Reinigung bei niedrigen Temperaturen

Ein führender Hersteller von LED-Leuchten hat seine Teilereinigung auf ein Niedrigtemperatursystem umgestellt und kann dadurch rund 30 Prozent Energie einsparen – ohne Einschränkung beim Reinigungsergebnis.

Seit 2011 ist die Siteco Beleuchtungstechnik GmbH in Traunreut Teil des Osram-Konzerns und Kompetenzzentrum für den Geschäftsbereich Osram Lighting Solutions. In der 26.000 Quadratmeter großen Fertigung werden Rohgehäuse vorbehandelt und lackiert, LED-Baugruppen vormontiert sowie die Leuchten nach Kundenwunsch individuell montiert.

Sechsstufige Vorbehandlung

2010 nahm das Unternehmen eine moderne Lackiererei in Betrieb. Hier werden unter anderem Straßenleuchten und Stadion-Flutlichter für ihren Einsatz bei Wind und Wetter vorbereitet. Auf die Reinigung folgt zunächst das Konversionsbeschichten und dann die  Pulverbeschichtung. Große Traversen – 3,20 Meter lang und 1,80 Meter hoch – fahren das Lackiergut durch die unterschiedlichen Prozessschritte. Die sechsstufige Vorbehandlung beginnt mit der Entfettung per Spritzreinigung. Es folgen zwei Spülgänge mit klarem Wasser, dann das Spülen mit vollentsalztem Wasser. Nach der Konversionsbeschichtung wird nochmals mit vollentsalztem Wasser gespült.

Die Anlage ist auf einen Dauerbetrieb von 24 Stunden an fünf Tagen die Woche ausgelegt. Werksleiter Hans-Joachim Herbst: „Im Jahr durchlaufen bis zu 250.000 Quadratmeter Stahl, Aluminium, Blech und weitere Metalle den Prozess. Die Materialwahl hängt vom Einsatzzweck ab. Wichtig ist für uns, dass wir mit der Anlage und den darin verwendeten Systemkomponenten multimetallfähig sind und bleiben.“ 

Effizienter werden – mit der richtigen Chemie

Dieser Punkt war auch mit ausschlaggebend für eine kürzlich vollzogene Umstellung. Gemeinsam mit dem Henkel-Vertriebspartner BCD Chemie suchte Siteco nach Einsparpotenzialen im Produktionsprozess. „Aufs Jahr gerechnet verbraucht die Reinigungsanlage rund 23 Prozent unseres gesamten Gaseinsatzes“, so Herbst. Der Hauptverbraucher ist leicht ausgemacht: Im ersten Prozessschritt der Sechs-Zonen-Anlage erfolgt die technische Reinigung per Spritzvorbehandlung. Sie ist notwendig, um Rückstände und Ablagerungen zu entfernen und die Teile zu entfetten. Geschieht das nicht oder nicht sorgfältig, treten Qualitätsmängel in den folgenden Prozessschritten auf.

Das energetische Problem liegt in der bisher notwendigen Erwärmung der Reinigungsflüssigkeit auf circa 60 °C mit einem Gasbrenner. Weitere Energieverbraucher sind die Antriebe der Umwälzpumpen und Ventilatoren. Hinzu kommt: Bei der Spritzreinigung geht der Großteil der eingesetzten Energie über Verdunstung und Absaugung verloren.

Ziel: Senkung der Reinigungstemperatur

Dr. Marko Poleschak, zuständiger technischer Außendienst-Mitarbeiter von BCD Chemie, wusste bereits um die gerade entwickelte Bonderite Niedrigtemperatur-Reinigung von Henkel, als die gemeinsamen Gespräche in die erste Runde gingen:
„Der einzige Parameter, der noch Potenzial zur Verbesserung bot, war der Reinigungsprozess, sprich die Chemie selbst. Unser Ziel war es daher, in der bestehenden Anlage mit unveränderter Mechanik und gleicher Behandlungszeit durch Temperatursenkung zum einen Energie einzusparen und zum anderen die Qualität des Reinigungsergebnisses mindestens zu erhalten sowie zusätzliche Kapazitäten für künftige Lohnbeschichtung zu schaffen.“ Da BCD seit vielen Jahren gemeinsam mit Henkel kundenspezifische Lösungen zur Prozessoptimierung erarbeitet, suchte das Unternehmen auch hier die Partnerschaft mit dem Düsseldorfer Technikteam. Dabei rückte schnell das neue Niedertemperatur-Reinigungssystem aus dem Bonderite-Programm in den Blick. Der alkalische Zweikomponenten-Reiniger lässt sich bereits ab Raumtemperatur statt den ansonsten üblichen 60°C anwenden.

Durch die Kombination spezieller Builder und Tensidkomponenten kann der Reiniger als Ersatz für die meisten im Markt bestehenden Spritz-, aber auch Tauchreinigungsprozesse eingesetzt werden. Dabei kommt es zu keinen Negativeigenschaften wie Schaumbildung, verfärbten Oberflächen oder gar zu Ausschussteilen durch Antrocknen. Andreas Maslowski, Mitarbeiter im Technischen Service „Functional Coatings“: „Bei den von uns und BCD Chemie empfohlenen und voreingestellten Badparametern weisen die gereinigten Teile eine zu hundert Prozent hydrophile Oberfläche auf und bieten so die ideale Grundlage für die weiteren Prozessschritte.“

Die Temperaturabsenkung ermöglicht eine Reduzierung des Energieverbrauchs um rund dreißig Prozent, weil der Gasbrenner der Sechs-Zonen-Anlage fast das gesamte Jahr über ausgeschaltet bleiben kann. Nur an sehr kalten Wintertagen wird die Reinigungsflüssigkeit gegebenenfalls auf Raumtemperatur erwärmt. Ein weiterer Vorteil: Nach der Reinigung sind die Teile kalt und beeinflussen dadurch die nachfolgenden Prozesse wie die Konversionsbeschichtung nicht. Denn alle weiteren Schritte lassen sich bei Raumtemperatur umsetzen. Die Anlage kann also den gesamten Prozess über bis zum Haftwassertrockner auf etwa demselben Temperaturniveau arbeiten. Dank der niedrigen Temperatur wird der sonst übliche Verdampfungsverlust des Reinigungsbades reduziert.

Verbesserte Prozesssicherheit

Die Verantwortlichen bei Siteco sind mit den Ergebnissen mehr als zufrieden. Hans-Joachim Herbst: „Das Einsparpotenzial bei gleicher Leistung der Anlage ist extrem überzeugend. Die Umstellung zahlt sich darüber hinaus auch für uns aus. Weil der Gasbrenner aus bleibt, sind wir schneller einsatzfähig. Außerdem reduzieren sich Lärm und Hitze im gesamten Umfeld drastisch. Das sorgt für ein sichereres und angenehmeres Arbeiten. Außerdem werden durch die erhöhte Prozesssicherheit Kapazitäten für die Lohnbeschichtung frei.“

Auch in Sachen Umweltschutz überzeugt das neue System. Der reduzierte Energieeintrag und die Eliminierung von Wasserdämpfen sowie die Tatsache, dass im Falle eines Badneuansatzes keine zusätzlichen Chemikalien wie Phosphorsäure mehr benötigt werden, tragen maßgeblich zu einer nachhaltigeren Produktion bei.

Im Zuge der Umstellung wurde auch im fünften Prozessschritt – der Konversion – auf ein neues Bonderite-Produkt gewechselt. Das phosphatfreie, flüssige Bonderite M-NT steigert insbesondere die Korrosionsbeständigkeit der Teile und sorgt für optimale Haftung des Lackes. Dabei ist das Produkt kompatibel mit allen gängigen Lackarten und Auftragsverfahren. Es ermöglicht multimetallfähige Beschichtungen bereits ab Raumtemperatur bei kürzesten Behandlungszeiten.

Im Ergebnis erstklassig

Die Umstellung auf die neuen Bonderite-Produkte bei Reinigung und Konversion erhöht aus Sicht von Siteco nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Prozesse. Sie sichert auch ein qualitativ einwandfreies Ergebnis, wie Salzsprühtests auf unterschiedlichen Materialien zeigen. Thomas  Klement,  Leiter  Lackiertechnik: „Nach 240 Stunden Testdauer haben wir die Teile auf Haftung und Korrosionsbeständigkeit geprüft und keine oder kaum Unterwanderungen feststellen können. Die Ergebnisse sind damit genauso gut wie vorher, teilweise sogar noch besser. Damit werden unsere Erwartungen übertroffen.“

Das positive Resultat ist auch auf die partnerschaftliche Zusammenarbeit von Henkel, BCD Chemie und Siteco zurückzuführen. Andreas Maslowski: „Eine solche Umstellung erfordert Mut und Vertrauen in die Leistung der Beteiligten.“ Hans-Joachim Herbst ergänzt: „Wir haben auf Henkel und damit auf Innovation gesetzt und sind nicht enttäuscht worden. Jetzt können wir stolz sein, im Markt die Ersten zu sein, die ihre Anlage komplett bei Niedrigtemperatur fahren. Außerdem möchten wir uns hier stetig weiterentwickeln und sind offen für Benchmarks mit anderen Fertigungsbetrieben. Und wir haben jetzt die Kapazitäten, um auch für Firmen außerhalb des Osram-Verbundes Lackieraufgaben zu übernehmen.“

Test der Reinigungsleistung: 100 Prozent sauber?
Die Reinigungsleistung lässt sich über die Bestimmung des Restkohlenstoffgehalts auf der Oberfläche der gereinigten Teile quantifizieren. Im Labortest gilt dabei: Um eine wasserbenetzbare Oberfläche zu erreichen, muss der Restkohlenstoff an der Oberfläche unter 20 mg/m2  liegen. Der sogenannte Wasserbruchtest zeigt auf einfache Weise die Entfettungsleistung des Reinigers. Reißt der Wasserfilm auf der Oberfläche des gereinigten Testobjekts auf, befindet sich noch Restöl auf der Oberfläche. Benetzt der Wasserfilm die Oberfläche vollständig, ist das Testobjekt vollständig entfettet. Dann sind keine Störungen beim Lackieren oder Kleben zu erwarten.

Über SITECO/OSRAM

Siteco, ein Unternehmen mit Sitz im bayrischen Traunreut, ist seit 2011 Teil des OSRAM-Konzerns und gehört dort zum Geschäftsbereich Lighting Solutions.

Osram Lighting Solutions bietet mit seinen Marken Osram, Siteco und Traxon Technologies Firmenkunden weltweit eine umfassende Palette an Lichtlösungen. Neben innovativen Lichtlösungen für Büros, Industrie, öffentliche Gebäude, Einzelhandel, Straßen und Sportstätten umfasst das Portfolio auch intelligente Lichtmanagementsysteme sowie Services im Bereich Projektplanung und -umsetzung. Zum Serviceangebot gehören Energieaudits, Beratung, Planung, Installation und Programmierung sowie Finanzierung und Wartung. Die Leidenschaft, die jahrzehntelange Erfahrung und das profunde Wissen rund um das Thema Licht ermöglichen es, atemberaubende, innovative und modernste Lichtlösungen für eine nachhaltige und energieeffiziente Zukunft zu gestalten.

Über BCD Chemie

BCD Chemie GmbH ist seit mehr als 30 Jahren mit großem Engagement und breitem Produkt-Know-how in der Oberflächenbehandlung tätig. Als führender Anbieter von Chemikalien für die industrielle Oberflächenreinigung und -behandlung bietet BCD Chemie umfassende Produktkonzepte. Mehr Informationen finden Sie unter www.bcd-chemie.de.

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