Verfärbungen von Metall und Kunststoff

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Farbige metallische Oberflächen sind in vielen Fällen gewollt. Stahl muss zum Beispiel nicht silber-glänzend sein, sondern kann durch ausgeklügelte Verfahren verschieden gefärbt werden. Das schließt fast die gesamte Farbpalette von Grün und Blau über Rot und Gold bis hin zu geschwärztem Stahl ein. Auch eine Überlagerung von mehreren Tönen, die eine irisierende Oberfläche ergibt und je nach Blickwinkel andersfarbig erscheint, ist technisch machbar. Manche Verfärbung ist dagegen unerwünscht – braune Flächenverfärbungen an Chromstahl oder Grünverfärbungen von verzinnten Kupferoberflächen gehören in diese Kategorie. Diese beeinträchtigen nicht unbedingt das Metall, aber sind unschön anzuschauen. Ähnliche Verfärbungen können auch bei Kunststoffoberflächen auftreten und deren gesamtes Erscheinungsbild negativ beeinflussen.

Wie entstehen überhaupt Verfärbungen von Metall- und Kunststoffoberflächen?

Jene Prozesse, die für Verfärbungen von Metall und Kunststoff verantwortlich sind, sind sehr unterschiedlich. Dafür muss man sich die chemische Beschaffenheit und die ablaufenden chemischen Prozesse genauer ansehen.

Verfärbungen bei Metall gehen auf Oxidationsprozesse zurück

Die Farbe von Metallen kann durch Oxidationsprozesse an der Oberfläche beeinflusst werden. Diese sogenannten Anlauffarben entstehen, indem Sauerstoffatome unterschiedlich tief in die Metalloberfläche eindringen. Wie tief das tatsächlich ist, wird durch die Temperatur bestimmt, die während des Oxidationsprozesses herrscht. Grau gefärbter Stahl wurde Temperaturen um die 500°C ausgesetzt, während eine nur blassgelbe Farbe auf niedrigere Temperaturen um die 200°C hinweist. Auch andere Metalle, wie beispielsweise Titan, können durch eine solche temperaturabhängige Behandlung ganz verschiedene Farben annehmen. Unerwünscht sind dagegen meist Oxidationsprozesse, die bei Raumtemperatur ablaufen und durch den Luftsauerstoff oder andere Verbindungen zustande kommen. Diese treten oft bei unedleren Metallen auf. Ein Beispiel für Ersteres ist Rost, der Eisen nicht nur rötlich verfärbt, sondern gleichzeitig seine Materialeigenschaften negativ beeinflusst bis hin zur vollständigen Zerstörung des Eisens. Ein anderes Beispiel ist das „Anlaufen“ von Silber, das durch Schwefelverbindungen hervorgerufen wird und zu einem schwarzen Überzug aus Silbersulfid führt.

Wie kann die Oberflächenverfärbung von Metall wirkungsvoll verhindert werden?

Da die Oberflächenverfärbung durch Oxidation entsteht, muss diese verhindert werden. Dazu werden Beschichtungen auf das Metall aufgetragen. Dazu zählen Überzüge auf Polymerbasis, wie beispielsweise Polyuerethane. Diese werden einerseits als Grundierungen angeboten, da sie sehr gute Haftungseigenschaften aufweisen. Modifiziert gibt es sie auch in Form von Deck- und Klarlacken. Ihr großer Vorteil besteht in der hohen Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen, Chemikalien und Lösemitteln. Weitere Beispiele sind Beschichtungen aus PVC, Beschichtungen durch Öle, Lacke oder Hartparaffine. Kombinationen aus mehreren verschiedenen Beschichtungen erhöhen den Schutz. Manchmal sind Oxidationsprozesse an Metalloberflächen auch erwünscht und werden als Schutz vor Korrosion und damit einhergehenden Metallverfärbungen eingesetzt. Darunter fällt das „Verzinken“ oder „Verchromen“ von Metallteilen. Hier wird die Bildung einer Oxidschicht gefördert. Denn hat sich diese einmal ausgebildet, so schützt das darunter liegende Metall vor weiteren unerwünschten Korrosions- und Verfärbungsprozessen.

Möglichkeiten, um Verfärbungen bei Metall wieder zu entfernen

Trotz aller Schutz- und Beschichtungsmaßnahmen treten immer wieder unerwünschte Metallverfärbungen auf. Vor allem Werkteile, die Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, wie beispielsweise an Bauwerken. Die verrostete Regenrinne oder braunrote Verfärbungen auf Geländern aus Chromstahl sind unschöne Beispiele dafür. Die Entfernung kann entweder auf mechanischem oder chemischem Weg erfolgen. Durch das Schleifen kann eine ungewollte Verfärbung entfernt werden. Wichtig ist es dabei, lokale Hitzeentwicklung zu vermeiden – denn dadurch kann die Metalloberfläche wieder angegriffen werden.

Ein alternatives Verfahren ist das Strahlen der Oberfläche. Oberflächenverfärbungen werden wirkungsvoll abgetragen und im Allgemeinen bleibt eine sehr glatte und reine Metalloberfläche zurück. Auch vorsichtiges Bürsten mit einer Edelstahl- oder Messingdrahtbürste kann Oberflächenverfärbungen vollständig entfernen. Verzinntes Kupfer, das in Außenbereichen von Gebäuden eingesetzt wird, kann sich unter dem Einfluss von Streusalz im Winter grün verfärben. Durch Abbürsten kann diese Verfärbung sehr einfach wieder entfernt werden. Danach sollte eine Schutzschicht, zum Beispiel aus Bitumen- oder Klarlack aufgetragen werden, um die erneute Oberflächenverfärbung zu vermeiden.

Metallverfärbungen können auch auf chemischem Weg entfernt werden. Das „Beizen von Metallen“ ist dabei nichts anderes als ein Anätzen der Oberfläche durch Säuren beziehungsweise durch Laugen. Je nach Metall kommen unterschiedliche Beizmittel zum Einsatz. Bei der Auswahl des geeigneten Beizmittels ist dies zu berücksichtigen. Manchmal reichen aber auch schon etwas weniger aggressive Chemikalien, das heißt leicht saure oder leicht alkalische Reinigungsmittel. Diese werden auf die Oberfläche aufgesprüht und entweder mit Wasser abgespült oder mit einem Lappen abgerieben. Das kennt man im privaten vom Reinigen des „angelaufenen“ Silberbestecks. Im industriellen Bereich kommen speziell darauf abgestimmte Industriereiniger zum Einsatz.

Verfärbungen von Kunststoff können verschiedene Ursachen haben

Das Ausbleichen von Kunststoffprodukten kennt vermutlich jeder. Durch direkte UV-Einstrahlung werden die Polymerketten des Kunststoffs teilweise zerstört, was zu Versprödung führt. UV-Licht hat aber auch zur Folge, dass die im Kunststoff enthaltenen Pigmente und Farbstoffe ebenfalls angegriffen und teilweise zerstört werden. Auch eine indirekte UV-Einstrahlung kann zu diesen Folgen führen. Es gibt aber auch andere Ursachen, die Verfärbungen bei Kunststoff auslösen und manchmal sogar Fachleute vor Rätsel stellen. So wurde in der Autoindustrie das Phänomen entdeckt, dass sich helle Bauteile unter Einfluss von Tageslicht verfärbten, um nach einigen Tagen wieder die ursprüngliche Farbe anzunehmen. Vermutet wurde ein Zusammenspiel der verschiedenen Additive, Farb- und Lichtschutzmittel, die in einem Kunststoffteil enthalten sind, denn Kunststoff ist in den seltensten Fällen ein reines Polymer.

In Kunststoffen befinden sich Additive, Weichmacher oder auch redoxaktive Metallteilchen, bei denen es sich auch um Verunreinigungen aus der Produktion handeln kann. Unter Umwelteinflüssen reagieren diese Teilchen auch miteinander oder werden, siehe oben, zerstört. Schließlich können auch andere äußere Einflüsse zu Verfärbungen führen. Wenn sich Metallstäube, zum Beispiel Eisenstäube, auf PVC-Fenstern niederschlagen, kann dieses mit Hilfe von Sonnenlicht mit dem PVC reagieren und es entstehen unschöne gelbe Flecken. Auch der Einsatz von aggressiven Reinigungsmitteln kann zu Schäden führen. Vor allem Industriereiniger werden häufig in Form von Konzentraten angeboten. Hält man sich nicht an die vorgeschriebene Verdünnung, sondern nutzt eine zu hohe Konzentration, kann dies schwerwiegende Folgen haben. Beispielsweise kann der Kunststoff PVC durch in einem Reiniger vorhandenes Ammoniak oder durch Benzylalkohol angegriffen werden, wenn diese Inhaltsstoffe zu hoch dosiert sind.

Schutz und Pflege von Anfang an

Für Kunststoffoberflächen gilt also ähnliches wie für Metalloberflächen: eine Schutzschicht sollte sein. Dafür gibt es spezielle Pflegeprodukte, die in den Kunststoff eindringen und quasi „ummanteln“. Additive, wie Lichtschutzmittel im Kunststoffprodukt selbst oder in der Schutzschicht schützen vor UV-Strahlung. Das Beste ist natürlich, direkte UV-Einstrahlung einfach zu vermeiden.

Durch gute Pflege von Kunststoffoberflächen können Verfärbungen ebenfalls verhindert werden. Der Einfluss von Eisenstaub auf PVC-Oberflächen zeigt deutlich, wie wichtig die regelmäßige Reinigung von Oberflächen ist. Auch die Auswahl und korrekte Anwendung von Reinigern ist essenziell, um keine unschönen Überraschungen zu erleben. Dies gilt insbesondere für Industriereiniger, die oftmals andere Zusammensetzungen als „normale“ Haushaltsreiniger aufweisen.

Verfärbungen auf Kunststoff wieder entfernen und zukünftig verhindern

Wie im Fall der Metalle kann eine Kunststoffoberfläche chemisch oder mechanisch behandelt werden. Mechanisch kann eine Kunststoffoberfläche durch vorsichtiges Schleifen gesäubert werden. Nach der Behandlung muss die Oberfläche durch eine Schutzschicht versiegelt werden. Eine chemische Behandlung muss sehr vorsichtig erfolgen und vor allem auf Kunststoffoberflächen abgestimmt sein. Hierfür stehen spezielle Industriereiniger zur Verfügung.