Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In Elektrotauch-Lackieranlagen sind, obwohl nur wasserl\u00f6sliche Lacke eingesetzt werden, noch immer erhebliche Mengen an organischen L\u00f6semitteln im Einsatz. Die Kontrolle dieser L\u00f6semittelkonzentrationen erfolgt in der Praxis nur stichprobenartig durch Labormessungen. F\u00fcr eine l\u00fcckenlose Kontrolle, was Voraussetzung f\u00fcr eine Regelung der Konzentration auf das technisch erforderliche Minimum ist, fehlen geeignete Messtechniken. Ziel des Gesamtprojektes ist es, praxistaugliche Messverfahren zu entwickeln und f\u00fcr den praktischen Einsatz zu optimieren. In einem ersten Schritt sollen anhand einer Machbarkeitsstudie die M\u00f6glichkeiten und Chancen, dieses Ziel \u00fcberhaupt erreichen zu k\u00f6nnen, gepr\u00fcft werden. Wesentlicher Inhalt ist es deshalb die in Frage kommenden Messprinzipien hinsichtlich ihrer Eignung f\u00fcr den gew\u00fcnschten Zweck zu untersuchen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs wird zun\u00e4chst eine Recherche durchgef\u00fchrt deren Ziel es ist, m\u00f6glichst vollst\u00e4ndig die in Frage kommenden Messprinzipien zusammenzufassen und bereits hinsichtlich des gew\u00fcnschten Einsatzzweckes eine Vorauswahl zu treffen. Eine der wesentlichen Kriterien f\u00fcr diese Auswahl sind neben der prin-zipiellen Funktion vor allem die Einsatzchancen als Prozessger\u00e4t in der industriellen Produktion. Neben der Messtechnik sind deshalb auch Kriterien wie online- F\u00e4higkeit, Bedienung, Robustheit und nicht zuletzt die Kosten f\u00fcr Investition und Betrieb von Bedeutung.
\nMessverfahren, die gute Chancen versprechen, diese Kriterien zu erf\u00fcllen, werden in einem zweiten Schritt gepr\u00fcft, wobei das entscheidende Kriterium die erreichbare Messwertaufl\u00f6sung f\u00fcr die Konzentration des zu bestimmenden L\u00f6semittel ist. Die notwendigen Versuche hierzu werden sowohl im Labor als auch bei Ger\u00e4teherstellern durchgef\u00fchrt.
\nWenn ein oder mehrere der gepr\u00fcften Messverfahren als geeignet eingesch\u00e4tzt werden, soll als abschlie\u00dfender Teil dieser Vorstudie ein vorl\u00e4ufiges Konzept f\u00fcr die Umsetzung in die Praxis ausgearbeitet werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Um das angestrebte Ergebnis dieser Vorstudie erreichen zu k\u00f6nnen wurden eine ganze Reihe teils sehr unterschiedlicher Messtechniken hinsichtlich deren Verwendbarkeit f\u00fcr den gew\u00fcnschten Zweck untersucht. Generell k\u00f6nne diese einzelnen Verfahren in drei Gruppen unterschieden werden:
\n1.\tAusbau und Erweiterung eines vorhandenen \u00dcberwachungssystems durch zus\u00e4tzliche Messtechni-ken und Auswertungsmethoden.
\n2.\tUntersuchungen zur Verwendung spektroskopischer Analyseverfahren.
\n3.\tUntersuchungen zus\u00e4tzlicher, einzelner Messtechniken.
\nZur 1. Gruppe
\nBereits seit mehreren Jahren wird ein Messsystem in der Praxis erfolgreich eingesetzt, das in der Lage ist, online mehrere wichtige Konzentrationsparameter von Elektrotauchlacken zu messen. Es sind dies u.a. der Festk\u00f6rper- und Pigmentgehalt des Lacks. F\u00fcr diese beiden Parameter wird ein Kombinations- Messverfahren, bestehend aus Dichte und Ultraschallmessung angewendet. Es zeigte sich bei den Versuchen, dass beide dieser Messgr\u00f6\u00dfen auch signifikant durch die L\u00f6semittelkonzentration beeinflusst werden. Um eindeutige Messergebnisse erzielen zu k\u00f6nnen ist es daher erforderlich, eine zus\u00e4tzliche Messgr\u00f6\u00dfe zu finden, welche ebenfalls definierte Zusammenh\u00e4nge zu der L\u00f6semittelkonzentration aufweist. Als geeignet hierzu hat sich die Messung der Lichtbrechung mit einem Refraktometer erwiesen. Es ist damit m\u00f6glich durch eine Kombination von drei unabh\u00e4ngigen Messgr\u00f6\u00dfen Informationen zur Berechnung von ebenfalls drei gesuchten Konzentrationsgr\u00f6\u00dfen zu erhalten. Entsprechende Auswertungsverfahren wurden bereits entwickelt. Eine weitere Messmethode, basierend auf einer Faseroptik, wo die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit der Glasfaser durch Eindiffundieren von organischen L\u00f6semitteln in deren Beschichtung beeinflusst wird, zeigte zun\u00e4chst gute Ergebnisse, erwies sich aber dann f\u00fcr Messungen im untersuchten Lack als nicht brauchbar. Allerdings stand hierzu im Rahmen der Vorstudie nur ein ganz bestimmter Sensor zu Verf\u00fcgung. Da es aber eine Reihe von unterschiedlich gefertigten Glasfasern gibt, sollte diese sehr elegante Messmethode bei einer Fortsetzung des Projekts weiter verfolgt werden.
\nZur 2. Gruppe
\nBei der Untersuchung spektroskopischer Analyseverfahren hat es sich gezeigt, dass nur bei der NIR- Spektroskopie Chancen f\u00fcr die L\u00f6semittelanalytik in Elektrotauchlacken gegeben sind. Hierzu wurden mehrere Versuchsserien durchgef\u00fchrt, die gezeigt haben, dass dieses Messverfahren prinzipiell m\u00f6glich ist. Bei speziell angefertigten Proben aus Originalmaterialien mit Variationen bei der L\u00f6semittelkonzentration konnten Analysenergebnisse erzielt werden, die hinsichtlich der Genauigkeit an die gestellten An-forderungen herankommen. Bei dieser Vorstudie konnten allerdings die Einfl\u00fcsse von einer Reihe anderer, Konzentrationsgr\u00f6\u00dfen, die das Ergebnis beeinflussen noch nicht gekl\u00e4rt werden. Da die zu untersuchenden Elektrotauchlacke heterogen zusammengesetzt sind, ist dies zu erwarten und konnte auch bereits anhand des Einflusses der Pigmentierung gesehen werden. Bevor endg\u00fcltige Aussagen \u00fcber die praktische Verwendbarkeit zu machen sind, m\u00fcssen deshalb noch entsprechende umfangreiche Untersuchungen durchgef\u00fchrt werden.
\nZur 3. Gruppe
\nHierbei sind zwei Methoden zu nennen, es sind dies die potentiometrische Messung des Redoxpotentials sowie das Quellverhalten von Kunststoffen in Gegenwart von organischen L\u00f6semitteln.
\nBeim Redoxpotential konnte zwar eine gewisse Beeinflussung durch die L\u00f6semittelkonzentration nachgewiesen werden, allerdings waren Messgenauigkeit bzw. Messwertaufl\u00f6sung und vor allem eine quan-titative Reproduzierbarkeit nicht ausreichend. Diese Messmethode k\u00f6nnte allenfalls zus\u00e4tzlich in Kombination mit anderen Messgr\u00f6\u00dfen (siehe Gruppe 1) brauchbare Informationen f\u00fcr den L\u00f6semittelgehalt lie-fern.
\nDas Problem bei der Kunststoffquellung durch Diffusion organischer L\u00f6semittel ist es, diesen bekannten Effekt messtechnisch darzustellen. Als Methode hierzu wurde die Ver\u00e4nderung der dielektrischen Eigenschaften des Kunststoffs herangezogen. Bei den Versuchen bildete eine Kunststofffolie das Dielektrikum eines Kondensators von dem sowohl die Kapazit\u00e4t als auch indirekt die dielektrische Verluste in Abh\u00e4ngigkeit der L\u00f6semittelkonzentration gemessen wurde. Die Ergebnisse waren insgesamt nicht befriedigend, es waren zwar geringe Effekte zu sehen, aber die Messgenauigkeit war \u00e4u\u00dferst schlecht. Eine Entwicklung dieser Methode scheint zwar durchaus interessant, jedoch ist dabei das Projektziel, ei-ne praktische Anwendung zu entwickeln, noch sehr weit entfernt. Dazu m\u00fcssten zun\u00e4chst Grundlagenuntersuchungen durchgef\u00fchrt werden um verl\u00e4ssliche Aussagen \u00fcber die Verwendbarkeit machen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
F\u00fcr diese Vorstudie wurden noch keine Ergebnisse ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Ziel dieses Projektteils war es, Aussagen dar\u00fcber zu erm\u00f6glichen, ob das gesuchte Gesamtziel, die kontinuierliche Analyse organischer L\u00f6semittel in Elektrotauchlacken unter Praxisbedingungen, \u00fcberhaupt m\u00f6glich ist. Dazu kann anhand der oben kurz zusammengefassten Ergebnisse festgestellt werden, dass es sogar mehrere M\u00f6glichkeiten gibt, dieses Ziel zu erreichen. In den n\u00e4chsten Schritten ist es erforderlich die geeigneten Messverfahren so zu gestalten, dass diese auch praktisch verwertbare Ergebnisse liefern zu k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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