Schule: Glänzende Aussichten

Für die meisten Autos waren das glänzende Festtage. Denn selbstverständlich hatten viele es vor den Feiertagen noch einmal durch die Waschanlage gefahren, manche sogar zu Schwamm, Leder und Poliertuch gegriffen, um in Handarbeit für den richtigen Glanz zu sorgen. Und dabei hat so mancher mit Bedauern feststellen müssen, dass es mit dem perfekten Glanz nicht immer so klappte, wie man sich das eigentlich vorstellte. Denn mancher einst strahlende Lack ist doch ein wenig stumpf geworden. Da helfen weder intensive Lackpflege noch Polieren – man sieht dem Auto seine Jahre einfach an. Gerade bei dunklen Lacken oder gar schwarzen Autos hinterlassen die Jahre besonders deutlich erkennbare Spuren. Das stört vor allem, wenn man das Gefährt einmal verkaufen möchte und der Käufer mit dem Hinweis auf den stumpfen Lack den Preis zu drücken versucht.

Aber vielleicht gibt es dieses Problem schon in wenigen Jahren nicht mehr. Denn bei Mercedes-Benz wird in diesen Wochen kontinuierlich ein neuer Decklack eingeführt, der auch nach vielen Jahren und vielen Wäschen immer noch so gut aussehen soll wie neu – ohne die störenden Spuren der Fingernägel in den Griffmulden der Türklinken, ohne die sonst unübersehbaren feinen Spuren, die die rotierenden Waschbürsten unserer Waschanlagen hinterlassen oder die noch weniger schönen Kratzer von sommerlichen Fahrten entlang an Dornbüschen. Auch Fahrzeuge, die viel im strahlenden Sonnenlicht mit seinen den Lack alternden UV-Strahlen stehen, sehen nach vielen Jahren noch aus wie neu.

Extrem feine Keramikteilchen

Nano-Decklack nennt sich das neue Material, das die Szene revolutionieren soll, mit seinen ganz neuen Qualitäten im Laborversuch schon seit Jahren getestet wird und nun auf breiter Front in Serie geht. Denn die letzte klare Lackschicht bei den künftig von den Fertigungsbändern rollenden Autos mit dem Stern besteht bald bei allen Modellen aus einem ganz besonderen Stoff. Dessen Geheimnis sind extrem feine Keramikpartikel – so genannte Nanoteilchen (dieser Begriff ist abgeleitet vom griechischen Wort Nanos für Zwerg), deren Durchmesser gerade einmal ein Fünftausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares beträgt, Teilchen also im Bereich atomarer Strukturen, in dem unsere Werkstoffwissenschaftler immer neue Überraschungen erleben. Denn mit solchen winzigen Teilchen aus der Welt der Atome und Moleküle – ein Nanometer entspricht dem Milliardstel Teil eines Meters – lassen sich ganz neue Werkstoffeigenschaften verwirklichen, die man noch vor wenigen Jahrzehnten für nicht möglich gehalten hätte.

Im Fall des Nano-Decklacks, den Werkstoffwissenschaftler im Saarbrücker Leibniz- Institut für Neue Materialien (INM) entwickelten, ist das eine extrem kratzfeste Oberfläche, der selbst Stahlwolle nichts anhaben kann. Denn die winzigen Nanopartikel aus Keramik machen aus der letzten Decklackschicht einen Hochleistungswerkstoff, dessen Abermillionen feinster Keramikteilchen sich beim Trocknen des Lacks zu einer einem extrem feinen Schuppenpanzer vergleichbaren Struktur anordnen – rund eine Million Teilchen pro Quadratzentimeter, die sich eng vernetzen. Und diesem Panzer können all die vielen Dinge, die den Fahrzeuglack im Lauf der Jahre alt aussehen lassen, schlicht nichts mehr anhaben. Nur dann, wenn der Angriff gröber wird, etwa in Form eines extremen Steinschlags, der das Karosserieblech verbeult, dann erweist sich diese Schutzschicht zwar als extrem bruchsicher – aber die Beulen kann sie natürlich nicht verhindern. Aber sie lassen sich wieder herausdrücken, ohne dass Schäden an der Lackschicht zurückbleiben. Und auch jenen Vandalen, die mit Schlüsseln oder Schraubenziehern Autoflanken zerkratzen, ist der neue Lack unterlegen.

Aber gegenüber den ganz normalen Alltagseinflüssen, die konventionellen Lack altern lassen, steht der neue Nano-Decklack glänzend da. Mercedes-Benz hat das über rund vier Jahre intensiv getestet – in Laborversuchen und mit einer Flotte von rund 150 Versuchsfahrzeugen, die mit dem neuen Nano-Decklack lackiert waren. Da ein Großteil der Lackkratzer von mechanischen Autowaschanlagen stammt, in deren Bürsten sich harte Partikel wie Straßenstaub oder Sand festsetzen und beim Waschen die so genannten Haarkratzer verursachen, wurden mit dem neuen Lack lackierte Karosserien und Karosserieteile in mechanischen Laborwaschanlagen getestet. Bei ihnen wird dem Waschwasser eine genau dosierte Menge feinsten Quarzsandes beigemischt. So lassen sich die Abläufe bei einer Waschanlage im Zeitraffertempo simulieren. Denn zehn Laborwaschzyklen entsprechen je nach Fahrzeugverschmutzung 50 bis 100 normalen Maschinenwäschen.

Nach diesem Laborwaschprogramm wurde eine genormte Glanzmessung vorgenommen, bei der der verbliebene Restglanz auf den lackierten Oberflächen bestimmt wurde. 35 Prozent waren das bei normalen Lacken nach zehn Testzyklen – und beachtliche 72 Prozent beim Nano-Decklack, der sich damit als erheblich widerstandsfähiger gegen die rotierenden Waschbürsten erwies.

In einem weiteren Test wurde die Kratzfestigkeit der neuartigen Lackoberfläche mit dem so genannten Nano-Kratztester des Stuttgarter Forschungsinstituts für Pigmente und Lacke getestet. Dabei wird eine extrem feine Diamantspitze mit wachsender Kraft über den Lack gefahren und die dabei entstehenden feinen Kratzspuren werden anschließend mit einem Rasterkraftmikroskop ausgewertet. Während die Diamantspitze normalen Lack bereits bei einer Kraft von 7,4 mN (Millinewton) zerkratzte, widerstand der Nano-Decklack bis zu 20 mN. Schließlich wurde auch die Chemikalienbeständigkeit erprobt. Dafür werden Schwefelsäure, Pankreatin (entspricht Vogelkot), Baumharz , Teer und auch voll entsalztes Wasser auf den Lack aufgebracht und wirken bei 30 bis 75 Grad Celsius eine halbe Stunde ein. So kann man erkennen, von welcher Temperatur an die Lackoberfläche dauerhaft geschädigt wird. Auch hierbei zeigte sich der neue Nano-Lack konventionellen Lacken ebenbürtig und zum Teil erheblich überlegen. Damit war ein alter Zielkonflikt überwunden, der bisher zwischen Kratz- und Chemikalienbeständigkeit von Decklacken bestand. Und nachdem es auch die Dauerbestrahlung mit UV-Licht bestanden hatte, dessen Intensität der Sonnenstrahlung im amerikanischen Bundesstaat Florida entspricht, war das neue Material serienreif.

Verarbeitet wird der neue Nano-Decklack ebenso wie die bisher eingesetzten Lacke. Während er elektrostatisch aufgetragen wird, sind die Nanoteilchen noch ungeordnet. Erst beim Trocknen bei etwa 140 Grad vernetzen sie und bilden im Gegensatz zu herkömmlichen Lacken, bei denen Bindemittel und Vernetzer relativ lange Molekülketten bilden, ihr extrem kratzfestes sehr viel feineres Netzwerk. E-, S-, CL-, SL- und SLK-Klasse rollen als weltweit erste Autos bereits jetzt mit der neuen Nano-Lackierung vom Band – die übrigen Modellreihen erhalten sie vom Frühjahr an – glänzende Aussichten also für die Zukunft.