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NQG³ im Versuch

Bislang war es aufwändig, den Abtrocknungsprozess von Fassadenbeschichtungen zu untersuchen und unter realitätsnahen Bedingungen zu optimieren. Um Wasser überhaupt mit dem bloßen Auge sehen zu können, wurde eine vermeintlich schnelle Abtrocknung bisweilen auf glatten, nicht saugenden Untergründen und mit Schwallwasser demonstriert. Versuche haben aber mit den realen Szenarien, in denen Betauung und Schlagregen die Beschichtung gleichermaßen beanspruchen, nichts gemeinsam. Zudem ändert bereits eine feine Strukturierung der Oberfläche das Abtrocknungsverhalten fundamental, da sich das Wasser fast unsichtbar zwischen der Körnung festsetzt.

NIR-Messverfahren

Ein bei Caparol entwickeltes Messverfahren versetzt Kunden und Entwickler nun erstmals in die Lage, sich die Abtrocknung auf realen Untergründen und unter verschiedenen Bedingungen anzusehen. Das Verfahren nutzt die charakteristische Signatur von Wasser im nahen Infrarot (NIR) aus, wie sie auch in der Astrophysik zur Erkundung von Wasser im Weltraum genutzt wird: Während Wasser für unser Auge transparent ist, tritt im nahen Infrarot (NIR) bei einer Wellenlänge von 1450 Nanometern eine starke Absorption auf – man könnte sagen, Wasser wird hier farbig.

Infrarotkamera zur visuellen Darstellung von Feuchtigkeit.

Mit einer speziell für Caparol modifizierten NIR-Kamera kann diese Wasser-Signatur gezielt gemessen und live dargestellt werden. Wasserdepots zwischen der Körnung und selbst kapillar gebundenes Wasser sind damit deutlich erkennbar. Ein weiterer Vorteil ist die Eindringtiefe des Messverfahrens von typischerweise bis zu 70 Mikrometern. Dies ist besonders wichtig, denn gerade in dieser oberflächennahen Schicht steht Wasser noch für das Wachstum von Algen und Pilzen zur Verfügung, obwohl die Oberfläche für das menschliche Auge bereits eine trockene Oberfläche suggeriert.


Wassertropfen im sichtbaren Licht (links), visualisierte Signatur von Wasser im NIR (Mitte), kontrastverstärktes Bild in Falschfarben (rechts).

Die durch Wasser hervorgerufene Absorption ergibt zunächst ein Bild in Graustufen, das in der von Thermografie-Kameras geläufigen Falschfarbendarstellung mit einem Farbverlauf von violett bis hellgelb kontrastreich dargestellt werden kann. Trockene Bereiche sind dabei in Gelbtönen, Wassertropfen violett dargestellt (siehe Abbildungen). Die Leistungsfähigkeit der neuen Generation von NQG³-Fassadenbeschichtungen ist hier exemplarisch anhand der vergleichenden Abtrocknung von Thermosan NQG³ zu einer hochwertigen hydrophoben Fassadenfarbe dargestellt. Von der Belastungsdauer überwiegt die Betauung gegenüber Schlagregen. Die lang anhaltende Unterschreitung des Taupunkts stellt dabei die besondere Anforderung an Fassadenbeschichtungen.


Rücktrocknung bei simulierter nächtlicher Betauung nach 0 Minuten (links), 16 Minuten (Mitte) und 44 Minuten (rechts). Die linken Hälften der Musterplatten wurden mit Caparol Thermosan NQG³ beschichtet, die rechten Hälften mit einer hydrophoben Fassadenfarbe mit „Abperleffekt“.

Unter der natürlichen Betauung nachempfundenen Bedingungen wurden Muster eines vollständigen WDVS-Aufbaus zunächst langsam befeuchtet. Im Anschluss wurde dann die Abtrocknung (Rücktrocknung) gemessen. Auf der Oberfläche beider Beschichtungen bilden sich durch den Tau zunächst feine Tropfen, die anwachsen und sich in der Struktur der Oberfläche festsetzen (Siehe Abbildungen 1 bis 3). Schon während der Betauung führt die NQG³-Technologie dabei zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Wassers auf der Oberfläche. Sobald keine weitere Feuchte mehr zugeführt wird, spreiten die verbliebenen Tropfen und die daraus entstehende große Oberfläche gewährleistet eine schnelle und gleichmäßige Abtrocknung der Beschichtung (Abbildung links). Bereits nach 16 Minuten sind in diesem Test daher keine Wassertropfen mehr an der Oberfläche vorhanden (Abbildung Mitte). Ein anderes Bild zeigt sich bei der hydrophoben Beschichtung: Der Abperleffekt verhindert die Verteilung des Wassers auf der Oberfläche und bewirkt ein Zusammenziehen zu großen Tropfen. Die feine Strukturierung des Untergrunds verhindert jedoch ein Ablaufen der Tropfen. Die Konsequenz: Erst nach 44 Minuten sind auch hier letzte Wassertropfen von der Oberfläche verschwunden (Abbildung rechts).

Über die Lebensdauer einer Fassade führt die gezeigte längere Standzeit von Wasser zu einem erheblich höheren Risiko des Befalls durch Algen und Pilze. Einmal mehr verhilft die Caparol Forschung mit innovativen Ideen dem Handwerk zu einem entscheidenden technischen Fortschritt. Wir sind nun in der Lage die maßgebliche Ursache für den Algen- und Pilzbefall zu visualisieren und einzudämmen. Dies ist ein Meilenstein hin zu nachhaltigeren Fassadenbeschichtungen getreu dem Motto – Länger sauber x schneller trocken x länger schön.

 

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