Mikrobieller Befall von Elektrotauchlack in der Automobilindustrie

Abstract

Nach Umstellung auf umweltverträglichere Lackmaterialien (Reduzierung biozid wirkender Lösemittel, Schwermetalle) traten in Elektrotauchanlagen verschieder Werke der DaimlerChrysler AG vermehrt Beschichtungsstörungen bei Karossen auf. Dabei war ein pH-Anstieg des Lackmaterials, Schichtdickenanstieg, Abblättern des Lacks („Striptease“ Effekt), Oberflächenstörungen (Pusteln, Blasen, Krater), schlechter Umgriff, eine Bildung von Lackschlamm und geringerer Schichtwiderstand zu beobachten. Gleichzeitig wurden Mikroorganismen im Lackbad nachgewiesen. Dies führte unter erheblichem Kostenaufwand teilweise zur Notwendigkeit, die Becken völlig neu mit Elektrotauchlack zu befüllen und das alte Material als Sondermüll zu entsorgen. Es war nicht geklärt, ob die Störungen durch mikrobiologische oder chemische Faktoren hervorgerufen wurden. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Ursachen der aufgetretenen Schäden, sowie die Faktoren, die zur Verkeimbarkeit des Elektrotauchlacks führen, zu ermitteln. Darüber hinaus wurde die KTL-Anlage 34-II in Sindelfingen routinemäßig mikrobiologisch untersucht, im Schadensfall auch Anlagen anderer Werke der DaimlerChrysler AG. Die isolierten Mikroorganismen wurden identifiziert und ihr Einfluß auf den Beschichtungsprozess überprüft. Es konnte erstmals eindeutig gezeigt werden, daß die entstandenen Schäden durch mikrobielles Wachstum in KT-Lack hervorgerufen wurden und nicht durch chemische Faktoren bedingt waren. Dabei trägt die Alterung und die Ultrafiltration des Lacks, sowie das Absinken des Lösungsmittelgehalts entscheidend zur Verkeimbarkeit des Materials bei. Aus dem Elektrotauchlack konnte bisher hauptsächlich Burkholderia cepacia isoliert werden. Mit diesem Keim wurden Wachstums- und Hemmversuche mit verschiedenen organischen Säuren und Lacklösungsmitteln durchgeführt. Auf diese Weise wurde ermittelt, welche Substanzen von B. cepacia als C-Quelle genutzt werden können, bzw. welche toxisch auf die Mikroorganismen wirken.

Microorganisms have increasingly become a concern in electrocoat systems. Due to reduction of chemicals of environmental concern such as volatile organic carbons (solvents) and heavy metals (both have antimicrobial properties), microorganisms are now more often found in Electrocoat Systems. At the same time when an increased number of microbes appear, some adverse effects on the electrodeposition process can be observed: the electrical resistance of the e-coat film will be decreased, increased thickness of the electrocoat film, reduction of throwpower, pH-increase, an increase in electrocoat paint sludge in the electrocoat dip tank and finally surface defects (blisters, bubbles) can result. All this can lead to the necessity to refill the electrocoat dip tank which is connected with high costs. The University of Stuttgart studied in co-operation with the departments VUS and VBT of the DaimlerChrysler AG whether these negative effects are a result of the microbial influences (biomass, metabolic products, consumption of electrocoat bath components) and the reasons that the electrocoat becomes infested with micoorganisms. Further it has been investigated which kind of microorganisms live in various zones within the Electrocoat System, e.g. e-coat tank (paint) and spray systems (rinsing zones). The examination showed the observed effects on the electrodeposition process to be a result of the bacterial growth of Burkholderia cepacia in electrocoat. Hitherto Burkholderia cepacia is the only species isolated out of electrocoat with different origins that could be identified. Furthermore it was studied which energy and carbon source are used by the germs, which viable counts can be reached and finally how to avoid the electrocoat to be infested with microbes.