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Die Erfindung betrifft ein Analyseverfahren zur Ermittlung von lackbenetzungsstörenden Substanzen in Wasser beim Einsatz bei einer Kraftwagenlackierung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus der
DE 10 2010 033 711 A1 ist eine Lackieranlage zum Lackieren von Fahrzeugbauteilen oder Fahrzeugkarosserien beschrieben. Diese Lackieranlage umfasst eine Prüfstation, welche durch eine Messung der Leitfähigkeit und/oder des Brechungsindexes und/oder der Trübung und/oder der Tropfenverteilung auf einem Substrat und/oder der Oberflächenspannung der aus einem Kondensator und/oder einem Tropfenabscheider und/oder aus einer Wasseraufbereitungsanlage gewonnenen Flüssigkeit deren Eignung für eine Wiederverwendung in einer Spülflüssigkeit analysiert. Zusätzlich wird beschrieben, dass eine Probecharge entnommen wird und auf eine Verursachung von Lackbenetzungsstörungen hin untersucht wird.
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Aus dem Serienfahrzeugbau ist es darüber hinaus bekannt, von einem Bauteil, welches auf lackbenetzungsstörende Substanzen untersucht werden soll, einen Abrieb zu erzeugen, welcher mittels eines Lacks überlackiert wird und anschließend eine Verteilung des Lacks auf dem Abrieb ausgewertet wird. Dieses Analyseverfahren ist jedoch schlecht quantifizierbar und reproduzierbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Analyseverfahren zur Ermittlung von lackbenetzungsstörenden Substanzen im Wasser zum Einsatz bei der Kraftwagenlackierung zu schaffen, welches besonders gut quantifizierbar und reproduzierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Analyseverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zur Schaffung eines besonders gut quantifizierbaren und besonders gut reproduzierbaren Analyseverfahrens zur Ermittlung von lackbenetzungsstörenden Substanzen in Wasser zum Einsatz bei der Kraftwagenlackierung, bei welchem eine Wasserprobe mittels einer Analyseapparatur analysiert wird, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wasserprobe auf ein Substrat mit einer definierten Oberflächenspannung aufgebracht wird. Anschließend wird mittels einer Digitalkamera ein Istwertmuster der Wasserprobe aufgenommen und durch Vergleichen mit einem Sollwertmuster mittels einer Recheneinrichtung numerisch ausgewertet.
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Mit anderen Worten wird bei dem Analyseverfahren die Wasserprobe auf das Substrat mit der definierten Oberflächenspannung appliziert. Anschließend wird die Wasserprobe verfahrenstechnisch aufbereitet. Mit der Digitalkamera wird das Istwertmuster der aufbereiteten Wasserprobe, insbesondere die Oberfläche der aufbereiteten Wasserprobe, aufgenommen und an die Recheneinrichtung übertragen. Bei dem Istwertmuster kann es sich insbesondere um ein Oberflächenmuster der Wasserprobe handeln. Dieses Istwertmuster wird mittels der Recheneinrichtung numerisch ausgewertet, indem der Vergleich mit dem Sollwertmuster durchgeführt wird. Dabei kann insbesondere eine Abweichung des Istwertmusters von dem Sollwertmuster numerisch ausgewertet werden, wobei beispielsweise in der Recheneinrichtung ein Grenzwert für die Abweichung hinterlegt ist, ab welchem lackbenetzungsstörende Substanzen mit einer definierten Wahrscheinlichkeit in der Wasserprobe vorhanden sind. Beispielsweise kann mittels des Analyseverfahrens abgeschätzt werden, in welchen Mengen die lackbenetzungsstörenden Substanzen vorhanden sind und welcher Art die lackbenetzungsstörenden Substanzen sind. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es besonders einfach und schnell durchführbar ist und somit regelmäßig und in kurzen Zeitabständen durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist das Analyseverfahren aufgrund der Durchführung der numerischen Auswertung besonders gut reproduzierbar.
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Vorzugsweise wird wenigstens ein, von dem Aufbringen der Wasserprobe, dem Aufnehmen des Istwertmusters und dem Numerischen Auswerten unterschiedlicher weiterer verfahrenstechnischer Schritt mit der Wasserprobe durchgeführt. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass das Istwertmuster für die Digitalkamera, beispielsweise aufgrund von eines Kontrasts zwischen der Wasserprobe und dem Substrat besonders gut aufgenommen werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wasserprobe in einem ersten weiteren verfahrenstechnischen Schritt eingedampft wird und in einem zweiten weiteren verfahrenstechnischen Schritt mit einer Analyselösung beschichtet wird. Insbesondere wird eine derartige Analyselösung gewählt, welche mit lackbenetzungsstörenden Substanzen reagiert. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass die lackbenetzungsstörenden Substanzen besonders deutlich nachgewiesen werden können. Aufgrund des Eindampfschrittes ist beispielsweise die Analyselösung besonders einfach auf der Wasserprobe verteilbar. Darüber hinaus wird beispielsweise aufgrund des Eindampfschrittes besonders wenig Analyselösung für das Analyseverfahren benötigt. Somit kann das Analyseverfahren besonders kostengünstig durchgeführt werden.
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Vorzugsweise wird die Wasserprobe mittels Blasentensiometrie analysiert. Insbesondere wird die Wasserprobe vor Aufbringen auf das Substrat mittels der Blasentensiometrie analysiert. Mittels der Blasentensiometrie wird eine Oberflächenspannung der Wasserprobe ermittelt, um ein Vorhandensein von Tensiden zu erkennen. Aufgrund der zusätzlichen Analyse der Wasserprobe mittels der Blasentensiometrie kann sichergestellt werden, dass mit besonders hoher Sicherheit eine Fehlanalyse der Wasserprobe hinsichtlich der lackbenetzungsstörenden Substanzen ausgeschlossen werden kann.
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Weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, das Substrat zum Aufbringen der Wasserprobe durch die Wasserprobe zu ziehen und ein sich ergebendes Benetzungsbild direkt photometrisch zu analysieren. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Analyse, insbesondere eine Voranalyse, der Wasserprobe.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Analyseverfahren im Rahmen eines Wasseraufbereitungsverfahrens eines Lackierprozesses durchgeführt. Somit kann besonders schnell festgestellt werden, ob das Wasser, welchem die Wasserprobe entnommen worden ist, für einen Wiederverwertungsvorgang herangezogen werden kann. Liegt ein Anteil an lackbenetzungsstörenden Substanzen in der Wasserprobe unter einem definierten Grenzwert, so kann das Wasser, welchem die Wasserprobe entnommen worden ist, im Rahmen des Lackierprozesses wiederverwendet werden. Hierdurch kann besonders vorteilhaft ein Frischwasserbedarf des Lackierprozesses besonders gering gehalten werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
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Dabei zeigt:
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1 in einer schematischen Schnittansicht eine erste Analyseapparatur, mit einem Substrat, auf welchem eine Wasserprobe applizierbar ist, mit einer Analyseeinrichtung, mittels welcher verfahrenstechnische Schritte mit der Wasserprobe durchführbar sind, mit einer Digitalkamera, mittels welcher ein Istwertmuster der Wasserprobe aufnehmbar ist, sowie mit einer Recheneinrichtung, mittels welcher das Istwertmuster durch Vergleichen mit einem Sollwertmuster numerisch auswertbar ist, und
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2 in einer schematischen Seitenansicht eine zweite Analyseapparatur, mit einem Blasentensiometer;
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In 1 ist in einer schematischen Schnittansicht eine Analyseapparatur 10 gezeigt. Diese Analyseapparatur 10 wird zur Ermittlung von lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 in Wasser zum Einsatz bei der Kraftwagenlackierung eingesetzt. Insbesondere wird die Analyseapparatur 10 herangezogen, um Wasser, welches zum Einsatz bei der Kraftwagenlackierung bestimmt ist, hinsichtlich eines Vorkommens von lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 zu testen.
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Die hierfür verwendete, in 1 gezeigte Analyseapparatur 10 umfasst ein Substrat 14, auf welches eine Wasserprobe 12 des zu testenden Wassers aufbringbar ist. Darüber hinaus umfasst die Analyseapparatur 10 eine Digitalkamera 18, welche oberhalb des Substrats 14 angeordnet ist. Die Digitalkamera 18 ist derart angeordnet, dass diese zumindest einen Bereich des Substrats 14 aufzeichnen kann. Auch umfasst die Analyseapparatur 10 eine Analyseeinrichtung 16, welche beispielsweise ebenfalls oberhalb des Substrats 14 und schwenkbar angeordnet ist. Um zu gewährleisten, dass die Analyseeinrichtung 16 in Wirkverbindung mit demselben Bereich des Substrats 14 steht, welcher von der Digitalkamera 18 aufgezeichnet werden kann, ohne dass ein Aufzeichnen des Bereichs mittels der Digitalkamera 18 von der Analyseeinrichtung 16 beeinträchtigt wird, ist die Analyseeinrichtung 16, wie oben beschrieben, schwenkbar oder horizontal verlagerbar ausgebildet. Eine derartige Anordnung der Analyseeinrichtung 16 neben der Digitalkamera 18, dass die Aufzeichnung des Bereichs der Wasserprobe 12 nicht beeinträchtigt wird, ist ebenfalls möglich.
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Darüber hinaus umfasst die Analyseapparatur 10 eine Recheneinrichtung 20, welche mit der Digitalkamera 18 verbunden ist.
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Zur Untersuchung des Wassers hinsichtlich des Vorhandenseins von lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 wird dem Wasser die Wasserprobe 12 entnommen. Anschließend wird die Wasserprobe 12 auf das Substrat 14 aufgebracht, welches eine definierte Oberflächenspannung aufweist. Nach Durchführung geeigneter verfahrenstechnischer Schritte mittels der Analyseeinrichtung 16 wie beispielsweise Eindampfen und/oder Beschichten mit einer Analyselösung kann eine Oberfläche 22 der Wasserprobe 12 mittels der Digitalkamera 18 aufgenommen werden. Diese Aufnahme der Oberfläche 22 der Wasserprobe 12 stellt ein Istwertmuster der Wasserprobe 12 dar. Dieses Istwertmuster wird von der Digitalkamera 18 an die Recheneinrichtung 20 übertragen und in dieser numerisch durch ein Vergleichen mit einem Sollwertmuster ausgewertet. Auswertbare Unregelmäßigkeiten des Istwertmusters lassen auf ein Vorhandensein von lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 in der Wasserprobe 12 schließen.
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In 2 ist in einer schematischen Seitenansicht eine zweite Analyseapparatur 10 gezeigt. Diese umfasst zusätzlich zu dem Substrat 14, der Analyseeinrichtung 16, der Digitalkamera 18 und der Recheneinrichtung 20, ein Blasentensiometer 24 sowie eine Anzeigeeinrichtung 30.
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Die Wasserprobe 12 wird wie in 2 dargestellt in ein Behältnis eingebracht. In diesem Behältnis wird mittels des Blasentensiometers 24 über das Einbringen wenigstens einer Luftblase 28 eine Oberflächenspannung der Wasserprobe 12 gemessen. Diese Oberflächenspannung der Wasserprobe 12 ist von einem Vorhandensein und gegebenenfalls einer Konzentration von lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 in der Wasserprobe 12 abhängig.
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Vor, nach oder parallel zur Untersuchung der Wasserprobe 12 mittels des Blasentensiometers 24 wird das Substrat 14 durch die Wasserprobe 12 geführt. Hierbei wird die Wasserprobe 12 auf das Substrat 14 aufgebracht, beziehungsweise benetzt das Substrat 14. Anschließend wird das Substrat 14 mit der Wasserprobe 12 an der Analyseeinrichtung 16 vorbeigeführt, wobei die Wasserprobe 12 durch die Analyseeinrichtung 16 vorliegend mit einem Aerosol 32 besprüht wird. Hierdurch kann sich die Oberfläche 22 der Wasserprobe 12 verändern.
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Anschließend wird die Wasserprobe 12 mittels des Substrats 14 an der Digitalkamera 18 vorbei geführt, so dass diese die Oberfläche 22, insbesondere das Istwertmuster der Wasserprobe 12 aufzeichnen kann. Mittels der Recheneinrichtung 20, welche mit der Digitalkamera 18 verbunden ist, wird das Istwertmuster mit dem Sollwertmuster verglichen und numerisch ausgewertet. In Abhängigkeit von der numerischen Auswertung wird ein Vorhandensein von lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 und/oder ein Überschreiten einer definierten Grenzkonzentration der lackbenetzungsstörenden Substanzen 26 in der Wasserprobe 12 mittels der mit der Recheneinrichtung 20 verbundenen Anzeigeeinrichtung 30 angezeigt.
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Durch diese Analyseverfahren wird es möglich, am Markt befindliche Wasseraufbereitungstechnologien prozesssicher für einen Lackierprozess in der Automobilindustrie sowie in anderen Industriezweigen, in welchen Wasser für den Lackierprozess benötigt wird, messbar zu machen.
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Da ungefähr 80 Prozent eines Wasserbedarfs für die Herstellung eines Kraftwagens für den Lackierprozess benötigt werden, liegt bei Nutzung der Wasseraufbereitungstechnologien ein erhebliches Einsparungspotential vor, welches mit den beschriebenen Analyseverfahren realisiert werden kann.
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Um einen Produktionsprozess, insbesondere den Lackierprozess, nicht zu gefährden, werden in der Automobilindustrie Wasseraufbereitungstechnologien bisher nur eingeschränkt realisiert. Jedes Medium, welches in den Lackierprozess gelangt, muss bislang manuell auf lackbenetzungsstörende Substanzen 26 und Lackverträglichkeit geprüft werden, was einen Einsatz großer Mengen an aufbereitetem Wasser unwirtschaftlich macht. Eine manuelle Prüfung auf lackbenetzungsstörende Substanzen 26 ist nicht attraktiv, da diese lange dauert und viele Arbeitskräfte erfordert.
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Mittels der im Zusammenhang mit den Fig. beschriebenen Analyseverfahren werden die am Markt befindlichen Wasseraufbereitungstechnologien für den Lackierprozess nutzbar gemacht, wodurch im Lackierprozess besonders viel Wasser wieder aufbereitet werden kann. Dies wird möglich, da mittels der Analyseverfahren eine besonders schnelle und aussagekräftige Prüfung der Wasserprobe 12 durchgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010033711 A1 [0002]
