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.