Entfetten und Kleben im Takt

Dr. Klaus Gerstenberg ist Geschäftsführer der Tigres Dr. Gerstenberg GmbH in Hamburg

Die Feinentfettung mit Korona-Entladung hat sich in der Kunststoffverarbeitung seit Jahrzehnten bewährt und lässt sich jetzt auch für Metallteile einsetzen: Beim Verkleben, Dichten, Vergießen und Beschriften werden immer absolut fett- und wasserfreie Oberflächen benötigt. Auf Metalloberflächen in der Produktion befinden sich jedoch nach der Reinigung in Lösemittel- oder wässrigen Bädern häufig noch feine Fettfilme. Der einfachste Test dafür ist das Eintauchen der Teile in Leitungswasser: Von fettfreien Oberflächen läuft das Wasser breitflächig und nicht in einzelnen Tropfen ab. Werden die vorgereinigten Metallteile mit einer Niederdruck-Plasma-Behandlung feinentfettet, sind die Oberflächen zwar absolut fettfrei. Bei der anschließenden Lagerung bilden sich aber innerhalb von Stunden dünne Wasserfilme, die das Verkleben erneut behindern.

Doch nun lassen sich die Teile mit kontrollierten elektrischen Entladungen auch innerhalb von Produktionslinien entfetten – und zwar bei Atmosphärendruck. Anders als bei der Niederdruck-Plasma-Behandlung, können die gereinigten Flächen sofort inline weiter verarbeitet werden, so dass keine Wasserfilme aufziehen. Dies ist bei vielen metallischen Formteilen aus unterschiedlichen Materialien und Beschichtungen möglich, die in Produktionslinien verklebt, vergossen, abgedichtet oder beschriftet werden. In der Regel sind dafür angepasste keramische Elektroden notwendig, die entweder die Kontur einer Klebelinie abfahren oder einen Bereich ganzflächig abdecken. Solche Anlagen können auch nachträglich in bestehende Produktionslinien integriert werden.

In der im Bild gezeigten Anwendung ist allerdings der Einsatz keramischer Elektroden nicht möglich, weil die enge Kontur der Nut die Verwendung dicker Keramiken ausschloss. In diesem Fall wird die Nut mit einer metallischen Elektrode behandelt. Die elektrische Entladung wird dabei so gesteuert, dass ihre Wirkung auf die Nut-Innenseite beschränkt bleibt und dass selbst an der Metallelektrode kein Verschleiß auftritt. Ein Roboterarm führt Entladungselektrode und Dispenser, so dass Feinreinigung und Dichtmittelauftrag im selben Takt erfolgen.

Auch metallische Bänder und Folien werden im Allgemeinen mit keramisch beschichteten Elektroden behandelt. Die Führung übernehmen Walzen, über denen eine (keramische) Behandlungselektrode montiert ist. Da dicke Bahnen, zum Beispiel aus Stahl, sich nur wenig mechanisch verformen lassen, müssen die Walzenumschlingungen gering gehalten werden. Die Stationen sind auch mechanisch auf das zu behandelnde Material abzustimmen und benötigen je nach Anwendungsfall entsprechend kräftige Behandlungs- und Leitwalzen. Da die Bahnen am Bahnende ausschlagen können, muss ein schneller Schwenkmechanismus dafür sorgen, dass die empfindlichen Keramik-Elektrodenstäbe vor Beschädigungen sicher geschützt sind.

In der Regel werden Metallbahnen mit einer recht hohen Korona-Dosis behandelt, da sie im Gegensatz zu Kunststoff-Folien thermisch unempfindlich sind. Die angeschlossenen elektrischen Leistungen werden so groß wie möglich gewählt. So lassen sich Walzöle mit einem Auftragsgewicht von bis zu 0,5 g/m² von Aluminium-Folien beseitigen, ohne dass eine optische Veränderung der Bahnenoberfläche erkennbar wird. Diese Behandlung findet bei Geschwindigkeiten zwischen 2,5 und 4,2 m/s statt. Da die Effizienz von der chemischen Natur der zu entfernenden Substanzen abhängt, lässt sich jedoch eine Bearbeitungsgeschwindigkeit für andere Anwendungsfälle nicht ohne vorhergehende Versuche angeben.

Die Vorteile

– inline entfetten – unmittelbar vor dem Kleb- oder Dichtstoffauftrag, so dass kein Wasserfilm auf die Teile aufziehen kann

– bei Atmosphärendruck – um bis zu 90 % preiswerter als mit dem Niederdruckplasmaverfahren

– lokal begrenzt – auch in engen Nuten wie für hohe Dichtungen

– rreproduzierbar und chemikalienfrei

– integrierbar in bestehende Produktionslinien