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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Reinigen von Gegenständen und zum Schützen von Gegenständen vor Verschmutzung sowie die Verwendung eines Abziehlacks zur Reinigung von Gegenständen von anhaftenden Verschmutzungen, insbesondere Partikeln, vorzugsweise metallischen Partikeln, nach Anspruch 12.
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Technische Sauberkeit (TeSa) gewinnt für Hersteller speziell von Teilen und Komponenten, die in Fahrzeugen und Motoren zum Einsatz kommen, zunehmend an Bedeutung. In vielen Systemen im Fahrzeug kann eine Verunreinigung solcher Teile/Komponenten durch Partikel, die beispielsweise von Trenn- oder Fügeverfahren herrühren, zu Funktionsbeeinträchtigungen bis hin zum Ausfall von ganzen Systemen führen, in denen diese Teile/Komponenten zum Einsatz kommen, z. B. Kraftstoffsysteme, Schmier- und Hydrauliksysteme, Kühl- und Klimasysteme, Ansaugtrakt und Abgassysteme. Beispiele für die vorgenannten Teile/Komponenten sind – ohne Beschränkung – Metallbälge, metallische Schlauchleitungen, Kompensatoren oder Gußkrümmer.
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Um die TeSa sicherzustellen sind große Aufwendungen erforderlich, insbesondere für:
- – saubere Fertigungsräume (Reinräume, Sauberräume und/oder Sauberzonen);
- – partikelarm optimierte Prozesse (Biegen, Trenne, Schweißen, ...);
- – saubere Lagerung, Transport;
- – Personalschulung;
- – Endreinigung und Zwischenreinigung;
- – kontinuierliche TeSa-Messungen;
- – saubere Verpackung (teilweise Reinigung oder Einwegverpackung erforderlich.
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Aufgrund dieser Umstände ergeben sich eine Reihe von Nachteilen, die sich insbesondere negativ auf die Prozessdauer und die -Kosten auswirken:
Durch den großen Aufwand an allen Stellen der Prozesskette entstehen erhöhte Kosten, beispielsweise führt eine Endreinigung zu Zusatzkosten von bis zu 2 Euro pro EGR (Abgasrückführleitung). Saubere Flächen der Bauteile müssen geschützt werden, z. B. durch Stopfen bei Rohrleitungen (Handling umständlich, Kosten ca. 0,10–0,20 Euro pro Stück). Zahlreiche Fertigungsprozesse dauern wegen Zwischenreinigung länger, dadurch wird JiT (Just in Time) erschwert. Kunden-TeSa-Forderungen können teilweise nicht eingehalten werden, und auch Lieferanten können die TeSa-Forderungen oft nicht einhalten. Auch der Kunde kann bei Beistellteilen oder bei beigestellter Verpackung die TeSa-Forderung teilweise nicht erfüllen. Die TeSa muss bis zur Entnahme aus der Verpackung beim Kunden, z. B. in der Motorenmontage sichergestellt sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf die zahlreichen aufwändigen, sauberkeitsfördernden Maßnahmen an zahlreichen Stellen der Prozesskette zu verzichten, ohne Abstriche bei der am Endprodukt erreichbaren Sauberkeit zu machen, um zu einem zeit- und kostengünstigeren Prozess zu gelangen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Verwendung gemäß Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen von Gegenständen und zum Schützen von Gegenständen vor Verschmutzung ist dadurch gekennzeichnet, dass a) auf den Gegenstand eine lackartige Substanz (sog. Abziehlack) aufgebracht wird; b) die Substanz getrocknet oder trocknen gelassen wird, bis sich ein zusammenhängender Film gebildet hat; und c) der Film von dem Gegenstand abgezogen wird, um Verschmutzungen von dem Gegenstand zu entfernen. Dies betrifft vor allem solche Verschmutzungen, die bereits vor dem Aufbringen des Lacks auf dem Bauteil vorhanden waren.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung schlägt die Verwendung eines Abziehlacks zur Reinigung von Gegenständen von anhaftenden Verschmutzungen, insbesondere Partikeln, vorzugsweise metallischen Partikeln, vor.
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Es genügt somit im Rahmen der Erfindung, bei der Herstellung von TeSa relevanten Teilen oder Komponenten anstelle der bislang praktizierten aufwändigen Maßnahmen im Wesentlichen einen zusätzlichen Prozessschritt, nämlich die Applikation eines geeigneten Abziehlackes auf sauberkeitsrelevante Flächen am Endprodukt, vorzunehmen.
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Der Abziehlack kann einerseits vorhandene Verschmutzungen bzw. Verschmutzungspartikel binden und schützt die Bauteil-Oberfläche bis zur Montage beim Kunden zusätzlich gegen weitere Verunreinigungen, z. B. beim Transport und/oder bei der Lagerung.
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Der Abziehlack wird vorzugsweise erst kurz vor der Endmontage beim Kunden zusammen mit den darin eingeschlossenen Partikeln entfernt. Dadurch entfallen viele sauberkeitsfördernde Maßnahmen, wie z. B. Reinräume oder Sauberräume, Zwischenreinigung, Endreinigung, Sauberkeitsanalysen, saubere Verpackungen, etc.
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„Abziehlacke” sind Lacke auf Kunststoffbasis, die nach dem Aufspritzen oder Aufstreichen einen dichten hautartigen Überzug bilden, eine wesentlich höhere Eigenfestigkeit als Haftfestigkeit am Untergrund besitzen und daher, falls erforderlich, von diesem abgezogen werden können. Die Haftfestigkeit ist ein Maß für den Widerstand einer Beschichtung gegen ihre mechanische Abtrennung vom Untergrund (Einheit: Kraft pro Fläche, d. h. N/mm2). Abziehlacke (auch „Flüssigfolie” genannt) werden nach dem Stand der Technik verwendet zum Überziehen von Metallteilen in der Lackiererei, die nicht lackiert werden, sowie zum Schutz gegen Verunreinigungen und leichte mechanische Einflüsse etc., ohne dass bislang die Reinigungswirkung derartiger Lacke erkannt bzw. genutzt worden wäre.
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Ein anderes, vorbekanntes Einsatzgebiet ist die Anwendung auf Leiterplatten, welche mehrmals über Lötanlagen fahren müssen, zu Maskierungszwecken. Um das Vollziehen der zunächst unbestückten Löcher auf der Leiterplatte mit Zinn zu verhindern, wird dort Abziehlack aufgebracht.
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Ebenso beim sog. „Maskieren vor der Lackierung”, wobei Teile, die nicht lackiert werden sollen, z. B. Gewinde, Scharniere, etc. mit Abziehlack gestrichen werden. Danach wird lackiert, und der Abziehlack lässt sich leicht komplett mitsamt der aufgetragenen Farbe entfernen.
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Um den chemischen Angriff auf nicht abzutragende Teilbereiche einer Metalloberfläche zu verhindern, kann diese vor der Behandlung in z. B. Beizbädern mit einem Abziehlack beschichtet und somit vor der chemischen Behandlung geschützt werden, vgl.
EP 0889937 .
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Auch aus der Galvanik sind aus Abziehlack aufgebrachte Lackmaske zum selektiven Schutz von Oberflächen vor nachfolgenden Prozessen (z. B. Goldkante vor dem Löten) bekannt, sog. „Galvanoresist”.
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Im Kontext der Erfindung sind vorzugsweise bestimmte Anforderungen an geeignete Abziehlacke zu stellen. Dazu gehören insbesondere – allein oder in Kombination – eine gute Benetzung der Schmutzpartikel durch den Abziehlack; eine geeignete Viskosität des Abziehlacks, um diesen mit ausreichender Schichtdicke aufbringen zu können; eine geeignete Haftung der Lackschicht; eine gute Abziehfähigkeit des Lackes; die Umweltfreundlichkeit des Abziehlacks (möglichst wasserverdünnbar) sowie eine geeignete Trockengeschwindigkeit.
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Die Erfindung zeichnet sich durch hohen Nutzen und Wirtschaftlichkeit aus, weil der Sauberkeitsaufwand an allen Stellen der Prozesskette sowie der Investitionsaufwand für Maschinen und Sauberräume reduziert wird, weil keine Zusatzkosten für End- und Zwischenreinigung und keine Zusatzkosten für Verpackung entstehen und weil die Durchlaufzeiten verkürzt werden, da eine Zwischenreinigung entfällt.
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Das Verfahren eignet sich für kleine und große Bauteile, insbesondere auch für unlegierten Stahl, weil das Korrosionsrisiko entfällt, und schafft so einem umfassenden Wettbewerbsvorteil.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass als die lackartige Substanz eine Substanz verwendet wird, die dazu geeignet ist, vor Aufbringen des Films auf dem Gegenstand anhaftende Partikel, insbesondere metallische Partikel, vorzugsweise Staub, Späne, Schweißpartikel und/oder Schlacketeilchen mit einer mittleren Partikelgröße zwischen etwa 10 μm und 10.000 μm, vorzugsweise zwischen etwa 100 μm und 5.000 μm, höchst vorzugsweise zwischen etwa 200 μm und 1.000 μm, einzubetten, um diese Partikel in Schritt c) im Wesentlichen von dem Gegenstand zu entfernen. Dabei kann die Substanz in Schritt a) vorzugsweise mit einer Trockenschichtdicke von etwa 100 μm bis 300 μm, höchst vorzugsweise etwa 110 μm bis 230 μm, auf den Gegenstand aufgebracht werden. Auf diese Weise lassen sich insbesondere im Automotive-Bereich regelmäßig auftretende Verschmutzungen in den Griff bekommen.
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Die aufzutragende Filmdicke kann von den Lack- und Materialeigenschaften sowie von der angestrebten Reinigungswirkung bzw. der Art der Verschmutzung abhängen und wird für einen konkreten Anwendungsfall experimentell zu überprüfen bzw. zu bestimmen sein, was dem Fachmann jedoch bei Bedarf leicht gelingt.
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Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass als die lackartige Substanz eine Substanz verwendet wird, die wenigstens eine chemisch aktive Komponente enthält, die dazu geeignet ist, vor Aufbringen des Films auf dem Gegenstand anhaftende Verschmutzungen, insbesondere organischer Natur, anzulösen, abzulösen und/oder aufzulösen, um diese Verschmutzungen in Schritt c) im Wesentlichen zu entfernen. Auf diese Weise lässt sich der Einsatzbereich des Verfahrens stark erweitern.
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Der Gegenstand muss keine glatte und/oder metallische Oberfläche bestizen. Auch strukturierte Oberflächen oder sogar faserige Oberflächen kommen in Betracht.
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Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass vor, während oder kurz nach Schritt a), insbesondere bei noch weicher Substanz, wenigstens ein biegeschlaffes Zugmittel, vorzugsweise ein Zugband oder Zugfaden, höchst vorzugsweise Gewebeband, am Aufbringort der Substanz angeordnet wird, so dass es zumindest teilweise in die Substanz eingebettet ist, welches Zugmittel zum Abziehen des Films in Schritt c) dient, wobei vorzugsweise das Zugmittel bei hohlen Gegenständen an einer Innenseite des betreffenden Gegenstands angeordnet wird, und wobei das Zugmittel vorzugsweise an seinem freien Ende mit einem Haltemittel, höchst vorzugsweise einer Schlaufe, versehen wird. Der Einsatz eines solches Zugmittels stellt eine einfache, aber höchst wirksame Möglichkeit dar, den Abziehlack auch von Gegenständen mit schwer zugänglichen Stellen (insbesondere Hohlräumen) wieder zu entfernen.
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Noch eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein an der Innenseite angeordnetes Zugmittel bei einem rohrartigen Gegenstand nach Trocknung der Substanz in Schritt b) mit seinem freien Ende durch den Gegenstand hindurchgeführt wird, vorzugsweise hindurchgesaugt, so dass sich das Zugmittel durch den Gegenstand hindurch erstreckt. So lässt sich der Abziehlack-Film besonders gut entfernen.
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Im Zuge einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine wasserverdünnbare Substanz als die lackartige Substanz verwendet wird, um eine gute Umweltfreundlichkeit zu erreichen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine lösemittelhaltige Substanz als die lackartige Substanz verwendet wird. Unter Umständen lassen sich hiermit bessere Reinigungswirkungen und/oder bessere Verarbeitungsabläufe erreichen.
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Im Zuge einer noch weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine lackartige Substanz verwendet wird, deren Schälkraft im getrockneten Zustand, insbesondere bei metallischen Oberflächen, kleiner ist als eine Reißkraft des Films. Auf diese Weise lässt sich der Film besonders einfach und schnell wieder entfernen.
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Eine andere Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine lackartige Substanz verwendet wird, die einen Farbstoff enthält. Dies kann hilfreich sein, um den gleichmäßigen Auftrag des Films zu kontrollieren und/oder um nicht restlos entfernte Bereiche des Films auszumachen.
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Eine wieder andere Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der zu reinigenden Gegenstand ein Leitungselement ist, vorzugsweise ein Rohrleitungselement, Balg, Schlauch, insbesondere Wellschlauch oder Wickelschlauch, insbesondere aus Metall und insbesondere für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf derartige Anwendungen beschränkt. Insbesondere muss der zu reinigende bzw. zu schützende Gegenstand nicht zwingend in Metall ausgebildet sein, worauf schon hingewiesen wurde.
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Um die Verarbeitung des Lacks zu erleichtern und/oder um insbesondere die Partikeleinbettung zu verbessern, kann weiterhin vorgesehen sein, dass in Schritt a) der Substanz beim Auftragen Luft oder ein anderes Gas beigemengt wird, insbesondere wenn die Substanz aufgespritzt wird.
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Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass das Auftragen der Substanz in Schritt a) durch Fluten des Gegenstands mit der Substanz, durch Eintauchen des Gegenstands in die Substanz und/oder durch Aufspritzen der Substanz auf den Gegenstand erfolgt.
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Wie bereits ausgeführt, betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Abziehlacks zur Reinigung von Gegenständen von anhaftenden Verschmutzungen, insbesondere Partikeln, vorzugsweise metallischen Partikeln.
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Diese Verwendung eignet sich besonders – aber ohne Beschränkung – zur Reinigung von metallischen Leitungselementen, insbesondere Rohren, Schläuchen, wie Wickel- oder Wellschläuchen, oder Bälgen, von partikelförmigen Produktionsrückständen oder dergleichen, wie Staub, Spänen, Schweißpartikeln und/oder Schlacketeilchen, vorzugsweise mit einer mittleren Partikelgröße zwischen etwa 10 μm und 10.000 μm, höchst vorzugsweise zwischen etwa 200 μm und 1.000 μm.
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Bei Gegenständen mit „komplexer” Geometrie, wie Bälgen oder dgl., kann es ratsam sein, die Trocknung liegend durchzuführen, damit sich in die Balgwellen keine Lackseen bilden, welche die Trocknung erschweren und/oder das spätere Abziehen beeinträchtigen können.
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Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verwendung weiterhin vorgesehen sein, dass der Abziehlack wenigstens eine chemisch aktive Komponente enthält, die dazu geeignet ist, vor Aufbringen des Lacks auf dem Gegenstand anhaftende Verschmutzungen, insbesondere organischer Natur, anzulösen, abzulösen und/oder aufzulösen, um diese Verschmutzungen beim Abziehen des Lackfilms von dem Gegenstand im Wesentlichen zu entfernen.
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Schließlich ist es auch im Rahmen der vorgeschlagenen Verwendung möglich, dass der Abziehlack einen Farbstoff enthält und/oder dass der Abziehlack ein wasserverdünnbarer oder ein lösemittelhaltiger Lack ist.
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Folgende Lacksorten wurden von der Anmelderin im Rahmen umfangreicher Test exemplarisch überprüft, ohne dass die Erfindung auf die Verwendung dieser Lacke beschränkt wäre:
- 1. Mipa Abziehhaut (MIPA AG, D-84051 Essenbach)
- 2. Brillux Abziehlack 5431 (Brillux GmbH, D-59423 Unna)
- 3. Kronen Aqua Abziehlack 392 (Industrielack Paul Jäger GmbH, D-71696 Möglingen)
- 4. Feycostrip 782 Abziehlack (Feycolor GmbH, D-93055 Regensburg)
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Die Lacke zu 1. und 2. sind auf Basis eines PVC-Copolymerisats bzw. PVC-Mischpolymerisats formuliert. Die Lacke zu 3. und 4. weisen eine wässrige Lösemittelbasis auf. Die besten Ergebnisse wurden mit Lack 1 erzielt; Lacke 2 bis 4 waren weniger gut bzw. nur bedingt geeignet.
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Weitere Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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1 zeigt ein Rohrteil mit innen und außen aufgebrachtem Abziehlack und eingelegtem Zugband; und
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2 zeigt die Anordnung aus 1 mit durch das Rohrteil gesaugtem Zugband zum Abziehen des Lackfilms.
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In 1 ist ein Rohrteil als Beispiel für einen zu reinigenden und vor weiterer Verschmutzung zu schützenden Gegenstand gezeigt. Vorzugsweise handelt es sich um ein metallisches Rohrteil für die Abgasanlage eines Kfz mit Verbrennungsmotor. Wegen eines dort vorhandenen Turboladers sind hohe Reinheitsanforderungen an das Rohrteil zu stellen, welches im Zuge seiner Herstellung mit (metallischen) Partikeln verschmutzt wurde, z. B. bei einem Trenn- oder Schweißprozess. Das Rohrteil ist in der 1 insgesamt mit Bezugszeichen 1 bezeichnet.
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An seiner Oberfläche (innen und außen) weist das Rohrteil eine durchgängige Beschichtung 2 aus einem geeigneten Abziehlack auf, die durch Tauchen des Rohrteils 1 aufgebracht wurde, ohne dass zuvor eine Reinigung des Rohrteils 1 erfolgt wäre. In die noch feuchte Lackschicht 2 wurde dann ein biegeschlaffes Zugmittel 3 in Form eines Zugfadens nach Art eines Gewebebands teilweise eingebettet ist, welches Zugmittel 3 zum Abziehen des Lackfilms 2 dient. Dabei wurde das Zugmittel 3 bei dem gezeigten hohlen Gegenstand (Rohrteil 1) an einer Innenseite 1a des betreffenden Gegenstands angeordnet, so dass es größtenteils frei aus dem Rohrteil 1 heraus hängt.
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Der Einsatz eines solches Zugmittels 3 stellt eine einfache, aber höchst wirksame Möglichkeit dar, den Abziehlack 2 auch von Gegenständen mit schwer zugänglichen Stellen (insbesondere Hohlräumen) wieder zu entfernen. Dazu wird gemäß 2 zunächst das Zugmittel 3 durch das Rohrteil 1 hindurchgeführt, beispielsweise durch Anlegen eines Unterdrucks (hindurch gesaugt), so dass das freie (Zug-)Ende 3a des Zugmittels 3 bezogen auf dessen Einbettungsstelle in der Lackschicht 2 sich auf entgegengesetzten Seite des Rohrteils 1 befindet. Dann lässt sich durch Ausüben einer Zugkraft gemäß Pfeil F auf das Ende 3a des Zugmittels 3 der Lack 2 wie eine Pelle ohne Weiteres und in regelmäßig nur einem Arbeitsgang von dem Rohrteil 1 entfernen. Dies geschieht zweckmäßiger Weise erst ganz kurz von einer Weiterverarbeitung (Montage) des Rohrteils 1, welches so einerseits von Produktionsrückständen gereinigt wird, während es zusätzlich in der Zeit zwischen Produktion und Montage vor weiteren Verschmutzungen geschützt war, was einen sehr vorteilhaften Nebeneffekt der Erfindung darstellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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