Wie kommt Schafwolle in die Beschichtung?

In einem Betrieb, der Kunststoffbauteile beschichtet, traten verstärkt Beschichtungsfehler in Form von Einschlüssen auf. Um die Fehlerursache abzustellen, wurde die Deutsche Forschungsgesellschaft für Oberflächenbehandlung e.V. (DFO) beauftragt, die Einschlüsse im Querschnitt zu bewerten und die Fehlerursache festzustellen.

Die Datenbank­auswertung der IR-Spektren zeigt "Schafwolle". Fotos/ Grafik: DFO -

Insgesamt wurden acht Fehlerteile geschnitten und mittels Mikroskopie untersucht. Es war relativ deutlich, dass es sich bei den Fehlern um organische Partikel und Verunreinigungen handelt. Aus diesem Grund wurden die Fehlstellen per Infrarotmikroskopie (IR-Mikroskopie) untersucht. Bei den Untersuchungen mit der IR-Mikroskopie ist herausgekommen, dass alle acht Fehlerteile eine unterschiedliche Fehlerursache haben. Es handelte sich somit nicht um eine systematische Fehlerursache, sondern um klassischen „Schmutz“, unter anderem Prozessstoffe wie Overspray-Partikel, aber auch prozessfremde Stoffe wie Schafwolle.

Untersuchungen mittels IR-Mikroskopie offenbarten, dass die acht Fehlerteile unterschiedliche Fehler­ursachen aufweisen, hier ein in die Beschichtung eingeschlossener Partikel.

Untersuchungen mittels IR-Mikroskopie offenbarten, dass die acht Fehlerteile unterschiedliche Fehler­ursachen aufweisen, hier ein in die Beschichtung eingeschlossener Partikel.

Zum Fehlerbild gehörten auch in die Beschichtung eingeschlossene Overspray-Partikel.

Zum Fehlerbild gehörten auch in die Beschichtung eingeschlossene Overspray-Partikel.

Auf Arbeitskleidung achten

Die Fehlerteile wurden im Winter hergestellt. Durch Rücksprache kam heraus, dass der Betrieb den Mitarbeitern keine Arbeitskleidung stellt. Gerade im Lackierbereich hat es sich in den meisten Betrieben aus gutem Grund durchgesetzt, dass die Mitarbeiter lackiergerechte Arbeitskleidung gestellt bekommen, v.a. um solche Fehler zu vermeiden. Desweiteren sollten die Betriebe darauf achten, die Arbeitskleidung von Reinigungsfirmen waschen zu lassen. Wäscht der Mitarbeiter die Arbeitskleidung zu Hause, birgt dies die Gefahr, dass z.B. Weichspüler verwendet werden, die Silikonöle beinhalten. Diese Silikonöle können Fehlerbilder wie Krater verursachen. Bleibt noch die Frage, warum zu der Zeit eine besonders hohe Fehlerrate durch Einschlüsse aufgetreten ist. Wie beschrieben, wurden die Bauteile im Winter hergestellt. Insbesondere im Februar kommt es vor, dass die Luft kalt und trocken ist. Gerade bei trockener Luft können sich Schmutzteilchen sehr gut aufladen. Diese geladenen Partikel fliegen durch die Luft, setzen sich bevorzugt auf Kunststoffoberflächen ab und bleiben dort haften. Diese Partikel können von der Oberfläche nur entfernt werden, wenn die Bauteile z.B. durch ionisierte Luft neutralisiert werden. Fehler können allerdings nicht nur durch das Abblasen mit ionisierter Luft vermieden werden. Häufig lässt sich die Fehlerrate signifikant verringern, wenn in der Beschichtungshalle eine bestimmte Luftfeuchtigkeit nicht unterschritten wird.

DIE VERWENDETEN ANALYSEMETHODEN

Lichtmikroskopie & Mikrotom
Üblicherweise beginnt man bei der Defektanalyse mit der lichtmikroskopischen Betrachtung, da das menschliche Auge bei sehr kleinen Partikeln keine ausreichende optische Auflösung mehr erreicht. Die Präparation der entnommenen Beschichtungsproben, erfolgte mit Hilfe eines Rotationsmikrotoms. Dabei werden mit einem sehr scharfen Messer die Beschichtung und das Substrat „scheibchenweise“, bis zur untersuchenden Probenstelle abgetragen.

IR-Spektroskopie
Molekülschwingungen bei organischen Molekülen werden durch Absorption von Strahlung im infraroten, nicht sichtbaren Bereich des Lichts angeregt. Die Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) bezeichnet man auch als Wärmestrahlung, da sie von der Haut als Wärme empfunden wird. Abhängig von Aufbau und Struktur der Moleküle werden bestimmte Anteile der IR-Strahlung absorbiert. Aufgezeichnet wird die Abhängigkeit der Größe der Absorption des eingestrahlten Lichts von der Wellenlänge des Lichtes. Man erhält dabei ein sogenanntes IR-Spektrum (Transmission wird gegen die Wellenzahl aufgetragen). Jedes Molekül bzw. jede Molekülgruppe hat dabei ein für sie charakteristisches IR-Spektrum, das einem „Fingerabdruck“ nahe kommt.

Zum Netzwerken:
Deutsche Forschungsgesellschaft für Oberflächenbehandlung (DFO) e.V., Neuss, Dr. Jens Pudewills, Tel. +49 2131 40811-23, pudewills@dfo-online.de, www.dfo.info

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