Entwicklung eines effektiven und wirtschaftlichen Laserentschichtungsverfahrens zur Entfernung temporärer Pflegebeschichtungen von elastischen Bodenbelägen
AiF 187 ZBG
Eine Grundvoraussetzung für die optimale Reinigungsfähigkeit von Bodenbelägen ist die Optimierung der Oberflächenenergie mit dem Ziel, die Schmutzadhäsion zu minimieren. Dies wird häufig durch das Aufbringen temporärer Beschichtungen erreicht. Diese Beschichtungen auf Polymerbasis (mit oder ohne Wachsanteile) verbessern die Reinigungseigenschaften und verringern den Verschleiß der Bodenbeläge, wodurch sich die Nutzungsdauer wesentlich verlängert. Nach längerer Nutzungsdauer ist aber, vor allem bei hoher Beanspruchung, eine wässrige Grundreinigung und Neubeschichtung unumgänglich. Die erforderlichen Trocknungszeiten führen zu Verzögerungen im Betriebsablauf des Gebäudebetreibers (die Flächen können nicht begangen werden) und im Arbeitsablauf des Gebäudereinigers, so dass die erzielbare Flächenleistung verringert wird. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der Gebäudereinigungsunternehmen beeinträchtigt. Ein Lösungsansatz liegt im Einsatz der Laserstrahltechnik.
Die entsprechenden Untersuchungen wurden zunächst vorwiegend mit einem CO2-Laser (100 W Laserleistung) vorgenommen, da bei der Wellenlänge der CO2-Laserstrahlung (10,64 µm) der Absorptionsgrad kommerziell erhältlicher Pflegedispersionen mit 40 bis 70 % ausreichend hoch ist, so dass eine Entschichtung prinzipiell möglich ist.
Ein guter Filmabtrag mittels CO2-Laser beschränkt sich allerdings auf ein sehr enges Prozessfenster und ist dementsprechend anfällig gegen kleinste Änderungen der Laserparameter, aber auch der Schichtdicke, Pflegedispersion sowie Anschmutzung oder Alterung der eingepflegten Bodenbeläge. Beim Übergang von kleinen (2 x 2 cm2) auf größere Flächen (Bahnen von 10 x 40 cm2) ist deshalb eine umfassende Anpassung der Verfahrensparameter erforderlich.
Hier werden gute Entschichtungsergebnisse bei bis zu 30 % höheren Laserstrahlintensitäten (bis 2100 W/cm2) und bis zu 30 % niedrigeren Scangeschwindigkeiten (1,7 bis 2,3 m/s) erzielt.
Verbliebene dünne Filmrückstände mit Schmutzresten sind durch eine trockene mechanische Nachbehandlung mit Hilfe einer Scheuersaugmaschine insbesondere von PVC-Bodenbelägen gut zu entfernen.
Als nachteilig erwies sich ferner die Tatsache, dass der Prozess nicht selbst begrenzend ist und Bodenbeläge infolge eines vergleichbar hohen Absorptionsgrades durch örtliche Überhitzung geschädigt werden können.
Auf Grund der niedrigen Scangeschwindigkeiten ergaben sich bei Verwendung eines CO2-Lasers relativ niedrige Flächenraten. Höhere Flächenraten resultierten beim Entschichten der Bodenbeläge mit Nd:YAG-Laser.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine Laserentschichtung temporärer Pflegebefilmungen prinzipiell möglich ist. Forschungsbedarf besteht noch bezüglich der Minimierung der Schädigung der Bodenbeläge. Ein Lösungsansatz hierfür liegt in der Integration von Laser-Reflexionsschichten in die Pflegefilme. Deshalb wurde ein Anschlussantrag zur Entwicklung eines selbst begrenzenden Prozesses zur Laserstrahlentschichtung temporärer Pflegebefilmungen eingereicht.
Wir danken der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungvereinigungen e.V. (AiF) für die Förderung des Forschungsvorhabens AiF 187 ZBG, die aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) erfolgte.
Der Forschungsbericht ist auf Anfrage bei der FRT erhältlich.