31.01.2019
Die Sauberkeit von Oberflächen schnell und mobil bestimmen
Maria Mihhailova, Dr. Daniel Frese, Krüss GmbH
Zeit ist Geld, das gilt auch beim industriellen Reinigen. Oberflächen sollten gereinigt werden, bis der benötigte Grad an Sauberkeit erreicht ist und nicht länger. Doch wie lässt sich die Sauberkeit einer Oberfläche zuverlässig messen?
Gründliche Reinigung von Oberflächen ist Voraussetzung für eine Vielzahl von Prozessen, wie z. B. Beschichten, Lackieren, Verkleben. Bleiben Kontaminationen auf der Oberfläche zurück, sind fehlerhafte Beschichtungen, optische Lackierdefekte und schlechte Haftung die Folge. Für die Messung der Sauberkeit einer Oberfläche stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, welche beispielsweise auf Fluoreszenz basieren oder auch auf dem Einsatz von Röntgenstrahlung.
Nachteile dieser Methoden sind u. a. eine Beschränkung auf den Nachweis nur bestimmter Arten der Verunreinigung, ein Einfluss des Sondenabstands auf die Ergebnisse, oder schlichtweg die sehr hohen Kosten der Instrumente in Kombination mit hohem Messaufwand.
Eine Methode, welche sehr sensitiv bereits auf minimale Kontaminationen reagiert, ist die Kontaktwinkelmessung. Welche Form ein Tropfen auf einer Oberfläche einnimmt, ergibt sich nach der Young'schen Gleichung u. a. durch die Oberflächenspannung der applizierten Flüssigkeit sowie die SFE der Probenoberfläche. Unlösliche Verunreinigungen (Fett, Öle, etc.) bilden eine Oberfläche mit geringerer SFE, wodurch sich ein größerer Kontaktwinkel ergibt. Grenzflächenaktive Verunreinigungen (Tenside, etc.) lösen sich im Tropfen und senken dessen Oberflächenspannung herab, was in einer zeitabhängigen Verringerung des Kontaktwinkels zeigt.
Diese Methode bietet den Vorteil, dass Sie ortsaufgelöste Informationen über die Art der Verunreinigung (löslich/unlöslich) liefert und einfach und schnell anzuwenden ist. Sie ist nicht invasiv und kann mit einem mobilen Gerät überall durchgeführt werden.