Oberflächentechnik

Bakterien in Lackieranlagen den Kampf ansagen

| Redakteur: Beate Christmann

Lackierung im Tauchbad: Industrielle Wässer und Lacke sind anfällig für Mikroorganismen, die die Eigenschaften von Beschichtungen verändern können. Das Forschungsprojekt Di-Wa-L sucht nach einem Weg, diese nur durch Elektroimpulse, ganz ohne chemische Zusatzstoffe, zu entkeimen.
Lackierung im Tauchbad: Industrielle Wässer und Lacke sind anfällig für Mikroorganismen, die die Eigenschaften von Beschichtungen verändern können. Das Forschungsprojekt Di-Wa-L sucht nach einem Weg, diese nur durch Elektroimpulse, ganz ohne chemische Zusatzstoffe, zu entkeimen. (Bild: KIT)

Das Verbundprojekt Di-Wa-L, das das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert, sucht einen Weg, um industrielle Wässer und Lacke nachhaltig ohne chemische Zusätze zu entkeimen. Die Forscher setzten dabei auf Elektroimpulse, die letztlich zum Absterben der Mikroorganismen führen sollen.

Viele unserer Alltagsprodukte sind lackiert. Diese Decklackschichten werden entweder zu ästhetischen oder funktionalen Zwecken (zum Beispiel Schutz vor Wasser oder Korrosion) oder für beides aufgetragen. Die meisten Lacke basieren mittlerweile, ganz im Sinne der Umwelt, auf Wasser anstelle von Lösungsmitteln. Doch in diesen Wässern können sich Mikroorganismen vermehren. Deswegen suchen Forscher im Verbundprojekt Di-Wa-L („Dekontamination von industriellen Wässern und Lacken“) einen Weg, um Industrielle Wässer nachhaltig entkeimen zu können und setzen dabei auf Elektroimpulse.

Verfahren ohne chemische Zusätze

„In den 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“, erklärt Dr. Wolfgang Frey vom IHM – Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und Koordinator im Verbundprojekt Di-Wa-L.

Die Elektroimpulsbehandlung läuft wie folgt ab: Zellen, wie beispielsweise Mikroorganismen, werden einem elektrischen Feld ausgesetzt, dabei polarisiert die Zellmembran, das heißt 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 (sogenannte „kalte Pasteurisation“). „Da die Elektroimpulse rein physikalisch wirken, ist, anders als bei Bioziden, nicht zu erwarten, dass die Bakterien Resistenzen entwickeln“, glaubt Frey. Der Wissenschaftler führt weiter aus: „Wir kontrollieren die mikrobiologische Belastung und können so eine optimale Beschichtungsqualität erreichen und gleichzeitig Nacharbeiten vermeiden.“

Automatisiertes und ressourceneffizientes Wassermanagement- und Anlagenkonzept

In der Automobilherstellung ist die Lackierung der Karosserie der Bereich mit dem höchsten Wasserverbrauch (bis zu 600 l pro Karosserie). Integriert soll die Elektroimpulstechnologie deshalb in ein neues, automatisiertes und ressourceneffizientes Wassermanagement- und Anlagenkonzept für Vorbehandlung und Tauchlackierung werden, das die Partner aus Forschung und Industrie ebenfalls in Di-Wa-L 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: Das Verbundprojekt analysiert deshalb die Anforderungen der Nutzer ebenso wie mögliche Hemmnisse, die Ergebnisse fließen dann in Konzeption und technische Entwicklung ein.

Kompetenzen aus Forschung und Industrie

Di-Wa-L bündelt die Kompetenzen von Partnern aus Forschung (Karlsruher Institut für Technologie und Hochschule Pforzheim) und Industrie, neben einem Anlagenbauer (Eisenmann), sind dies zwei Lackhersteller (Emil Frei und PPG Deutschland Business Support) und ein Automobilhersteller (BMW Group).

Der Fokus des Verbundprojekts liegt sowohl auf der Oberflächenbehandlung für die Automobilindustrie (kathodische Tauchlackierung, KTL) als auch auf Anwendungen für die allgemeine Industrie, beispielsweise für die Lackierung von Industriegütern mit anodischer Tauchlackierung (ATL). Dabei betrachten sie technische, wirtschaftliche und ökologische Rahmenbedingungen und Anforderungen.

Das Verbundprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme Wav-E gefördert.

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