AT504677B1 - Verfahren zum lackieren einer oberfläche mit einem wasserlack - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Lackieren einer Oberfläche mit einem Wasserlack wird der Wasserlack zum Aufbringen auf die zu lackierende Oberfläche mit Hilfe von Druckluft zerstäubt. Um vorteilhafte Lackierungsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß die Druckluft vor dem Zerstäuben des Wasserlackes befeuchtet wird, wobei Luft aus dem Lackierbereich abgesaugt und nach einem Ausscheiden eines Teiles der abgesaugten Abluft und einem Ersatz der ausgeschiedenen Abluft durch Frischluft dem Lackierbereich wieder in einem Kreislauf zugeführt wird.

Description

österreichisches Patentamt AT504 677B1 2010-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lackieren einer Oberfläche mit einem Wasserlack, wobei der Wasserlack zum Aufbringen auf die zu lackierende Oberfläche mit Hilfe von Druckluft zerstäubt wird.

[0002] Da Wasserlacke Wasser als Lösungsmittel enthalten, muss das Wasser zum Aushärten der auf eine zu lackierende Oberfläche aufgebrachten Lackschicht verdampfen. Wegen der von der Oberflächenschicht ausgehenden Verdampfung des Wassers ist eine zu rasche Verdampfung des Lösungsmittels zu vermeiden, weil sonst eine bereits weitgehend ausgehärtete Oberflächenschicht des Wasserlackes das nachfolgende Verdampfen des Wassers aus unteren Lackschichten beeinträchtigt, so dass es zu einer Verminderung der Haftfähigkeit des Wasserlackes und unter Umständen in Abhängigkeit vom Werkstoff der den Wasserlack aufnehmenden Oberfläche zu Korrosionserscheinungen kommen kann. Wird der Wasserlack zum Aufbringen auf die zu lackierende Oberfläche mit Hilfe von Druckluft zerstäubt, so bedingt diese Zerstäubung, dass Wasser aus dem zerstäubten Wasserlack verdampft. Der dadurch verminderte Lösungsmittelgehalt des Wasserlackes beeinträchtigt nicht nur die Filmbildung des aufgesprühten Lackes, sondern führt auch zu einer rascheren Oberflächentrocknung der Lackschicht mit den geschilderten Nachteilen.

[0003] Um das Anlegen von Farbe an das diese Farbe führende Rohr einer Spritzpistole zu verhindern, das mit Druckluft zum Zerstäuben der Farbe beaufschlagt wird, ist es bekannt (JP 57053268 A), die dem Farbrohr zugeführte Druckluft anzufeuchten. Eine solche zusätzliche Luftbefeuchtung bringt allerdings bei Wasserlacken die Gefahr einer verzögerten Antrocknung des aufgebrachten Wasserlackes aufgrund eines erhöhten Wasserdampfgehalts in der Umgebungsluft mit sich.

[0004] Damit unabhängig von äußeren Umluftbedingungen für ein teilweises Verdampfen des Wasseranteils eines mit Hilfe von Druckluft versprühten wässrigen Beschichtungsmittels gesorgt werden kann, ist es schließlich bekannt (DE 27 49 400 A1), einen den Sprühnebel umhüllenden Luftmantel aus konditionierter Luft zu erzeugen, die den Sprühnebel vor der Umgebungsluft abschirmt und selbst die Verdampfungsverhältnisse bestimmt, was jedoch einen erheblichen Aufwand bedeutet.

[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Lackieren einer Oberfläche mit einem Wasserlack der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass für die Aushärtung des auf die Oberfläche aufgebrachten Wasserlackes mit vergleichsweise einfachen Mitteln vorteilhafte Verhältnisse sichergestellt werden können.

[0006] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Druckluft vor dem Zerstäuben des Wasserlackes befeuchtet wird, wobei Luft aus dem Lackierbereich abgesaugt und nach einem Ausscheiden eines Teiles der abgesaugten Abluft und einem Ersatz der ausgeschiedenen Abluft durch Frischluft dem Lackierbereich wieder in einem Kreislauf zugeführt wird.

[0007] Durch die Maßnahme, die zum Zerstäuben des Wasserlackes eingesetzte Druckluft zu befeuchten, wird ein Verdampfen des als Lösungsmittel im Wasserlack enthaltenen Wassers in der Zerstäubungsluft unterbunden, so dass mit einer ausreichenden Lösungsmittelkonzentration des auf die zu lackierende Oberfläche aufgesprühten Wasserlackes gerechnet werden kann, um einerseits eine gute Filmbildung sicherzustellen und anderseits eine vorzeitige Abtrocknung einer Oberflächenschicht des aufgebrachten Lackfilmes zu vermeiden. Durch das Befeuchten der zum Zerstäuben des Wasserlackes eingesetzten Druckluft in einem vorgegebenen Ausmaß können somit vorteilhafte Verhältnisse zum Aufbringen des Wasserlackes auf die zu lackierende Oberfläche gewährleistet werden.

[0008] Eine mit Wasserdampf gesättigte Atmosphäre im Lackierbereich verhindert allerdings ein Verdampfen des Lösungsmittels aus der aufgebrachten Lackschicht. Soll die auf die zu lackierende Oberfläche aufgebrachte Schicht eines Wasserlackes zumindest für eine nachfolgende Handhabung ausreichend antrocknen, so muss für eine entsprechende Verdampfung des als Lösungsmittel in der Lackschicht enthaltenden Wassers gesorgt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass 1/4 österreichisches Patentamt AT504 677B1 2010-05-15

Luft aus dem Lackierbereich abgesaugt und nach einem Ausscheiden eines Teiles der abgesaugten Abluft und einem Ersatz der ausgeschiedenen Abluft durch Frischluft dem Lackierbereich wieder in einem Kreislauf zugeführt wird. Das Absaugen von Luft aus dem Lackierbereich bietet zunächst in an sich bekannter Weise die Möglichkeit, Lackreste aus dem abgesaugten Luftstrom abzuscheiden und damit ein Aufkonzentrieren des Lackanteils im Lackierbereich zu unterbinden. Das Ausscheiden eines Teiles der abgesaugten Abluft nach dem Abscheiden der Lackreste durch Frischluft erlaubt die Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes der dem Lackierbereich wieder zugeführten Mischluft, ohne eine aufwendige Trocknung der im Kreislauf geführten Luft vornehmen zu müssen. Voraussetzung ist lediglich, dass die zugeführte Frischluft einen entsprechend niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt als die abgesaugte Abluft aufweist, wovon im Allgemeinen ausgegangen werden kann. Um die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels den Anforderungen an eine vorteilhafte Abtrocknung der aufgebrachten Wasserlackschicht anzupassen, wird ja eine vergleichsweise hohe Luftfeuchtigkeit notwendig, die durch das Mischen der abgesaugten Abluft mit einem entsprechenden Anteil an Frischluft sichergestellt werden kann. Es braucht ja lediglich die Feuchtigkeitszunahme zufolge der befeuchteten Zerstäubungsluft und das Verdampfen des Lösungsmittels ausgeglichen zu werden. Die Kreislaufführung der Abluft unter den Bedingungen eines teilweisen Ersatzes durch Frischluft schafft somit im Lackierbereich eine feuchte Atmosphäre, die in vorteilhafter weise an die jeweiligen Abtrocknungsbedingungen von Wasserlacken angepasste werden kann.

[0009] Da die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels nicht nur von der relativen Luftfeuchtigkeit der dem Lackierbereich zugeführten Mischluft, sondern auch von der Temperatur dieser Mischluft abhängt, kann die Verdampfung des Lösungsmittels auch über die Temperatur der im Kreislauf geführten Luft gesteuert werden. Besonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die im Kreislauf geführte Luft mit einer höheren Temperatur als die Oberflächentemperatur der zu lackierenden Oberfläche in den Lackierbereich gefördert wird, weil in diesem Fall mit einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit im Bereich der Oberfläche der Wasserlackschicht gerechnet werden kann, was zumindest während einer Antrocknungsphase ein vorzeitiges Aushärten einer Oberflächenschicht des Lackfilmes unterbindet. Damit eine im Lackierbereich geforderte Lufttemperatur nicht zu einem erhöhten Energieeinsatz für die Lufterwärmung führt, kann die Frischluft mit Hilfe der Abwärme der ausgeschiedenen Abluft erwärmt werden, wofür vorteilhaft eine Wärmepumpe eingesetzt werden kann.

[0010] Wie bereits ausgeführt wurde, ist es für einen optimalen Abtrocknungsvorgang der aufgebrachten Wasserlackschicht von entscheidender Bedeutung, einen entsprechenden Feuchtigkeitsverlauf der Atmosphäre im Lackierbereich während der Abtrocknungszeitspanne sicherzustellen. Zur Einstellung des jeweiligen Feuchtigkeitsgehaltes kann das Ausscheiden eines Teiles der aus dem Lackierbereich abgesaugten Abluft und dessen Ersatz durch Frischluft in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Feuchtigkeitsgehalt der dem Lackierbereich zugeführten Mischung aus Abluft und Frischluft durchgeführt werden.

[0011] Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert, und zwar wird eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt.

[0012] Die dargestellte Anlage zum Lackieren der Oberfläche 1 eines Werkstückes 2 umfasst einerseits eine Vorrichtung 3 zum Zerstäuben eines Wasserlackes 4 und anderseits eine Absaugeinrichtung 5 für Abluft 6 aus dem Lackierbereich sowie eine Zuführeinrichtung 7 für die teilweise in einem Kreislauf 8 geführte Abluft 6. Die Vorrichtung 3 zum Zerstäuben des Wasserlackes 4 wird beispielsweise durch eine herkömmliche Zerstäuberdüse gebildet, in der der Wasserlack 4 mit Hilfe von Druckluft zu feinen Tröpfchen zerstäubt wird, die sich in einem Sprühkegel auf der zu lackierenden Oberfläche 1 ablagern. Der überschüssige Teil des zerstäubten Wasserlackes wird mit der Abluft 6 durch die Absaugeinrichtung 5 aus dem Lackierbereich abgesaugt und mit Hilfe eines Abscheiders 9 zur Wiederverwertung aus dem Abluftstrom ausgeschieden, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist.

[0013] Neu gegenüber bekannten Zerstäubungsvorrichtungen ist, dass die von einer Druckluft- 2/4

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT504 677 B1 2010-05-15 quelle 11 der Vorrichtung 3 zugeführte Druckluft in einer mit Wasser 12 versorgten Befeuchtungseinrichtung 13 befeuchtet wird, so dass aufgrund des Feuchtigkeitsgehaltes der Druckluft die Zerstäubungsluft zumindest weitgehend mit Wasserdampf gesättigt ist. Die Wasserdampfsättigung der Zerstäubungsluft verhindert ein Verdampfen des als Lösungsmittel im Wasserlack enthaltenen Wassers während des Zerstäubungsvorganges und sichert somit eine ausreichende Lösungsmittelkonzentration in der auf die Oberfläche 1 aufgesprühten Lackschicht. Die mit der Entspannung der Druckluft verbundene Abkühlung kann im Bedarfsfall durch eine zusätzliche Erwärmung der Druckluft vorzugsweise in der Befeuchtungseinrichtung 13 zumindest teilweise ausgeglichen werden, um ein vorgegebenes Temperaturniveau des auf die Oberfläche 1 aufzubringenden Wasserlackes sicherzustellen. [0014] Die über die Absaugeinrichtung 5 aus dem Lackierbereich abgesaugte Abluft 6 wird nach dem Abscheiden der Lackreste mittels einer Steuereinrichtung 14 in zwei Teilströme 15 und 16 aufgeteilt. Während der Teilstrom 15 im Kreislauf 8 weitergeführt wird, wird der Teilstrom 16 aus dem Kreislauf 8 ausgeschieden und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der dem Lackierbereich zugeführten Druckluftmenge durch Frischluft 18 ersetzt, die dem verbliebenen Teilstrom 15 zugemischt wird, um die Mischluft 19 über die Zuführeinrichtung 6 wieder in den Lackierbereich zu blasen, die Für die Luftförderung erforderlichen Gebläse sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. [0015] Die Frischluft 18 wird durch eine Wärmepumpe 20 mit Hilfe der Abwärme des aus dem Kreislauf 8 ausgeschiedenen Teilstroms 16 der Abluft 6 auf eine Temperatur angehoben, die eine vorgegebene Temperatur der Mischluft 19 sicherstellt. Diese Temperatur der Mischluft 19 übersteigt vorzugsweise die Oberflächentemperatur des Werkstückes 2, um eine für den Abtrocknungsverlauf zumindest zeitweise vorteilhafte Kondensatbildung im Oberflächenbereich der auf der Oberfläche 1 abgeschiedenen Lackschicht zu ermöglichen. [0016] Aufgrund der Zumischung von Frischluft 18 zum im Kreislauf 8 geführten Teilstrom 15 der Abluft 6 wird der Feuchtigkeitsgehalt der Mischluft 19 herabgesetzt, weil davon ausgegangen werden kann, dass die Frischluft 18 einen niedrigeren Feuchtigkeitsanteil als die Abluft 6 aufweist, die ja das aus der Lackschicht verdampfende Wasser aufnehmen muss. Durch eine entsprechende Einstellung des Feuchtigkeitsgehaltes und der Temperatur der Mischluft 19 können somit für den Abtrocknungsverlauf der auf die Oberfläche 1 aufgebrachten Wasserlackschicht vorteilhafte Bedingungen gewährleistet werden, die eine an die jeweiligen Anforderungen angepasste Verdampfungsrate des in der aufgebrachten Lackschicht als Lösungsmittel enthaltenen Wassers erzwingen. Patentansprüche 1. Verfahren zum Lackieren einer Oberfläche mit einem Wasserlack, wobei der Wasserlack zum Aufbringen auf die zu lackierende Oberfläche mit Hilfe von Druckluft zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft vor dem Zerstäuben des Wasserlackes befeuchtet wird, wobei Luft aus dem Lackierbereich abgesaugt und nach einem Ausscheiden eines Teiles der abgesaugten Abluft und einem Ersatz der ausgeschiedenen Abluft durch Frischluft dem Lackierbereich wieder in einem Kreislauf zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Kreislauf geführte Luft mit einer höheren Temperatur als die Oberflächentemperatur der zu lackierenden Oberfläche in den Lackierbereich gefördert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluft mit Hilfe der Abwärme der ausgeschiedenen Abluft erwärmt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausscheiden eines Teiles der aus dem Lackierbereich abgesaugten Abluft und dessen Ersatz durch Frischluft in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Feuchtigkeitsgehalt der dem Lackierbereich zugeführten Mischung aus Abluft und Frischluft durchgeführt werden. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4