CH491679A - Verfahren zum Beschichten von Hohlkörpern - Google Patents

Description

      Verfahren        zum    Beschichten von Hohlkörpern    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschich  ten von Hohlkörpern, wie Behältern, Dosen und     Dek-          keln,    wobei das     Beschichtungsmaterial    im elektrostati  schen Feld     aufgetragen    wird und auf dem geerdeten Hohl  körper einen Film bildet.

   Es ist bekannt, Hohlkörper,       wie    Behälter, Dosen und Deckel an ihren Innen- und  Aussenflächen aus optischen Gründen und zum     Schutz     vor äusseren Einflüssen, wie Kratzer, sowie zum Schutz  vor     aggressiven    Füllgütern mit     einer    Lackierung zu  versehen.

   Das Auftragen dieser Lackierung kann be  kanntermassen durch     ein        elektrostatisches    Verfahren er  folgen.     Dieses    Verfahren beruht darauf, dass sich elek  trisch aufgeladene Lacktröpfchen in einem Feld hoher  elektrischer Stärke aufgrund elektrostatischer Kräfte  längs den Kraftlinien zu der geerdeten     Körperober-          fläche    hin bewegen und dort entladen.

   Da sich mit  zunehmender Lackdicke die für den Lackiervorgang       verantwortliche        Potentialdifferenz        verringert,        wird    in  folge der an     unlackierten    Flächen     höheren    Potential  differenz automatisch bewirkt, dass die     Lackierung     gleichmässig erfolgt.  



  Damit der Lack die an ihn     gestellten        Aufgaben    er  füllen kann, muss     dafür        gesorgt    werden, dass der Lack  gut auf den zu schützenden Flächen haftet. Dazu ist es       bisher    notwendig gewesen, in umfangreichen     Vorbehand-          lungsverfahren    die     Oberfläche    des Lackiergutes von       Verunreinigungen,        wie    Oxid, Fett und Schmutz     zu        be-          freien.    Das zu lackierende Gut muss     hierbei    einer Rei  nigung,

   einer     Entfettung    und schliesslich einer     Phos-          phatierung        unterworfen    werden. Nach dieser     Vorbe-          handlung    wird     üblicherweise,        falls    es sich um Hohl  körper handelt, zunächst     die        Innenlackierung    vorge  nommen.

       Anschliessend        erfolgt    in einem     Durchlaufofen     die     Einbrennung    dieser     Innenlackierung.        Danach    wer  den die auf Dorne     aufgesteckten        Hohlkörper    im     Walz-          verfahren    aussen     lackiert        und        im        Durchlaufofen    vorge  trocknet.

   Nachdem der     lackierte        Gegenstand        stach        einem     bei der     Dosenindustrie    üblichen Verfahren     bedruckt     wurde, muss darüber     hinaus        für        den        Druck        eine   <B>farb-</B>         lose        Schutzlackierung    aufgebracht werden.

       Diese        kann     entweder nass in nass aufgebracht und     zusammen   <B>mit</B>  dem vorgetrockneten Gegenstand     getrocknet        werden     oder auf den bereits fertiggetrockneten     Gegenstand    auf     ;#     gebracht und extra eingebrannt werden.     Das        Fertig-          trocknen        erfolgt        üblicherweise        ebenfalls    in     einem        Durch-          laufofen.     



  Neben der Vielzahl der oben beschriebenen     Bear-          beitungsstufen        weist    das bisherige     Verfahren    noch       andere    erhebliche Nachteile auf.

   So kann es oft vor  kommen, dass an schlecht     zugänglichen    Stellen des zu  lackierenden Gegenstandes, wo infolgedessen die Reini  gung,     Entfettung    und     Phosphatierung    nur in ungenügen  dem Masse stattfinden konnte, der Lack nur     teilweise          oder    gar nicht an seiner Unterlage     haftet.    Bei der  nachfolgenden     Erhitzung    im     Durchlaufofen    kommt     es     dann an diesen     Steilen    leicht zu Blasenbildung,     Auf-          werfungen    und Porenbildung.

       Insbesondere    wird durch  das bei der Erwärmung aus dem Lack verdampfende       Lösungsmittel    die Porendichtheit des Lackes beein  trächtigt.  



       Es    besteht also die Möglichkeit, dass Füllgut     in     direktem Kontakt mit der Behälterwand     steht.    Falls  es sich um     aggressives    Füllgut handelt, kommt es dabei  zu der gefürchteten Unterwanderung.

   Dabei     blättert    die  Lackschicht ausgehend von einer     winzigen,    dem     direkten     Angriff des     Füllgutes        ausgesetzten    Stelle allmählich von  der Behälterwand ab und kann,     beispielsweise    bei Spray  dosen,     zum    Verstopfen des Sprühkopfes     führen,    da  sich einzelne     Lackpartikelchen    in diesem festgesetzt  haben.

   Da von     aussen    eine     Säuberung    des     Sprühkopfes     meist unmöglich     ist,    kann der restliche     Sprühdosenin-          halt   <B>nicht</B> mehr entnommen werden und ist     wertlos        ge-          worden.     



  Falls     aggressives    Füllgut     längere    Zeit mit der     Be-          hälterwand        in        Berührung    steht, kann es     sogar        zum          völligen        Durchfressen    der     meist    dünnen     Dosenwand    und  damit     zum    Auslaufen des oft     feuergefährlichen        Inhaltes          kommen.    ,      Anderseits sind auch Reaktionen zwischen Füllgut  und Behälterwand möglich,

   die zu einer Schädigung  des Füllgutes führen. Insbesondere bei Lebensmitteln  ist die Gefahr einer geschmacklichen Veränderung     oder     gar des völligen Verderbens dieser Lebensmittel erheb  lich. So wird beispielsweise die Fettoxydation, d. h.  der Verderb des Fettes infolge     Ranzigwerdens    in hohem  Masse durch     Schwermetallionen    begünstigt.  



  Ferner ist es oft notwendig, zum Schutz der Innen  lackierung vor aggressiven Füllgütern die Innenlackie  rung speziell den Eigenschaften des Füllgutes und dessen  Aggressivität anzupassen, was neben dem dafür nötigen  Aufwand noch den Nachteil hat, dass die so lackierten  Gegenstände oft nur für dieses Füllgut verwendet wer  den können.  



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch  ein Verfahren zum Beschichten von     Hohlkörpern    die  oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, insbeson  dere die vor der Lackierung erforderlichen umfang  reichen     Vorbehandlungsverfahren    der Oberfläche des  Lackiergutes einzuschränken, das bisher notwendige  zweimalige Durchlaufen der     Lackierungszone    und der  nachfolgenden     Erhitzungszone    zu vermeiden und die  Notwendigkeit für den Druck eine     farblose    Schutzlackie  rung aufbringen zu müssen auszuschalten.

   Weiterhin  soll absolute Porendichtheit     gewährleistet    sein, so dass  eine Berührung zwischen Füllgut und Behälterwand  ausgeschlossen ist und auch Lebensmittel ohne Be  denken als Füllgut in Frage kommen. Weiterhin soll  der     bei    den bisherigen Lackierverfahren übliche Lack  verlust erheblich verringert werden, so dass sich     neben     den Vereinfachungen des Verfahrens auch eine Senkung  der Kosten ergibt.  



  Ausgehend von     einem        Verfahren    zum Beschichten  von Hohlkörpern, wie Behälter, Dosen und Deckel,       wobei    das     Beschichtungsmaterial    im elektrostatischen  Feld aufgetragen wird und auf dem geerdeten Hohl  körper einen Film bildet, erfolgt die Lösung dieser  Aufgabe     erfindungsgemäss    dadurch, dass der Hohlkörper  mit in Pulverform verblasenem Kunststoff beschichtet  und danach einer     Wärmebehandlung    unterzogen wird.

    Im Gegensatz zum     elektrostatischen    Lackieren, wo flüs  siges Medium versprüht wird,     das    aufgrund der in ihm  enthaltenen Bindemittel an der     Körperoberfläche    haftet,  handelt es sich bei dem erfindungsgemässen Verfahren  um das Verblasen von festen, pulverförmigen Kunst  stoffteilchen, welche in erster Linie durch die vom  elektrostatischen Feld erzeugte Potentialdifferenz und  nicht durch chemische Bindemittel an der     Körperober-          fläche    festgehalten werden.

   Erst durch die auf die Be  schichtung folgende Erwärmung kommt es     durch    Ver  schmelzen der Kunststoffteilchen zu einer geschlossenen,  am Körper haftenden     Überzugsschicht.    Da     hierbei    keine       Lösungsmitteldämpfe    entweichen, ist absolute<B>Poren-</B>  freiheit sichergestellt.  



  Demgegenüber kommt dem beim Lackieren üblichen       Einbrennen    die gänzlich andere Aufgabe zu, eine im  Lack enthaltene Komponente, nämlich das Lösungs  mittel, durch Verdampfen zu     entfernen    und     dadurch     den Lack zu trocknen und gleichzeitig zu festigen, was       allerdings    der absoluten Porenfreiheit des     Überzuges     zuwiderläuft.  



  Die Verwendung von     Kunststoffpulver        anstelle    von       Flüssiglack        bewirkt    eine erhebliche     Verringerung    der       bei    Lacken üblichen     Vorbehandlung.        Während    es, wie  schon erwähnt, zur guten Haftung und zum Schutz vor  korrosiven Einflüssen vor dem     Lackieren    nötig     ist,    das    Lackiergut zu reinigen, zu     entfetten    und zu     phospha-          tieren,    genügt bei der Kunststoffbeschichtung die Ent  fettung.

   Bei der Entfettung etwa zurückbleibende Schlie  ren, die im Falle anschliessender Lackierung die Poren  bildung begünstigen und daher durch gründliches  Schwemmen oder im Sprühverfahren entfernt werden  müssen und dabei erheblichen Wasserverbrauch be  dingen, sind im Falle der Beschichtung mit pulver  förmigem Kunststoff und anschliessendem Verschmel  zen zu einem porenfreien Überzug nicht störend und  brauchen daher auch nicht     beseitigt    zu werden.  



  Ein weiterer grosser Vorteil des erfindungsgemässen  Verfahrens     besteht    darin, dass auf die bei den üblichen  Lackierverfahren notwendige     Ablüftzeit    des frisch     lak-          kierten    Gutes verzichtet werden kann, wodurch sich die       Bearbeitungszzit    erheblich verkürzt.  



  Auch bezüglich der Möglichkeit des     Anbringens    von  Druckzeichen weisen kunststoffbeschichtete Gegenstände  grosse Vorteile auf: Der Druck schwitzt unverwischbar  in die Beschichtung ein, so dass auf das Auftragen und  nachfolgende Einbrennen eines farblosen     Cberzuglackes     zum Schutz des Druckes verzichtet werden kann.  



  Ferner muss hervorgehoben werden, dass bei dem       erfindungsgemässen    Verfahren auf die Installierung um  fangreicher     Luftreinigungsanlagen        verzichtet    werden  kann, da bei der anschliessenden Wärmebehandlung der  mit Kunststoffpulver beschichteten Gegenstände keine       gesundheitsschädlichen        Lösungsmitteldämpfe    entstehen  können.  



  Eine weitere überaus vorteilhafte Eigenschaft des       erfindungsgemässen    Verfahrens besteht darin, dass der  Verlust von     Lacknebel,    der durch die     Luftreinigungs-          anlagen    abgesaugt wird, entfällt. Bei dem erfindungs  gemässen Verfahren kann das überschüssige, nicht an  dem zu beschichtenden     Körper    auftreffende Kunststoff  pulver leicht durch ein unterhalb des Körpers geführtes  Förderband gesammelt und erneut den     Blasdüsen    zuge  führt werden.  



  Eine Reihe weiterer erheblicher Vorteile ergibt sich  durch     die        spezifiscklen    Eigenschaften des Kunststoffes,  nämlich seine hohe Beständigkeit gegen viele Chemi  kalien, sein geringes Gewicht, seine hohe Elastizität  <B>und</B> Schlagfestigkeit. Insbesondere ist es aufgrund der  hohen Elastizität des Kunststoffes möglich, Körper nach  ihrer Beschichtung noch einer Verformung zu unter  ziehen, ohne dass es zu einem Abblättern oder Springen  der Beschichtung kommt, wie es in solchen Fällen  häufig bei Lack der Fall ist.  



       Darüber    hinaus muss hervorgehoben werden, dass das       erfindungsgemässe    Verfahren nicht feuergefährlich ist,  da     es    ohne die     Verwendung    von Lösungsmitteln aus  kommt.  



       Als    besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die  Beschichtung     der    Innenfläche sowie der anschliessenden  Bodenfläche und der Aussenfläche gleichzeitig vorzu  nehmen. Dazu     fährt    ein Satz     Blasdüsen    entsprechend der  Taktzahl des Förderbandes     impulsgesteuert    in die Dosen  ein und     übernimmt    die Innenbeschichtung der     Mantel-          sowie        der    Bodenfläche,

   während gleichzeitig ein zweiter       Satz        Blasdüsen    die     Aussenbeschichtung    der Mantelfläche       übernimmt.    Durch die Kombination dieser     beiden        Ar-          beitsgänge    brauchen die zu beschichtenden Gegenstände  nur     einmal    die     Beschichtungszone    mit anschliessender       Erhitzungszone        zu    durchlaufen.

       Selbstverständlich    ist es       dabei        möglich,    in der     Beschichtungszone    eine     mehr-          malige    Beschichtung mit eventuell sich ändernder     Korn-          grösse    des     Beschichtungspulvers    vorzunehmen.      Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den  Hohlkörper durch einen Saugnapf, etwa aus     tempera-          turbeständigem    Kunststoff wie     Teflon,    an der Aussen  seite des Bodens pneumatisch zu halten und gleichzeitig  über einen im Saugnapf enthaltenen Eisenkern zu erden.

    Bei Gegenständen aus Eisenblech kann anstelle der  pneumatischen Halterung mit Eisenkern auch eine elek  tromagnetische Haltevorrichtung eingesetzt werden, die  beide Aufgaben, nämlich Halterung und Erdung, über  nimmt. Durch Regelung des am Saugnapf herrschenden  Unterdrucks bzw. des am Magnet liegenden     Magnetisie-          rungsstromes    kann die Aufhängung der     zu    beschichten  den Gegenstände leicht gesteuert werden.  



  Als besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Ver  fahrens hat sich die Möglichkeit     erwiesen,    das für die  porenfreie Beschichtung erforderliche     clektrostatische     Feld so weit herabzusetzen, dass     überschussmengen    des       Beschichtungspulvers    durch eine auf die     Behälter    wir  kende     Vibrationsvorrichtung,    die zwischen     Beschich-          tungs-    und     Erhitzungszone    angeordnet ist, abgeschüttelt  werden können.

   Da hierbei noch eine gewisse Potential  differenz zwischen     Beschichtungspulver    und     Körper-          fläche    bestehen bleibt, die jedoch mit dem Abstand zur  Körperfläche abnimmt, veranlasst die Schüttelbewegung  in erster Linie solche Teilchen zum     Abfallen,    die am  weitesten von der Körperfläche     entfernt    liegen, d. h.  an den dicksten Stellen der     Beschichtung    werden Teil  chen bevorzugt abgeschüttelt.

   Diese abgeschüttelten Teil  chen können wiederum leicht,     beispielsweise    durch ein  unter dem zu beschichtenden     Gegenstand    angeordnetes  Förderband gesammelt und erneut den     Blasdüsen    zu  geführt werden. Es ist dadurch eine vollständige Rück  gewinnung überflüssigen     Beschichtungsmaterials        gege-          ben,    was zu erheblichen finanziellen Einsparungen führt.  Weiterhin ist durch die Anwendung elektrostatischer  Grundgesetze gewährleistet, dass eine homogene, gleich  mässig starke und porenfreie Beschichtung     erzielt    wird.  



  Es hat sich als günstig erwiesen, den Hohlraum mit  seiner Öffnung nach unten weisend an einer Förder  kette zu führen, wobei der     Hohlkörper    bei Umlenkungen  der Förderkette um seine Querachse gekippt werden  kann, so dass die Kettenteilung und der     Umlenkradius     gering bleiben. Durch diese Anordnung wird sicherge  stellt, dass überflüssiges     Beschichtungsmaterial    auch aus  dem Innern der Dose abgeschüttelt werden kann.  



  Die beiliegende Zeichnung zeigt eine Vorrichtung  im Vertikalschnitt zur beispielsweisen Durchführung des       Beschichtungsverfahrens    nach der Erfindung.  



  An einer quer zur Zeichenebene schrittweise fort  bewegten Förderkette 1 hängt an einer Haltevorrichtung    2     und    einem daran befestigten     Saugnapf    4 der nach dem       erfindungsgemässen        Verfahren    zu beschichtende Hohl  körper 6. Zur     pneumatischen    Halterung des Hohlkör  pers 6 ist der Saugnapf 4 mit einem Anschluss 7 an eine       Unterdruckleitung    versehen. Die erforderliche Erdung  des     Hohlkörpers    6 erfolgt über den ebenfalls im Saug  napf 4 angebrachten Eisenkern 5, der elektrisch leitend  mit der geerdeten Schiene 3 verbunden ist.

   Die     unter     Hochspannung stehenden     Blasdüsen    8 und 9 überneh  men die     Innett-    bzw. Aussenbeschichtung des Hohlkör  pers 6. Die Abgabe des Kunststoffpulvers sowie das       Inarbeitsstellungbringen    der     Blasdüsen    8 und 9 kann  ebenso     wie    der Bewegungsablauf der Förderkette 1       elektronisch        gesteuert    werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Beschichten von Hohlkörpern, ins- besondere Behältern, Dosen und Deckeln, wobei das Be- schichtungsmaterial im elektrostatischen Feld aufgetra gen wird und auf dem geerdeten Hohlkörper einen Film bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) mit in Pulverform verblasenem Kunststoff beschich tet und danach einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Beschichtung der Innenfläche sowie der anschliessenden Bodenfläche und der Aussenfläche gleichzeitig erfolgt. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) durch einen an der Aussenseite des Bodens angeordneten Saugnapf (4) pneumatisch gehalten und gleichzeitig geerdet wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) nach der Be schichtung in eine Zone von herabgesetzter elektro statischer Feldstärke eingeführt wird.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Zone herabgesetzter Feld stärke überschussmengen des Beschichtungspulvers durch auf den Hohlkörper (6) wirkende Vibrationsbe- wegungen abgeschüttelt werden können. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) mit seiner öff- nung nach unten weisend an einer Förderkette geführt wird und bei Umlenkungen der Förderkette (1) um seine Querachse gekippt werden kann.