Pulverlacke – der effektive Schutz gegen Stromschläge

Elektrischer Strom ist das Lebenselixier für die Wirtschaft und im Alltag ein unentbehrlicher Helfer. Er kann uns aber auch ganz schön auf die Pelle rücken und uns hin und wieder sogar eine verpassen. Etwa wenn wir einen Pullover, eine Mütze oder eine Strumpfhose anziehen und danach eine Oberfläche berühren, zum Beispiel eine Türklinke. Dann kommt es mitunter zu einer elektrostatischen Entladung (Electrostatic Discharge bzw. ESD), die wir als Schlag wahrnehmen.

Was passiert da?

Eine Entladung geschieht immer zwischen zwei Oberflächen. Zuvor müssen sich die beiden Flächen jedoch elektrostatisch aufgeladen haben. Das heißt, es müssen durch Ladungstrennung – Elektronen wandern von der einen zur anderen Oberfläche – ein Plus- und ein Minuspol entstanden sein. Diese Elektronenbewegung funktioniert nur, wenn sich die Oberflächen der Materialien berühren. Beim Reiben der Oberflächen können dann Elektronen vom einen zum anderen Material übertreten, und es entsteht eine elektrische Spannung, auch Potenzialdifferenz genannt.

Kein Grund zur Panik

In der Regel baut sich dieses Spannungsgefälle jedoch rasch wieder ab. Dabei gilt: Je besser die Oberflächenmaterialien den elektrischen Strom leiten, desto schneller gleichen sich die Ladungen aus. In bestimmten Fällen bleibt die Spannung aber über längere Zeit bestehen – und zwar dann, wenn durch den Widerstand der Oberflächen der Elektronenfluss gehemmt ist. Das ist zum Beispiel bei Menschen mit trockener Haut der Fall oder wenn jemand bevorzugt Schuhe mit Gummisohlen oder synthetische Kleidung trägt. Trockene Haut, Gummisohlen und synthetische Fasern wirken dabei als Isolatoren. Auch trockene Luft stört einen raschen Ladungsausgleich, weshalb man in einer solchen Umgebung häufiger eine gewischt bekommt.

Wenn es brenzlig wird

Während die Entladungen im Alltag lediglich lästig sind, können sie am Arbeitsplatz bisweilen lebensgefährlich sein. Maschinen sind nämlich in der Lage, weit höhere Potenzialdifferenzen zu erzeugen. Bestes Beispiel ist ein Fördersystem. Durch die ständige Reibung des Förderbands an der Antriebswalze bauen sich Spannungen auf. Werden diese durch entsprechende Vorsichtsmaßnahmen nicht abgeleitet, können leicht Spannungsspitzen von mehreren 100.000 Volt entstehen. Beim Entladen solch großer Spannungen kommt es leicht zu Funkenflug, im Extremfall sogar zu Explosionen.

Es steht viel auf dem Spiel

Neben der Gefahr für Mensch und Gesundheit sind elektrostatische Entladungen auch ein beträchtliches Risiko für Unternehmen, besonders für Firmen aus den Branchen Maschinenbau, Elektronik- und Halbleiterindustrie. Letztere stellen mitunter Bauteile her, deren Leiterbahnstrukturen kleiner sind als ein Millionstel Meter.“ Das Problem: Je kleiner diese sind, desto empfindlicher sind sie gegenüber Entladungen, und desto leichter werden sie dadurch beschädigt. So manches Unternehmen kann davon ein Lied singen: Nicht selten führen fehlerhafte Produkte zu Reklamationen mit hohen Reparatur- oder Austauschkosten. Auch der Ruf ist dann erst mal ruiniert.

ESD-Schutz als oberstes Gebot

Ein effektiver ESD-Schutz gehört daher zum Muss. Unternehmen, die spannungsempfindliche Produkte herstellen, weisen beispielsweise sogenannte Electrostatic Protected Areas (EPAs) aus; das sind geschützte Unternehmensbereiche, die mit ESD-sicheren Fußböden ausgestattet sind und in denen die Mitarbeitenden ESD-sichere Kleidung tragen und mit ESD-sicheren Werkzeugen und Geräten arbeiten müssen. Auch für den Transport kommen nur ESD-geeignete Behälter und Transportwagen infrage. Selbst Verpackungen, etwa Klarsichthüllen, müssen aus ESD-sicherem Material bestehen, damit es nicht zu elektrostatischen Entladungen kommt.

Die Stunde der Pulverlacke

ESD-Sicherheit bringt auch ein Produkt, das viele bei dem Thema gar nicht auf dem Schirm haben: Pulverlack. Mittlerweile spielen Beschichtungen mit ESD-Pulverlacken eine immer bedeutendere Rolle. Die Erfolgsformel: Oberflächen, die mit diesen Lacksystemen überzogen sind, leiten den elektrischen Strom rasch und sicher ab und helfen, Schäden zu minimieren. Typische Anwendungen sind Fußbodenplatten, Lagerregale, Rohrleitungen, Reinigungsgeräte und Transportwagen. Doch damit nicht genug. Durch die Entwicklung neuer Beschichtungstechniken und innovativer Lackrezepturen steigt deren Leistungsfähigkeit und damit auch die Vielfalt der Anwendungen.

Was geht noch?

Sind Gegenstände mit komplexen Geometrien zu lackieren, stoßen herkömmliche Lackierungstechniken schnell an ihre Grenzen. Die Crux: Ist die Lackschicht zu dick, ist das beschichtete Bauteil nicht mehr ausreichend leitungsfähig. Doch inzwischen gibt es Techniken, mit deren Hilfe sich Lackschichten so auftragen lassen, dass die Lacke im Ergebnis die von der Norm geforderten Parameter problemlos einhalten. Selbst strukturierte, also nicht glatte Pulverlackoberflächen sind so problemlos darstellbar. Und das Ende der Fahnenstange ist noch längst nicht erreicht. Die Entwickler stehen also weiter unter Strom, was die Erforschung neuer Beschichtungstechniken und innovativer ESD-Pulverlacke angeht.