Grundsätze der Entfettung und Spülung bei der Vorbehandlung vor dem Lackieren

Grundsätze der Entfettung und Spülung bei der Vorbehandlung vor dem Lackieren

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Die Vorbehandlung vor dem Lackieren, insbesondere das Entfetten und Spülen, umfasst im Wesentlichen zwei Prozesse: das Entfetten und das Spülen. Die Prinzipien sind wie folgt:

Entfettungsprinzip
Die Entfettung ist ein entscheidender Schritt bei der Vorbehandlung vor dem Lackieren. Ziel ist es, Verunreinigungen wie Fett und Öl von der Werkstückoberfläche zu entfernen und so eine optimale Grundlage für die nachfolgenden Beschichtungsprozesse zu schaffen. Gängige Entfettungsverfahren sind die chemische, die elektrochemische, die Emulsions- und die Ultraschallentfettung. Ihre Funktionsprinzipien werden im Folgenden detailliert beschrieben:

  1. Chemische Entfettung
    Alkalische Entfettungsmittel, die Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumphosphat und andere alkalische Substanzen enthalten, reagieren mit Fett durch Verseifung. Dabei wird das Fett in wasserlösliche Seife und Glycerin umgewandelt und somit effektiv entfernt.
    Am Beispiel von Glyceryltristearat lautet die Verseifungsreaktionsgleichung:
    ( 17 35 )3 3 5+3 ⟶3 17 35 + 3 5( )3 ( C 17 H 35 GURREN ) 3 C 3 H 5 + 3 N A O H 3 C 17 H 35 WASCHBÄR A + C 3 H 5 ( O H ) 3
    Zusätzlich verringern Emulgatoren und Dispergiermittel im alkalischen Entfettungsmittel die Grenzflächenspannung zwischen dem Öl und der Werkstückoberfläche, wodurch sich das Fett leichter lösen und in der Entfettungslösung verteilen kann.

  2. Elektrochemische Entfettung
    Das Werkstück dient als Elektrode und wird in eine alkalische Entfettungslösung eingetaucht. Die durch Elektrolyse entstehenden Gase (Wasserstoff und Sauerstoff) prallen intensiv auf das Öl auf der Werkstückoberfläche und beschleunigen dessen Entfernung.
    Wenn das Werkstück als Kathode dient, entsteht bei einer Reduktionsreaktion Wasserstoff:
    2 2 +2 −⟶ 2↑+2 − 2 H 2 O + 2 e H 2 + 2 O H
    Wenn das Werkstück als Anode dient, entsteht durch eine Oxidationsreaktion Sauerstoff:
    4 −−4 −⟶ 2↑+2 2 4 O H 4 e O 2 + 2 H 2 O
    Diese Gase bilden winzige Bläschen auf der Werkstückoberfläche. Während die Bläschen wachsen und aufsteigen, entfernen sie mechanisch das anhaftende Öl.

  3. Emulsionsentfettung
    Organische Lösungsmittel (z. B. Kerosin, Benzin) in Emulsionsentfettern lösen Fett, während Emulgatoren die Bildung einer stabilen Emulsion in Wasser ermöglichen. Diese Kombination entfernt Öl effektiv von der Werkstückoberfläche. Die organischen Lösungsmittel lösen das Fett schnell und bilden ein Öl-Lösungsmittel-Gemisch, während die Emulgatoren an den Öltröpfchen adsorbieren und so eine gleichmäßige Verteilung im Wasser gewährleisten. Dadurch wird ein erneutes Verklumpen oder Anhaften am Werkstück verhindert.

  4. Ultraschall-Entfettung
    Hochfrequente Schwingungen, die von einem Ultraschallsender erzeugt werden, werden in die Entfettungslösung eingeleitet. Durch die Ultraschallwirkung bilden sich unzählige mikroskopisch kleine Kavitationsbläschen in der Lösung. Während ihrer Entstehung, ihres Wachstums und ihres plötzlichen Kollapses erzeugen diese Bläschen starke Stoßwellen und Mikrostrahlen, die das Öl auf der Werkstückoberfläche intensiv abtragen und reinigen. Dadurch löst sich das Fett schnell und verteilt sich in der Entfettungslösung.

Spülprinzip
Durch das Spülen werden Reste von Entfettungsmitteln, zersetzte Ölprodukte und andere Verunreinigungen entfernt, die nach dem Entfetten auf der Werkstückoberfläche verblieben sind. Die wichtigsten Prinzipien sind:

  1. Auflösung und Verdünnung
    Beim Spülen wird das Werkstück in Wasser eingetaucht oder unter fließendem Wasser abgespült. Restliche Entfettungsmittel und zersetzte Ölprodukte lösen sich allmählich im Wasser. Durch den kontinuierlichen Wasseraustausch bzw. das ständige Fließen des Wassers sinkt die Konzentration dieser Verunreinigungen, wodurch eine effektive Entfernung erreicht wird.

  2. Mechanische Spülung
    Die Aufprallkraft des Wasserstrahls bewirkt eine mechanische Spülwirkung auf die Werkstückoberfläche und hilft so, selbst kleinste, anhaftende Verunreinigungen zu entfernen. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt bei der Hochdruckspülung, bei der hartnäckige Verunreinigungen effektiv beseitigt werden.