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Plasmareinigung / Tiefenreinigung = Plasmabehandlung

LABS ist ein Akronym für Lackbenetzungsstörende Substanzen. Diese Substanzen verhindern eine gleichmäßige Benetzung der zu lackierenden Oberfläche und verursachen so trichterförmige Störstellen und Kraterbildungen in der Lackschicht. Seit Einführung der Lackierung mit lösemittelfreien Lacken (richtig: Lösemittelarm) in der Automobilindustrie wird für Produktionsmaterial, Anlagen und Werkzeuge Labsfreiheit gefordert. Da nicht bekannt ist, welche Substanzen zu diesen Störungen führen, werden Materialien, Bauteile und Baugruppen auf Labsfreiheit geprüft.

Während bei Metallen und vielen Kunststoffen durch intensive Reinigung die oberflächlich haftenden Fertigungshilfsmittel (Trenn,- Kühlmittel u.s.w) sicher entfernt werden, genügt bei Elastomeren eine Oberflächenreinigung nicht. Je nach Compound sind nicht nur verbleibende oberflächliche Fertigungshilfsmittel zu entfernen. In das Material diffundierte Spuren der Fertigungshilfsmittel und auch einige nicht gebundene Mischungsbestandteile müssen entfernt werden.

OVE hat einen Prozess entwickelt, welcher Elastomere weitestgehend LABS-frei reinigt. Bei Compounds mit hohen Anteilen an LABS-Substanzen in der Mischung kann es aber je nach Lager und Einsatzbedingungen zur erneuten Kontamination kommen.
Der OVE-Reinigungsprozess erzielt beste Ergebnisse. Nach einer intensiven Nassreinigung mit Fettlöser werden die Teile im Niederdruckplasma mit einer Sauerstoff-Spülung tiefengereinigt.

Prinzip Plasma

Plasma ist ein gasförmiges Gemisch aus Atomen, Molekülen, Ionen und freien Elektronen. Ein Niederdruckplasma entsteht, wenn sich ein Gas bei niedrigem Druck (0,1 - 100 Pa) in einem elektrischen Feld (z. B. 50 kHz Wechselfeld, 1000 V) befindet (siehe Abbildung 1). Die in jedem Gas vorhandenen wenigen freien Elektronen und negativ geladenen Ionen werden zur Kathode hin beschleunigt. Alle positiv geladenen Ionen werden zur Anode hin beschleunigt. Die Teilchen besitzen aufgrund des niedrigen Drucks eine lange freie Weglänge und werden auf einige 100 eV beschleunigt. Stoßen diese hochenergetischen Teilchen mit den Molekülen des Gases zusammen, spalten sie sie ebenfalls in Ionen, freie Elektronen und freie Radikale auf. Auf diese Weise entsteht ein Plasma mit einem hohen Anteil an reaktiven Teilchen.

Prinzip der Plasmareinigung

Das OVE - Verfahren

Die zu behandelnden Elastomer- oder Kunststoffteile werden in Körben in die Prozesskammern eingebracht. Diese wird evakuiert. Anschließend wird etwas Prozessgas eingelassen. Bei einem Innendruck von 10 bis 500 Pa (Feinvakuum) wird durch ein hochfrequentes Wechselfeld das Prozessgas ionisiert.
Als Prozessgas kommt Sauerstoff zum Einsatz. Durch den Unterdruck haben die ionisierten Gasteilchen eine ausreichend lange mittlere freie Wegstrecke bis zu einer Kollision mit anderen Gasteilchen. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit der zu behandelnden Elastomeroberfläche ist dadurch hinreichend hoch. Auf der Elastomeroberfläche finden hauptsächlich Oxidations- und Crackprozesse statt. An der Oberfläche bilden sich dadurch polare Gruppen in Form von Carbonyl-, Carboxy- und Hydroxidgruppen. Dieser Effekt bewirkt unter anderem auch eine meßbare Erhöhung der freien Oberflächenenergie. Die Einwirktiefe beträgt nur wenige Moleküllagen.

Abbildung 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Plasmaanlage mit Gasversorgung, Plasmaprozessor und Vakuumpumpe.

Plasmareinigung OVE Plasmatec

Die reaktiven Teilchen lösen die Verschmutzung von den zu reinigenden Teilen ab, indem sie entweder chemisch mit den Molekülen der Verschmutzung reagieren oder diese durch Abgabe ihrer hohen kinetischen Energie beim Aufprall "absprengen". Bei der Entfernung durch chemische Reaktionen werden die Verunreinigungen in Wasserdampf, Kohlendioxid und niedrigmolekulare flüchtige organische Teilchen aufgespalten (siehe Abbildung 3). Die gereinigten Oberflächen sind LABS-frei.

Der Nachweis der LABS-Freiheit erfolgt durch die VW Prüfspezifikation 3.10.7

Prozess der Plasmareinigung

Prüfung nach VW-Prüfvorschrift.

Die VW PV 3.10.7 ist als Standard weit verbreitet. Die zu prüfenden Bauteile werden mit einem Lösemittelgemisch benetzt, das Lösemittel auf einer Testplatte verdunstet, danach wird die Testplatte lackiert. Die Lackfläche darf keine Krater aufweisen.

 

Beschreibung

Im Niederdruck-Plasmaverfahren wird Sauerstoff im Vakuum durch Energiezufuhr angeregt. Es bilden sich Sauerstoffradikale (O) und Ozon (O2). Reaktive Rückstände (Öle, Fette,…) werden oxidiert und als Gas (CO, CO2 , H2O oder Stäube) entfernt.

Ziel

Labsfreiheit, Oberflächenaktivierung

Anwendung

Alle Elastomerarten

Farbe

Keine Änderung

Schichtdicke

Kein Schichtauftrag

Temperaturbereich

Keine Änderung

Härte

Keine Härteänderung

Eigenschaften

- Computergesteuertes Verfahren
- Fertigteil entspricht der VW-Prüfspezifikation 3.10.7
- keine Veränderung der physikalischen Eigenschaften des behandelten Elastomers
- „labsfrei“ für alle Produkte lieferbar

Lieferzeit

2 – 3 Wochen

Preis

Auf Anfrage