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Sprühdüsen zum Ausbringen einer Färbelösung aus einem Vorlagebehälter auf den zu färbenden Gegenstand vorgesehen sind.
Es tst schon seit längerem bekannt, anodisiertes Aluminium im Tauchverfahren mit geeigneten Farbstoffen zu färben. Diese bekannte Methode bietet hiebei im allgemeinen keine Schwierigkeiten
Die Nachfrage und Verwendung grosser Flächen oder Stückzahlen gefärbten Aluminiums brachte jedoch das Erfordernis sehr grosser Färbewannen mit sich. Solange dabei beispielsweise für architektonische Zwecke oder Schilderzwecke nur Färbungen In wenigen Farben gewünscht waren, bringt die Installationen derartig grosser Wannen keine Probleme mit sich und Ist auch noch ökonomisch sowie anlagentechnisch einzusetzen.
Die steigende Nachfrage nach verschiedenen bunten Farbtönen und einer damit verbundenen Erweiterung der Farbpalette macht ein derartiges Verfahren jedoch zunehmend unwirtschaftlicher und aus Platzgründen zum Teil unrealsierbar, da jeder zusätzliche Farbton entweder die Installation einer zusätzlichen Wanne oder das oftmalige Auswechseln des Farbbades erfordert. Darüberhinaus ist beim Ablassen des Farbbades darauf zu achten, dass die nicht mehr gebrauchte Farbflotte entsprechend entsorgt wird, um eine Kontamination der Umwelt zu vermeiden. Eine weitere Möglichkeit, gegenwärtig nicht gebrauchte Farbflotten aus der Wanne zu entfernen, stellt das Abpumpen der Farbflotte in Vorratstanks dar, wodurch wiederum der Platzbedarf erhöht wird.
Darüberhinaus zeigt länger in Gebrauch stehende bzw. lagernde Farbe deutliche Alterungserscheinungen. wodurch die Farbe an Aktivität verliert und zur Erzielung immer gleichbleibender Farbtöne grosse Mengen an Farbe nachdosiert werden muss, wodurch das Verfahren wiederum unwirtschaftlich wird.
Weiters ist eine Spritzfärbetechnik bekannt, mit welcher es gelingt, mit gegenüber einem Tauchfärben geringeren Materialeinsatz, insbesondere geringeren Farbflottemengen, zu arbeiten Hiebei sind zumindest an den Seitenwänden einer Sprühwanne eine Vielzahl von stationären Düsen angeordnet, wobei die Zuleitung von Sprühfarbe aus einer der Anzahl der verwendeten Farben entsprechenden Anzahl von Farbvorratsbehältern erfolgt Auch bei dieser bekannten Spritztechnik muss noch immer etwa ein Zehntel des Wannenvolumens an Farbflotte vorhanden sein und es muss für jeden Farbton eine eigene Deponiewanne errichtet werden, woraus die obengenannten Alterungsprobleme sowie eine Vielzahl an Deponiewannen resultieren. Derartige Anlagen sind beispielsweise in der Zeitschrift"Aluminium", 59.
Jahrgang (1983), Heft
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Aus der AT- 394 277 B Ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung langgestreckter Gegenstände bekannt geworden, bei welcher der ruhende Gegenstand in einen relativ zm zu färbenden Gegenstand bewegten Behälter, welcher mit einem Mantel oder Deckel versehen ist, eingebracht wird und mit der Färbelösung besprüht wird.
Aus der DE- 1 752 230 A 1 ist eine Vorrichtung zum Rückführen eines fliessfähigen Materials bekannt geworden, welches von einem Vorratsbehälter einer Arbeitsstelle zugeführt wird, an welche Einrichtungen zur Rückführung überschüssig zugeführten Materials angeschlossen sind.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung eine Vorrichtung zum Färben von anodisiertem Aluminum zu schaffen, mit welcher es gelingt, die benötigte Farbflottemenge deutlich zu reduzieren, wodurch es in weiterer Folge möglich wird, eine stark erhöhte Anzahl von Farbtönen wirtschaftlich zu verarbeiten.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen dann, dass die Düsen in der Sprühwanne zumindest entlang der Seitenwände derselben bewegbar angeordnet sind, dass der Boden der Sprühwanne in an sich bekannter Weise wenigstens eine Austragsöffnung zum Ausbringen, insbesondere Absaugen, von von der zu färbenden Oberfläche ablaufender Farbe aufweist und dass an die Austragsöffnung des Bodens eine Verbindungsleitung angeschlossen ist, über welche die abgezogene Farblösung dem Vorlagebehälter für die Speisung der Düsen in an sich bekannter Weise rückführbar ist Mit einem derartigen Aufbau wird in konstruktiv einfacher Weise die Rezyklierung der Färbelösung möglich, wobei auch bekannte Färbewannen in einfacher Weise nachgerüstet werden können,
wodurch ein aufwendiger Umbau bestehender Anlagen entfallen kann Dadurch, dass die Färbelösung durch bewegte Düsen ausgebracht wird. ergibt sich eine sehr geringe, im Umlauf befindliche Farbflottemenge, welche im allgemeinen etwa ein Zehntel der bisher bei bekannten Sprühtechniken verbrauchten Mengen liegt. Indem weiters die abtropfende Färbelösung rezykliert wird, kann die eingesetzte Farbflottenmenge genau auf die zu färbende Oberläche abgestimmt werden, da eine weitere Verwendung der eingesetzten Farbe nicht vorgesehen ist. Durch den erfindungsgemäss vorgeschlagenen Aufbau der Vorrichtung wird der Einsatz von beliebigen Farbkombinationen wirtschaftlich möglich, da nur geringste Farbstoffmengen in dem der zu färbenden Oberfläche entsprechenden Ausmass zum Einsatz gelangen.
Weiters ergibt sich eine beträchtliche Verringerung des Installationsaufwandes, da auf getrennte
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Vorratsbehälter für die einzelnen Farben verzichtet werden kann und überdies die Anzahl der für die zu deponierende Farbmenge erforderlichen Behälter deutlich verringert wird, und zwar Im Normalfall auf drei Grundfarben-Vorratsbehälter.
In konstruktiv besonders einfacher Weise Ist die Ausbildung hiebei bevorzugt so getroffen, dass jeweils eine Mehrzahl von Insbesondere lösbaren Düsen auf einem gemeinsamen länglichen Träger angeordnet sind. Ein derartiger Träger kann mit einfachen Antriebselementen beispielsweise längs einer am Wannenrand angeordneten Führung verschoben werden. Bel lösbar eingesetzten Düsen gelingt darüberhinaus ein einfacher Ersatz derselben.
Um eine aufwendige Synchronisation der Bewegung von an unterschiedlichen Selten zu besprühender Oberflächen angeordneten Düsen bzw. Düsenträgern zu vermelden, ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, dass an den Seitenwänden und gegebenenfalls In der Mittenebene der Sprühwanne jeweils ein Düsenträger angeordnet Ist, wobei die Düsenträger über einen gemeinsamen Antrieb antreibbar sind. Die Düsenträgen können hiebei den zu färbenden Profilen angepasst sein und beispielsweise in Draufsicht
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an die Konturen der zu färbenden Gegenstände gelingt dadurch, dass die Austrittsöffnungen der Düsen verstellbar ausgebildet sind, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspncht.
Für eine gleichmässe Färbung und zur Erzielung der gewünschten Farbtiefe ist bevorzugt die Ausbildung so getroffen, dass die Düsenträger mit einer Geschwindigkeit von 0, 2 bis 5 m s, Insbesondere von 1 bis 2 m/s, relativ zur zu färbenden Oberfläche bewegt sind. Durch die erfindungsgemässe Wahl der Geschwindigkeit wird ein Antrocknen der Farbfront zwischen zwei Sprühzyklen mit Sicherheit vermieden. Hlebel kann so vorgegangen werden, dass die Luftfeuchtigkeit beim Besprühen umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit der Düsenträger gewählt wird. Bei niedriger Düsenträger- bzw. Sprühgeschwindigkeit können hiebei Luftfeuchtigkeiten bis zu 90 % gewählt werden.
Um ein besonders schnelles Ablaufen bzw Rezykheren der in Umlauf befindlichen Farbmenge zu ermöglichen, Ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, dass der Boden der Sprühwanne von jeweils einen
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men tiefsten Punkt des Bodens schneiden Durch eine derartige konstruktive Ausgestaltung der Farbwanne wird es möglich, anodisiertes Aluminium mit extrem geringen Farblösungsmengen zu färben.
Da die Temperatur der Färbelösungen zur Erzielung eines möglichst gleichmässigen Farbtones konstant sein sollte, ist die erfindungsgemässe Vorrichtung bevorzugt so ausgebildet, dass der Vorlagebehälter mit einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung versehen ist. Eine einfache Steuerung bzw. Überwachung der Temperatur gelingt durch Anordnung wenigstens eines Temperatufühlers im Vorlagebehälter.
Hiebei soll, um das temperaturabhängige Aufziehverhalten der Farbstoffe konstant zu halten, die Färbung bel Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 65 C, Insbesondere zwischen 25 und 35 C, durchgeführt werden Aus arbeitstechnischen Gründen hat sich hiebei eine Temperatur von 30. C 2 - C als besonders günstig erwiesen, um auch durch klimatische Änderungen hervorgerufene Temperaturschwankungen auszugleichen und die Heizung möglichst klein dimensionieren zu können Auch sollte darauf geachtet werden, dass der Flüssigkeitsdruck der Färbelösung zwischen 0, 1 bis 10 bar, insbesondere 0, 5 bis 5 bar, gewählt wird.
Bel Unterschreiten der angegebenen Grenzen kann eine ausreichende Elndnngtiefe der Farbe nicht mehr sichergestellt werden, während bei Überschreiten der angegebenen Grenzen die Aufprallgeschwindigkeit zu hoch ist, um ein sicheres Halten der Teile auf den Gestellen zu gewährleisten.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung gelingt es, nahezu beliebig viele Farbtöne mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand einzusetzen, da eine sehr genaue Einstellung der erforderlichen Farbstoffmenge In Abhängigkeit von der zu färbenden Oberfläche möglich ist. Um Alterungserschemungen möglichst hintanzuhalten und den gewünschten Farbton direkt vor dem Einsatz der Farbe einzustellen, Ist die Ausbildung mit Vorzug so getroffen, dass der Vorlagebehälter mit einer Mehrzahl von Farbvorratsbehältern für unterschiedlich Grundfarben verbunden ist, wobei die Zufuhr der Farben in den Vorlagebehälter von einer
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wünschten Farbtones gelingt in besonders einfacher Weise dadurch, dass im Vorlagebehälter Farbstammlö- sungen mit genau eingestellter Farbkonzentration bzw.
Farbaktivität vorgelegt werden.
Um Sprühverluste zu vermeiden und eine Beeinträchtigung der Umgebung der Sprühwanne hintanzuhalten, Ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass die Sprühwanne eine anheb- und absenkbare Abdeckung, Insbesondere Absaugglocke, aufweist. Das Vorhandensein einer Absaugglocke erweist sich insbesondere bei Verwendung organischer Lösungsmittel In der Farblösung als besonders vorteilhaft.
Eine weitere Verringerung des Anlagenaufwandes wird dadurch erreicht, dass In den Vorlagebehälter wenigstens eine Leitung für Spülflüssigkeit und oder Druckluft mündet. Durch eine derartige Spül- bzw.
Druckluftleitung kann die Anlage vor dem Farbwechsel In einfacher Weise gereinigt und getrocknet werden, sodass auch bei dem nächstfolgenden Färbezyklus keine Kontamination der Farblösung eintritt. Darüberhin-
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aus Ist es möglich, mit einer derartigen Einrichtung den nach dem Färbeschritt erforderlichen Spülschntt in ein und derselben Wanne durchzuführen
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 ein schematisches Schaubild einer erfindungsgemssen Vorrichtung
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2In Fig. 1 ist mit 1 eine Sprühwanne bezeichnet, in weicher eine Mehrzahl von Düsenträgern 2 mit schematisch angedeuteten Düsen 3 verschiebbar angeordnet sind, wir dies unter Bezugnahme auf Flg. 2 noch näher erläutert werden wird In der Sprühwanne 1 sind zu färbende Gegenstände 4 angeordnet und es Ist weiters eine Abdeckung 5 vorgesehen.
Den Düsenträgern 2 bzw. den Düsen 3 wird aus einem Vorlagebehälter 6 über eine Leitung 7 durch eine Pumpe 8 eine Färbelösung zugeführt. In den Vorlagebehälter 6 münden Leitungen 9, über welche aus einer Mehrzahl von Farbvorratsbehältern 10 über Dosierpumpen 11 gespeist werden, wobei In den Vorratsbehältern 10 die Grundfarben blau, gelb und rot bzw. violett grün und orange enthalten sind, mit welchen sämtliche vorstellbaren Farbtöne mischbar sind. Die Zufuhr von Farbe aus den einzelnen Vorratsbehältern 10 erfolgt gesteuert über eine Insbesondere elektronische Steuer- und Regelelnnchtung 12, wobei die Steuerleitungen schematisch mit 13 bezeichnet sind.
Im Vorlagebehälter 6 Ist weiters eine Heiz-und/oder Kühleinnchtung 16 angeordnet, wobei die Steuerung der nicht näher dargestellten Zufuhr von Wärme- oder Kältemitteln unter Zwischenschaltung eines Sensors 17 erfolgt.
Aus der mit geneigten Bodenflächen 18 ausgebildeten Sprühwanne 1, wobei sich die geneigten Bodenflächen 18 in einem gemeinsamen tiefsten Punkt 19 schneiden, wird über eine Leitung 20 die von den zu färbenden Gegenständen 4 abtropfende Farblösung abgezogen und unmittelbar dem Vorlagebehälter 6 rückgeführt und neuerlich den Düsen 3 zugeführt Die Zuleitung von Färbelösung zu den Düsen 3 zur Abgabe der Sprühstrahlen 32 erfolgt über eine Mehrwegeventlianordnung 21 wobei nach Beendigung des Färbevorganges die verbleibende gennge Farb-Restmenge über eine Leitung 22 einem Deponiebehälter 23 zwecks späterer Entsorgung zuführbar ist.
Nach erfolgter Färbung erfolgt üblicherweise eine Spülung der gefärbten Gegenstände. Dm gleichzeitig eine Reinigung des Vortagebehälters 6 sowie der Düsen 3 und der Sprühwanne 1 vorzunehmen, wird über eine Leitung 24 aus einem Vorratsbehälter 25 für Spülflüssigkeit diese dem Vorlagebeälter 6 zugeführt und wiederum über die Pumpe 8 zu den Düsen 3 gefördert. Die leicht gefärbten Spülwässer werden über Leitung 20, ein Mehrwegeventil 14 und Leitung 15 einer nicht dargestellten Entfärbungsanlage zugeführt
Um eine ausreichende Farbtiefe zu erreichen sowie um Taktzeitprobleme in der Anlage zu vermeiden, beträgt die Sprühzeit zwischen 2,5 und 60 min, insbesondere zwischen 5 und 40 min.
Insbesondere bel Sprühzeiten zwischen 5 und 40 min wird ein grosser Durchsatz durch die Anlage bel gleichzeitig konstanter Farbtiefe der zu färbenden Oberflächen erreicht.
Bel der Darstellung gemäss Fig. 2 wurden für gleiche Bautelle die Bezugszeichen der vorangegangenen Figur beibehalten. Die miteinander zu einer E-Konfiguration verbundenen Düsenträger 2 sind am Rand der beispielsweise aus glatten Edelstahl oder Kunststoff gefertigten Sprühwanne 1 an einer Führung 26 gelagert, wobei Antriebe 27 zur Bewegung der Düsenträger 2 im Sinne des Doppelpfeiles 28 längs der Seitenwände der Sprühwanne 1 vorgesehen sind.
Die Führung 26 kann hiebei als Zahnstange ausgebildet sein Die Zuleitung 7 zu den Düsenträgern 2 ist als flexible Schlauchleitung ausgebildet, um der Bewegung der Düsenträger 2 längs der Seitenwände der Sprühwanne 1 zu folgen
Die schematisch angedeutete Abdeckung 5 Ist in nicht näher dargestellter Weise Im Sinne des
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färbenden Gegenstände 4 sind an entsprechenden Trägern 31 gelagert, welche ebenfalls aus der Sprühwanne 1 entfernt werden können.
Je nach gewünschtem zu erzielenden Farbton erfolgt eine Mischung der Farben blau gelb und rot oder der Grundfarben violett grün und orange, wodurch gedämpfte Farbtöne erzielbar sind. Alternativ können auch zwei im Farbkreis nebeneinanderliegende Farbtöne verwendet werden, um zu besonders bnllianten
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gen zu wirken, erfolgt eine regelmässige Überprüfung der Lösungen, welche günstiger Welse In einer Natnumacetat gepufferten wässngen Lösung mit 2 g/) angesetzt werden und möglichst unter Luftabschluss dunkel gelagert werden. Hlebel wird der pH-Wert auf 5, 6 ¯ 0.2 eingestellt. um das vom pH-Wert abhängige Aufz ! ehvermögen konstant zu halten.
Nach dem Färben und Spülen erfolgt ein Nickelacetat-Vor-oder Haupt-Sealing, um das Ausbluten der organischen Farbstoffe weltgehendst zu vermeiden.
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dm2 eine Menge von einem Liter Farbflotte nötig ist.
Mit dieser Vorrichtung gelingt eine optimale Abstimmung der einzusetzenden Farbmenge an die zu färbende Fläche und da die eingesetzten Farben nicht welterverwendet werden, ist die wirtschaftliche Verarbeitung einer nahezu beliebigen Anzahl von Farbtönen möglich, wobei bevorzugt bel Verwendung von Mischfarben diese unmittelbar vor dem Aufbnngen aus höchstens 6, insbesondere 3 Grundfarben gemischt werden Patentansprüche 1.
Vorrichtung zum Färben von anodisiertem Aluminium, wobei in einer ruhenden Sprühwanne, in welche die zu färbende anodislerte Ware einbnngbar ist, eine Mehrzahl von Sprühdüsen zum Ausbringen einer
Färbelösung aus einem Vorlagebehälter auf den zu färbenden Gegenstand vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (3) in der Sprühwanne (1) zumindest entlang der Seltenwände derselben bewegbar angeordnet sind, dass der Boden (18) der Sprühwanne (1) In an sich bekannter
Welse wenigstens eine Austragsöffnung (19) zum Ausbringen, insbesondere Absaugen, von von der zu färbenden Oberfläche (4) ablaufender Farbe aufweist und dass an die Austragsöffnung des Bodens (18) eine Verbindungsleitung (20) angeschlossen ist, über welche die abgezogene Farbiösung dem Vorlage- behälter (6) für die Speisung der Düsen (3)
in an sich bekannter Welse rückführbar 1St.