Feinstreinigung: ein Anwendungsbeispiel aus der industriellen Praxis
Atmosphärendruckplasma sorgt für konstante Haftfestigkeit der Druckfarbe
Ob Hochbau, Tiefbau oder Bergbau, Heimwerker oder Profi, wenn es auf ein exaktes Maß ankommt, dann sind präzise Messwerkzeuge unerlässlich. Auf die Präzision des Messinstrumentes muss sich der Anwender verlassen können, wenn es gilt genau eine Position oder Länge, Tiefe oder Abstand, Winkel oder Umfang abzulesen. Mehr als 90 Jahre Erfahrung bei der Fertigung von hochwertigen Messwerkzeugen besitzt die Firma Friedrich Richter Messwerkzeugfabrik GmbH & Co. KG in Speichersdorf. Der Pionier auf dem Gebiet der Messwerkzeuge versendet seine Produkte in über 40 Länder weltweit. Das in dritter Generation geführte Familienunternehmen wird bei Kunden auch für die Umsetzung von kleinen Stückzahlen und Sonderlösungen geschätzt. So wurde auch schon ein Bandmaß mit der stolzen Länge von 1200 m gefertigt.
Begonnen hat alles mit dem Holzzollstock, der heute durch viele weitere Messwerkzeuge, die aus Kunststoff, Aluminium und speziellen Stählen gefertigt werden, ergänzt wird. Durch die Erweiterung der Produktpalette und der vielfältigen Einsatzbedingungen der Instrumente, stiegen auch die Anforderungen an die Kennzeichnung. Unabhängig davon ob es die gedruckte Skala oder die Produktkennzeichnung ist, beide müssen das durchaus anspruchsvolle Messwerkzeugleben überdauern. Eine beständige Bedruckung setzt eine sorgfältige Vorbereitung der Oberfläche voraus, damit sich die aufgetragene Farbe gut verankern kann.
Lösemittelfreie Feinstreinigung
Das Augenmerk liegt bei den nachfolgenden Ausführungen auf den Wasserwaagen, die die Firma Richter in 11 unterschiedlichen Längen und unzähligen Varianten produziert. Eine große Anzahl der Wasserwaagen wird aus Aluminiumprofilen gefertigt, die vor dem Stanzen der Aussparungen für die Messlibellen, gut eingeölt werden müssen. Dieser für die mechanische Bearbeitung notwendige Ölfilm muss vor der Bedruckung jedoch gänzlich entfernt werden, da ansonsten eine gute Druckhaftung unmöglich ist. Daher werden die Profile in einem ersten Schritt entölt und zu einem zweiten, manuellen Reinigungsschritt wurde die zu bedruckende Oberfläche bisher zusätzlich mit Lösemittel von letzten Ölresten gesäubert. Dieser manuelle, lösemittelhaltige Vorgang sollte aus den Blickwinkeln von Arbeits- und Umweltschutz (VOC-Richtlinie) und aus Gründen der Prozesssicherheit ersetzt werden. Daher wurde am Markt nach einer Reinigungstechnologie gesucht, die lösemittelfrei arbeitet, in die Linie eingefügt werden kann und ein konstant gutes Ergebnis liefert. Bei den Recherchen wurde Jochen Kümmerl, Produktionsleiter bei Richter, auf die atmosphärische Plasmatechnik der TIGRES GmbH aufmerksam. Er schätzte diese, aufgrund der kompakten Bauweise und der Integrierbarkeit in den bestehenden Fertigungsablauf, als geeignet ein.
Sehr gute Haftfestigkeiten
Im Hause der TIGRES GmbH in Marschacht, wurden erste Aluminiumprofile feinstgereinigt und anschließend im Hause Richter bedruckt. Das Druckbild und ebenso dessen Haftfestigkeit waren auf den mit Plasma gereinigten Wasserwaagen sehr gut, so dass ein Großversuch unter Serienbedingungen in der Linie durchgeführt wurde.
„Bei der Feinstreinigung mit atmosphärischem Plasma wird der dünne, für das Auge unsichtbare Film, der beim Entölen auf der Oberfläche zurückbleibt, abgetragen. Hierbei werden die organischen Verbindungen gespalten, in die Gasphase überführt und hauptsächlich als CO₂ umgesetzt“, erläutert Marcus Cardiello, Vertriebsmitarbeiter der TIGRES GmbH. „Es handelt sich um einen trockenchemischen Reinigungsprozess, der direkt vor dem Druckauftrag durchgeführt wird“.
Um die komplette Breite der Seitenfläche abzudecken, wurden zwei Plasma CAT Düsen integriert. Die Behandlungsbreite eines Düsenkopfes liegt bei 25 mm, so dass die mögliche zu bedruckende Fläche gänzlich erfasst wurde (siehe Abbildung 1). Von der ersten Wasserwaage der Versuchsreihe bis zur letzten war das Ergebnis der Haftfestigkeitsprüfungen sehr gut und überzeugend.
„Vom Tesatest über den Abriebtest bis hin zur gefürchteten Fingernagelprobe wurden alle Prüfungen bestanden und die künftige Vorbehandlungsmethode für diese Anwendung stand fest“, berichtet Jochen Kümmerl. „Unsere Kunden erwarten beim Kauf unserer Produkte Qualität Made in Germany, die wir nun durch diese für uns neue Reinigungsmethode noch verlässlicher garantieren können“.
Scheller und zuverlässiger
In kürzester Zeit wurde die Reinigungsanlage in die Produktionslinie integriert und reinigt zuverlässig Wasserwaagen von 20 bis 200 cm Länge. Doch nicht nur die Prozesssicherheit wurde verbessert. Dadurch, dass der manuelle und zeitintensive Reinigungsschritt ersetzt wurde, verkürzt sich die Reinigungszeit um 50%.
Richter Messwerkzeuge liefert nicht nur Made in Germany, sondern achtet auch bei seinen Lieferanten auf Made in Germany. „Für uns sind kurze Wege zu unseren Lieferanten, sowie kurze Reaktionszeiten bei Stillstand oder für Ersatzteillieferungen sehr wichtig. In TIGRES haben wir hierhin einen verlässlichen Partner, auch für künftige Projekte, gefunden“, erläutert Jochen Kümmerl.
Mehr als "sauber"
Diese Anwendung zeigt einmal mehr, dass äußerste Sauberkeit auf einer zu bedruckenden Oberfläche notwendig ist, um filigrane Druckbilder, wie kleine Schriften und Barcodelabel (Abbildung 2), realisieren zu können. Je weniger organische Verunreinigungen zwischen Untergrund und Druckfarbe „eingeschlossen“ werden, desto besser die Verbindung, die beide eingehen.
