oberflächen von Kunststoffen eine gleichmäßige Mattierung. Gleichzeitig werden kleine Beschädigungen und Unebenheiten auf der Oberfläche entfernt. Die Maßhaltigkeit bleibt vollständig erhalten.
Strukturen prägen
Das Prägen von Strukturen ist ein thermomechanisches Verfahren, das bei allen thermoplastischen Kunststoffen angewendet werden kann. Die Basis bildet ein Prägeblech, das zum Beispiel ein Logo, einen Schriftzug oder ein fortlaufendes Muster enthalten kann.
Mit dem Blech ist es möglich, erhabene oder vertiefe Reliefs in eine Kunststoffoberfläche zu prägen.
Weil die Fertigung des Blechs nur überschaubare Einmalkosten verursacht, eignet sich diese Form der Oberflächenveredlung sowohl für kleine als auch für große Stückzahlen.
Lackieren
Um Kunststoffe nachträglich in ihrer Farbigkeit zu verändern, können sie lackiert werden. Wichtig dabei ist, sich nicht nur auf die Optik und das Design zu konzentrieren, sondern auch die Beständigkeit zu beachten.
Denn es gibt schwierige Kunststoffoberflächen, auf denen ein Lack langfristig nicht haften würde. In diesem Fall muss der Untergrund sorgfältig vorbehandelt werden, zum Beispiel mit einer Plasmabehandlung.
Laminieren
Beim Laminieren wird eine selbstklebende Folie auf die Kunststoffoberfläche aufgebracht. Das Verfahren bietet sich vor allem dann an, wenn der Kunststoff nicht direkt bedruckt werden kann, weil die Oberfläche zum Beispiel zu rau oder zu porig ist.
Daneben ist das Laminieren eine gute Wahl, wenn eine Bedruckung vor Witterungseinflüssen oder Abrieb geschützt werden oder wenn die Oberfläche einen einheitlichen Glanzgrad erhalten soll. Dabei wird entweder eine transparente Folie über die Fläche laminiert oder eine Folie aufgeklebt, die von der Rückseite her bedruckt ist.
Die Vorteile vom Laminieren bestehen darin, dass verschiedene Glanzgrade möglich sind und das Verfahren eine preisgünstige Variante darstellt. Allerdings ist die Abriebfestigkeit begrenzt und bei längerer Beanspruchung altert die Klebeverbindung. Außerdem kann es zwischen den Schichten zu einer Grenzspaltbildung kommen.
Veredlung durch Kunststoff-Kunststoff-Verbund
Bei diesem thermischen Verfahren werden Folien oder Platten aus Kunststoff flächig miteinander verschmolzen. Dadurch entsteht eine dauerhafte Verbindung. Der Kunststoff-Kunststoff-Verbund ist eine gute Möglichkeit, um die Materialeigenschaften kostengünstig zu verbessern.
Wird zum Beispiel eine UV-beständige Kunststoffplatte für den Außeneinsatz benötigt, kann zunächst eine Kernplatte aus einem preiswerten, nicht UV-beständigen Material gefertigt werden. Auf die Kernplatte wird anschließend eine hochwertige, witterungs- und UV-beständige Folie aufgeschmolzen.
Eine weitere Möglichkeit sind individuelle Beschriftungen. Die Basis dafür bilden Schichten aus miteinander verschmolzenen Kunststofffolien in unterschiedlichen Farben oder mit verschiedenen Bedruckungen.
Wenn nun die oberen Schichten mit dem Fräser oder dem Laserstrahl abgetragen werden, werden die darunterliegenden Schichten sichtbar. Durch den mehrschichtigen Aufbau wird es möglich, eine Mehrfarbigkeit zu erzeugen.
Außerdem kann der Kunststoff-Kunststoff-Verbund eingesetzt werden, um eine Bedruckung oder Kennzeichnung dauerhaft zu schützen. Beim sogenannten Kunststoffunterdruck wird eine transparente Folie auf eine bedruckte Kunststoffoberfläche aufgeschmolzen.
So entsteht eine nicht mehr lösbare Verbindung, die die Bedruckung auch in anspruchsvollen Umgebungen dauerhaft schützt. Dabei kann der Unterdruck mit allen gängigen Druckverfahren realisiert werden.
Der Kunststoff-Kunststoff-Verbund als Veredelungsverfahren für Oberflächen eignet sich für viele thermoplastische Kunststoffe. Die thermische Bearbeitung kann die Dimensionsstabilität allerdings etwas einschränken.
Veredlung durch Kunststoff-Metall-Verbund
Der Kunststoff-Metall-Verbund ist ein weiteres thermisches Verfahren, bei dem entweder Kunststoffe auf Metallfolien aufgeschmolzen oder Metallfolien mit Kunststoffen hinterspritzt werden. Ob die Metallfolien blank, bedruckt oder mit einem Schutzlack versehen sind, spielt dabei keine Rolle.
Ein Pluspunkt vom Metall-Kunststoff-Verbund liegt darin, dass die Haptik verbessert wird. Anders als bei galvanisierten Kunststoffteilen ist das Metall auf der Oberfläche nicht nur zu sehen, sondern auch fühlbar.
Daneben ermöglicht das Verfahren, Vollmetallteile zu ersetzen. Bauteile aus Metall, bei denen es wie zum Beispiel bei Gerätefronten oder Zierteilen in erster Linie auf eine optisch ansprechende Vorderseite ankommt, können aus einer dünnen Metallfolie gefertigt und mit Kunststoff hinterspritzt werden. Auf diese Weise werden Materialkosten und Gewicht eingespart.
Bei Bauteilen aus Kunststoff kann der Verbund mit einer Metallfolie auf der Vorder- oder Rückseite die elektrische Leitfähigkeit und die thermischen Eigenschaften verbessern.
Eine weitere Möglichkeit ist, Kunststoffe zwischen zwei Metallschichten einzuschmelzen und auf diese Weise mehrere Schichten aufzubauen. Anschließend können bunte Gravuren erstellt werden.
Der Kunststoff-Metall-Verbund kann mit thermoplastischen Kunststoffen und Edelstahl oder Aluminium realisiert werden. Einschränkungen bei der Farbauswahl gibt es kaum und es entsteht eine hochwertige Optik, die gleichzeitig die Eigenschaften der verwendeten Materialien verbessert. Allerdings ist die Auswahl der verwendbaren Metalle begrenzt.