CH662291A5 - Verfahren und einrichtung zum beschichten eines substrats. - Google Patents

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CH662291A5
CH662291A5 CH1699/83A CH169983A CH662291A5 CH 662291 A5 CH662291 A5 CH 662291A5 CH 1699/83 A CH1699/83 A CH 1699/83A CH 169983 A CH169983 A CH 169983A CH 662291 A5 CH662291 A5 CH 662291A5
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Beschichten eines Substrats, und zwar insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum kontinuierlichen Vakuumhärten und zur Lösungsmittelrückgewinnung in einem Beschichtungsverfahren.
Allgemein betrifft die Erfindung eine verbesserte Einrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Substrats, das eine gehärtete, polymerisierte Beschichtung aufweist. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Einrichtung und ein Verfahren, in dem eine Beschichtung aus polymerisierbarem Material oder Polymermaterial auf das Substrat aufgebracht wird, und zwar in einem im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittel, und das Lösungsmittel wird verdampft und in verbesserter Weise zurückgewonnen. Besonders bevorzugt betrifft die Erfindung eine Einrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen von Lack- oder Emailbe-schichtungen auf ein Substrat aus Blech, insbesondere aus verzinntem Eisenblech, Weissblech oder Zinnblech.
Nach dem Stande der Technik ist es seit langem konventionelle Praxis gewesen, das Innere von Dosen, die aus mit Zinn plattiertem Metall ausgebildet worden sind und für Nahrungsmittel und andere Verpackungen benutzt werden, mit einem Lack oder Email zu beschichten, damit eine Korrosion der Dosen durch das Nahrungsmittelprodukt oder dergleichen und eine Kontamination des Nahrungsmittelprodukts oder dergleichen verhindert wird. Eine typische Praxis dieser Art bestand darin, dass derartige Lack- oder Emailbeschichtungen durch Wälzen eines flachen, zur Herstellung der Dosenkörper verwendeten Materials in einem Lösungsmittel aufgebracht wurden, das Lösungsmittel wurde in Luft in einem erhitzten Ofen verdampft, und das flache Material wurde weiter zur Härtung des Lacks oder Emails erhitzt. Da die Verunreinigung der Umgebung durch derartige Lösungsmittel zugenommen hat, hat man begonnen, die Praxis des Verbrennens des verdampften Lösungsmittels anzuwenden. Es hat sich erwiesen, dass bei einem solchen Verfahren die Rückgewinnung des Lösungsmittels nicht praktisch ist, weil die Konzentration des Lösungsmittels in Luft, die von solchen Öfen kommt, unter etwa 0,5 Gew.-% gehalten wird, damit das Erzeugen von explosiven Mischungen vermieden wird.
Nachdem die Beschichtung von flachem Weissblechma-terial in der vorgenannten Weise ausgeführt worden ist, wurden die Dosenkörper geformt, längs der Naht abgedichtet, zur Anbringung eines Deckels und Bodens geflanscht, und zur Erhöhung ihrer Festigkeit gebördelt, gefalzt, gerändelt od.dgl. Diese Vorgänge erzeugen Kratzer und andere sichtbare Beschädigungen an bzw. in den Lack- oder Emailbeschichtungen. Darüber hinaus werden die Beschichtungen durch derartige mechanische Beanspruchungen, die darauf zur Anwendung gebracht werden, in verschiedenen Weisen geschwächt, die durch visuelle Beobachtung nicht leicht oder überhaupt nicht feststellbar sind, wobei derartige Schwächungen beispielsweise durch Strecken der Polymere, welche die Beschichtungen bilden, bewirkt werden. Der sich ergebende Verlust der Unversehrtheit der Beschichtungen führt zu einer beschleunigten Verschlechterung der Dosen, nachdem diese gefüllt worden sind, und bewirkt eine unerwünschte Kontamination, insbesondere im Falle von Getränken, deren Geschmack und Aroma sehr empfindlich gegenüber geringen Mengen an Verunreinigungen ist.
Es hat sich generell als nicht ökonomisch erwiesen, das Innere der Dosenkörper nach der mechanischen Formung und nach der Vollendung der Nahtlöt- oder -schweissprozes-se in einem solchen Luftofenerhitzungsprozess zu beschichten, und zwar wegen des viel höheren Ofenvolumens, das im Vergleich mit flachem Metallmaterial durch die ausgebildeten Dosenkörper eingenommen wird. Jedoch wird oft eine zweite Schicht von Lack oder Email auf die Dosennaht aufgebracht, jedoch nur teilweise gehärtet, damit auf diese Weise die Unversehrtheit der Beschichtung innerhalb der fertiggestellten Dose erhöht wird. Einige mit Naht versehene Bierdosen sind mit einer zweiten Vinylbeschichtung versehen, die nach der Ausbildung des Dosenkörpers aufgebracht worden ist, weil Bier besonders empfindlich hinsichtlich Geschmacksänderungen durch kontaminierende Stoffe ist, aber eine solche zweite Beschichtung erhöht materiell die Kosten der Dosen.
Die Verwendung von Luftöfen für die Lösungsmittelverdampfung und das Härten der Beschichtungen bringt weiter Schwierigkeiten hinsichtlich der Unversehrtheit der Beschichtung durch Kraterbildung und eingefangene Luft oder andere Gase um die Dosennähte herum. Das gilt besonders dann, wenn die Dicke der gehärteten Beschichtung nicht sorgfaltig gesteuert und dünn gehalten wird.
In den letzten Jahren hat sich, da die Energiekosten rapide gestiegen sind, die Forderung erhoben, ein Verfahren zum Herstellen solcher Beschichtungen auf Weissblechdosen und ähnlichen Substraten zur Verfügung zu haben, das hinsichtlich des Energieverbrauchs einen höheren Wirkungsgrad hat und durch das die Umwelt nicht verschmutzt oder in sonstiger Weise beeinträchtigt wird. Es besteht weiter das Bedürfnis, die Unversehrtheit der Beschichtungen zu erhöhen bzw. zu verbessern, insbesondere bei unterschiedlichen Dicken.
In dem israelischen Patent des Anmelders, das auf der am 1. September 1976 eingereichten israelischen Patentanmeldung 50398 basiert, ist eine Vakuumbehandlungseinrichtung beschrieben, in der ein im Vakuum kondensierbares Gas vorgesehen ist, damit Luft am Eingang und Ausgang einer Vakuumkammer, in welcher Materialien verschiedenen Behandlungsprozessen unterworfen werden, ausgeschlossen wird. Das im Vakuum kondensierbare Gas wird gesondert von den Materialien, die in der Vakuumkammer behandelt werden sollen, vorgesehen bzw. zugeführt.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen zum Stande der Technik soll mit der Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen einer Polymerbeschichtung auf Lösungsmittelbasis auf ein Substrat und zum nachfolgenden Härten der Beschichtung zur Verfügung gestellt werden, das hinsichtlich der erforderlichen Energie einen hohen Wirkungsgrad hat und eine Verunreinigung oder sonstige Belastung der Umwelt ausschliesst; ausserdem soll eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung gestellt werden, welche die gleichen Vorteile hat.
Weiterhin sollen mit der Erfindung ein Blech- bzw. Weissblechpolymerbeschichtungsverfahren und -einrichtung zur Verfügung gestellt werden, die weniger Energie benötigen und weniger Verunreinigung und Belastung durch flüchtige Lösungsmittel erzeugen, als es bei den Blech- bzw. Weissblechpolymerbeschichtungsverfahren und -Vorrichtungen nach dem Stande der Technik der Fall ist.
Darüber hinaus sollen mit der Erfindung ein solches Verfahren und eine solche Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, in denen das Lösungsmittel für die Polymerbeschichtung zur erneuten Verwendung zurückgewonnen wird.
Schliesslich sollen mit der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Beschichten des Inneren von Dosen
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nach der Ausbildung derselben zur Verfügung gestellt werden, die im Vergleich mit der Verwendung von luftgeheizten Öfen in Verbindung mit flachem Dosenmaterial wirtschaftlich geeignet bzw. besser sind.
Endlich sollen mit der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufbringen einer Polymerbeschichtung auf ein Substrat in einem Lösungsmittel bzw. worin das Be-schichtungsmaterial in einem Lösungsmittel befindlich auf das Substrat aufgebracht wird und worin das Lösungsmittel verdampft und die Beschichtung gehärtet wird, zur Verfügung gestellt werden, mit denen eine Beschichtung von erhöhter bzw. verbesserter Unversehrtheit über einen grösseren Bereich von Beschichtungsdicken erzeugt wird.
Die vorstehenden und andere im Zusammenhang damit stehende sowie sonstige Ziele und Vorteile können durch die Verwendung der hier beschriebenen Beschichtungseinrich-tung und des hier angegebenen Beschichtungsverfahrens nach der Erfindung erzielt werden.
Das erfmdungsgemässe Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Aufbringen eines Beschichtungsmaterials in einem im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittel auf das Substrat;
Erhitzen des Substrats in einem umschlossenen Raum um einen Eingang zu einer Vakuumkammer zum Verdampfen einer genügenden Menge an Lösungsmittel, so dass Luft um den Eingang zu der Vakuumkammer im wesentlichen ausgeschlossen wird;
Zuführen des beschichteten Substrats und des verdampften, im Vakuum kondensierbaren Lösungsmittels zur Vakuumkammer unter im wesentlichen Ausschluss von Luft;
Kondensieren des Lösungsmittels, während es dem Kammervakuum ausgesetzt ist; und
Erhitzen des Substrats ein zweites Mal zum Härten des polymerisierbaren Materials.
Vorzugsweise Weiterausgestaltungen des erfindungsge-mässen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zum Beschichten eines Substrats, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgendes umfasst:
eine Vakuumkammer, die einen Eingang und einen Ausgang für das Substrat hat;
eine Einrichtung zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials in einem im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittel auf das Substrat;
eine Einrichtung, die einen umschlossenen Raum um den Eingang zu der Vakuumkammer herum begrenzt;
eine erste Einrichtung zum Erhitzen des Substrats in dem umschlossenen Raum zur Verdampfung von genügend Lösungsmittel, so dass im wesentlichen Luft um den Eingang zu der Vakuumkammer ausgeschlossen wird;
eine Einrichtung am Eingang der Vakuumkammer zur Beförderung des beschichteten Substrats und des verdampften Lösungsmittels von dem umschlossenen Raum in die Vakuumkammer;
eine Einrichtung zum Kondensieren des im Vakuum kondensierbaren Lösungsmittels, während es sich in dem Vakuum der Vakuumkammer befindet;
eine Einrichtung am Ausgang der Vakuumkammer zur Herausbeförderung des beschichteten Substrats aus der Vakuumkammer; und.
eine zweite Einrichtung zum Erhitzen des beschichteten Substrats zur Härtung der Beschichtung.
Zweckmässige Weiterausgestaltungen der erfindungsge-mässen Einrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 9 bis 21.
Obwohl die Einrichtung und das Verfahren nach der Erfindung besonders dazu geeignet sind, Stahl- oder Weiss-blechmetalldosen bzw. Metalldosen, die mit Zinn plattiert sind, mit Lack oder Email zu beschichten, können sie darüber hinaus ebensogut für die Beschichtung einer breiten Vielfalt an Materialien aus einer breiten Vielfalt an anderen Substraten Anwendung finden. Da im wesentlichen nur das verdampfte, im Vakuum verflüssigbare Lösungsmittel der Vakuumkammer zusammen mit dem beschichteten Substrat zugeführt wird, und da das verflüssigbare Lösungsmittel in der Vakuumkammer oder in einem an die Vakuumkammer angeschlossenen Kondensator verflüssigt wird, reicht eine kleine Vakuumkammer zum Aufrechterhalten des Vakuums in der Vakuumkammer aus, und diese Vakuumpumpe braucht typischer- bzw. vorzugsweise nur intermittierend betrieben zu werden, damit das Vakuum noch aufrechterhalten wird.
Die vorstehenden und darauf bezogenen sowie andere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 der Zeichnung anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsformen in näheren Einzelheiten beschrieben; es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Einrichtung der Figur 2 zeigt; und
Figur 4 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung.
Zur näheren Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung sei nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, und zwar insbesondere auf Figur 1, worin eine Einrichtung 10 zum Aufbringen von Email- oder Lackbeschichtungen auf das Innere von Dosenkörpern 12 aus Blech, insbesondere verzinntem Eisenblech, Weissblech, Zinnblech, oder Stahl gezeigt ist. Die zylindrischen Dosenkörper 12 werden mittels irgendeines konventionellen Verfahrens hergestellt, das heisst, sie können gezogen, gelötet oder geschweisst sein.
Eine Lack- oder Emailbeschichtung oder eine andere geeignete Beschichtung wird dadurch aufgebracht, dass sie in Lösung mit einem im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittel in einem Sprühbeschichter 13 von konventionellem Aufbau aufgesprüht wird. Da der Aufbau des Sprühbeschichters 13 keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet und derartige Beschichter kommerziell erhältlich sind, wird er hier nicht in näheren Einzelheiten beschrieben. Ein Glasrohr 14 führt die Dosenkörper 12 einem Einführungsschleusen- bzw. Durch-führungsmechanismus 16 einer Vakuumkammer 18 zu. Das Glasrohr 14 bildet einen begrenzten bzw. abgeschlossenen Raum 22 um den Durchführungsmechanismus 16 zur Vakuumkammer 18. Eine Reihe von Induktionsspulen 20 ist um das Glasrohr 14 herum vorgesehen und dient dazu, die Dosenkörper zu erhitzen, damit genügend Lösungsmittel von der Beschichtung, die sich auf dem Inneren der Dosenkörper befindet, verdampft wird, um Luft im Durchführungsmechanismus 16 auszuschliessen. Ein Lösungsmitteldampfdruck von wenigstens einer Atmosphäre schliesst Luft an dieser Stelle vollständig aus. Bei einem Methylethylketonlö-sungsmittel ist eine Temperatur der Dosenkörper 12 von etwa 150 °C ausreichend.
Der Durchführungsmechanismus 16 zur Vakuumkammer 18 weist rotierende Zwischenwände 23 in einem Gehäuse 24 auf, die Behälter bzw. Abteile für jeden der Dosenkörper 12 begrenzen. Die Dosenkörper 12 werden vom Mechanismus 16 in einem zweiten Glasrohr 26 abgesetzt bzw. in
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dieses abgegeben, das seinerseits mit der Vakuumkammer 18 verbunden ist. Eine zweite Reihe von Induktionsspulen 28 ist ausserdem um das Rohr 26 herum zum weiteren Erhitzen der Dosenkörper 12 vorgesehen. Die Dosenkörper 12 treten aufgrund der Erhitzung durch den ersten Satz von Induktionsspulen 20, der um das erste Glasrohr 14 herum vorgesehen ist, mit einer Temperatur von etwa 150 °C in das zweite Glasrohr 26 ein. Da das Innere 30 des zweiten Glasrohrs 26 auf dem Vakuum der Kammer 18 ist, wird das übrige Lösungsmittel in den Beschichtungen auf der Innenseite der Dosenkörper 12 sehr schnell schnellverdampft. In einer typischen bzw. bevorzugten Situation, in der ungefähr die Hälfte des Lösungsmittels, das sich in den Beschichtungen befindet, im ersten Glasrohr 14 verdampft wird, während die restliche Hälfte des Lösungsmittels im zweiten Glasrohr 26 schnellverdampft wird, vermindert die Verdampfungswärme des Lösungsmittels die Temperatur der Dosenkörper 12 im zweiten Glasrohr 26 um etwa 40 bis 50 °C. Der zweite Satz von Induktionsspulen 28 erhitzt die Dosenkörper 12 auf eine Temperatur von etwa 210 °C, damit die Beschichtungen auf der Innenseite der Dosenkörper 12 wärmegehärtet werden können.
Vom zweiten Glasrohr 26 bewegen sich die Dosenkörper 12 infolge der Schwerkraft in den Hauptteil 31 der Vakuumkammer 18, wo sie in einen Endlosbandförderer 32 eintreten bzw. auf denselben gelangen. Die Dosenkörper werden mittels des Endlosbandförderers 32 über eine Zwischenwand 34 angehoben, hinter der sie sich in einem Raum 36 ansammeln, welcher von der Zwischenwand 34 und den Seitenwänden der Vakuumkammer 18 gebildet wird. Da ein Vakuum von ungefähr 700 mmHg in der Vakuumkammer 18 aufrechterhalten wird, erfolgt in letzterer nur ein sehr geringer Wärmeverlust durch Wärmeübertragung mittels der Dosenkörper 12. Der Raum 36, in dem sich die Dosenkörper 12 ansammeln, ist deswegen vorgesehen, damit eine erhöhte Verweilzeit der Dosenkörper 12 in der Vakuumkammer 18 ermöglicht wird, so dass das Härten ihrer inneren Beschichtungen im wesentlichen bis zur Vollendung desselben verläuft, bevor die Dosenkörper 12 aus dem Hauptteil 31 der Vakuumkammer 18 in ein drittes Glasrohr 38 austreten können, dessen Inneres 40 sich auch auf dem Vakuum der Kammer 18 befindet. Eine Verweilzeit in der Vakuumkammer von etwa 2 bis etwa 4 Minuten bei einer Temperatur zwischen etwa 200 und 210 °C ist allgemein ausreichend für die meisten Beschichtungen. Das dritte Glasrohr 38 ist mit einem zweiten Durchführungsmechanismus 42, der auch als Auslassschleusenmechanismus bezeichnet werden kann, versehen und der den gleichen Aufbau wie der Durchführungsmechanismus 16 hat. Da das dritte Glasrohr ebenso wie das erste und zweite Glasrohr 14 und 26 geneigt ist, treten die Dosenkörper 12 infolge der Schwerkraft in den Durchführungsmechanismus 42 ein und werden durch Zwischenwände 44 zur Ausgangseinschliessung 46 der Einrichtung 10 gedreht bzw. über einen Drehweg zu dieser Ausgangseinschliessung 46 befördert, die ihrerseits eine Öffnung 48 hat, welche dem Durchführungsmechanismus 42 zur Aufnahme der Dosenkörper 12 zugewandt ist, die ebenfalls aufgrund der Schwerkraft zugeführt werden.
Das Eintreten von Luft in die Vakuumkammer 18 durch den Durchführungsmechanismus 42 wird in einer ähnlichen Weise wie bei dem Durchführungsmechanismus 16 verhindert. Da jedoch das Lösungsmittel in den auf die Dosenkörper 12 aufgebrachten Beschichtungen an dieser Stelle bereits von den Dosenkörpern 12 verdampft worden ist, ist es erforderlich, zum Verhindern des Eintretens von Luft in die Vakuumkammer einen im Vakuum verflüssigbaren Dampf gesondert in der Ausgangseinschliessung 46 vorzusehen. Es ist zu bevorzugen, für diesen Zweck destilliertes Wasser zu verwenden, das durch Zerstäubungssprühdüsen 50 auf das Äussere der Dosenkörper 12 aufgebracht wird. Da sich die Dosenkörper 12 auf einer Temperatur, die nur wenig unterhalb von 200 bis 210 C liegt, befinden, wenn sie den Durchführungsmechanismus 42 verlassen, verdampfen sie das destillierte Wasser, damit auf diese Weise ein Wasserdampfdruck erzeugt wird, der wenigstens eine Atmosphäre beträgt, wodurch Luft von dem Ende der Austrittseinschliessung 46, das dem Durchführungsmechanismus 42 zugewandt ist, ausgeschlossen wird. Infolge der Verdampfung des zerstäubten destillierten Wassers wird die Temperatur der Dosenkörper 12 auf etwa 100 °C herabgesetzt. Auf der anderen Seite des Durchführungsmechanismus 42 ist ein Kondensator 52 vorgesehen, der dazu dient, den Wasserdampf zu kondensieren, welcher durch den Mechanismus 42 nach der Vakuumkammer 18 strömt, wenn die Dosenkörper 12 zu der Ausgangskammer 46 bewegt werden. Der Kondensator 52 verhindert, dass der Wasserdampf in den Hauptteil 30 der Vakuumkammer 18 eintritt.
Die in typischen kommerziell erhältlichen Beschichtungs-zusammensetzungen verwendeten Lösungsmittel sind eine Mischung von leichten und schweren Fraktionen, und es wird wünschenswerterweise ein mehrstufiges Kondensieren durchgeführt, um die getrennten Fraktionen aufzusammeln. Da sich der Hauptteil 31 der Vakuumkammer 18 auf einer niedrigeren Temperatur befindet, als es die 210 °C sind, die zur Schnellverdampfung des Lösungsmittels von den Dosenkörpern 12 im zweiten Glasrohr 26 angewandt werden, kondensiert wenigstens ein Teil der ersten Lösungsmittelfraktion in dem Hauptteil 31. Der Boden 60 des Hauptteils 31 ist so geformt, dass damit der kondensierte Teil dieser Fraktion gesammelt wird, und dieser Teil wird durch ein Ventil 62 einem Behälter 64 zugeführt.
Ein Rohr 66 verbindet den Hauptteil 31 der Vakuumkammer 18 mit einem luftgekühlten Kondensator 68 zum Kondensieren einer zusätzlichen schwereren Fraktion des Beschichtungslösungsmittels. Der luftgekühlte Kondensator 68 ist mittels eines Rohres 70 mit einem wassergekühlten Kondensator 72 zum Kondensieren einer leichteren Fraktion verbunden. Der wassergekühlte Kondensator 72 ist mittels eines Rohres 74 mit einem freongekühlten Kondensator 76 zum Kondensieren der leichtesten Fraktion des Beschich-tungslösungsmittels, die primär aus Methylethylketon besteht, verbunden. Ein Rohr 78 verbindet die Kondensatoren 68, 72 und 76 sowie die Vakuumkammer 18 mit einer Vakuumpumpe 80. Ein Rohr 82 verbindet den Ausgang der Vakuumpumpe 80 mit einem vierten Kondensator 84 zum Kondensieren aller leichten bzw. geringen übrigen Mengen an Beschichtungslösungsmittel, die nicht mittels des freongekühlten Kondensators 76 kondensiert worden sind. Ein Rohr 86 verbindet ausserdem eine Haube 88 mit dem Kondensator 84. Die Haube 88 sammelt eine Dampffahne 90 des Beschichtungslösungsmittels am Eintrittsende in das Glasrohr 14 bzw. den Dampf, der nach oben aus dem Eintrittsende des Glasrohrs 14 austritt. Wenn man eine genügende Menge an Beschichtungslösungsmittel im Glasrohr 14 vorsieht, so dass die Dampffahne bzw. -wölke 90 erzeugt wird, dann wird auf diese Weise sichergestellt, dass keine Luft mit den Dosenkörpern 12 durch den Durchführungsmechanismus 16 eintritt. Geeignete Ventile 92, 94, 96 und 98 sowie Behälter 100, 102, 104 und 106 sind für jeden der Kondensatoren 68, 72, 76 und 84 vorgesehen.
Die Einrichtung und das Verfahren nach der Erfindung können für das Aufbringen einer breiten Vielfalt an mit Lösungsmittel verdünnten Beschichtungen auf einer breiten Vielfalt von Substraten verwendet werden. Die wesentliche Beschränkung besteht darin, dass das Lösungmittel in jedem Falle einen im Vakuum verflüssigbaren Dampf erzeugt. Es
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ist zu bevorzugen, die Verflüssigung durch Kondensation durchzuführen, obwohl sie auch beispielsweise durch Auflösen des Dampfes in einer anderen Flüssigkeit im Inneren der Vakuumkammer erfolgen könnte. Eine breite Vielfalt an polaren und nichtpolaren anorganischen und organischen Lösungsmitteln erfüllt dieses Erfordernis. Geeignete spezielle Beispiele umfassen Wasser, Benzol, Lösungsmittel auf Petroleum-, Erd- und Mineralöl-Basis, Ethylentrichlorid, Aceton, Ether, Methylethylketon, Toluol, Ethylenglykol, Butylengly-kol und dergleichen. In entsprechender Weise kann eine breite Vielfalt an polymerisierbaren Beschichtungsmateriali-en verwendet werden, und zwar gewöhnlich solche vom wärmehärtbaren Typ. Geeignete spezielle Beispiele solcher Harze umfassen Schellack, Cellulosederivate, wie beispielsweise Lacke auf Nitrocellulosebasis, Gummi- bzw. Kautschukderivate, Acrylharze, Vinylharze, Bitumen, Epoxy, Urethan, Polyesterharze, Emails und dergleichen. Für die Verwendung bei der Beschichtung von Weissblechdosen wird gewöhnlich bzw. bevorzugt Lack oder Email, gelöst in einer Mischung von Lösungsmitteln mit relativ hohem und niedrigem Siedepunkt, angewandt. Diese Lösungen werden typischer- bzw. vorzugsweise als etwa 20 Gew.-% Harz in etwa 80 Gew.-% des Lösungsmittels vorgesehen. In der üblichen Praxis der Erfindung wird vorzugsweise eine Gesamtmenge von etwa 0,5 bis etwa 1 g Lösungsmittel von jedem Dosenkörper von etwa 500 g Kapazität verdampft.
Das bevorzugte Lösungsmittel, das in der Einrichtung und in dem Verfahren nach der Erfindung verwendet wird, ist Methylethylketon oder ein Lösungsmittel mit entsprechend hohem Dampfdruck. Die bevorzugte Beschichtungs-zusammensetzung, welche in der Einrichtung und in dem Verfahren verwendet wird, ist ein Epoxy-Phenol-Email bzw. ein epoxyphenolisches Email, das kommerziell von einer Vielzahl von Quellen erhältlich ist. Solche Epoxy-Phenol-Emails bzw. epoxyphenolische Emails werden üblicherweise als eine 30 bis 40 gewichtsprozentige Feststoffzusammensetzung in einem gemischten Lösungsmittel mit hohem und niedrigem Siedepunkt geliefert, wobei das Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt dazu vorhanden ist, um ein gleichförmiges Ausbreiten bzw. eine gleichförmige Verteilung der Beschichtung sicherzustellen. In der bevorzugten Praxis des Verfahrens werden solche kommerziell erhältlichen Zusammensetzungen auf einer 1:1 Volumenbasis mit Methylethylketon verdünnt, so dass sich eine Zusammensetzung von etwa 15 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% des Harzes und von etwa 80 bis etwa 85 Gew.-% der resultierenden Lösungsmittelmischung ergibt.
Die Figur 2 zeigt eine andere schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung 200 zum Ausführen des erfindungsgemässen Verfahrens, mit einem einzigen Durchführungsmechanismus 202 sowohl zum Einführen als auch zum Entfernen der Dosenkörper 12 in die bzw. aus der Vakuumkammer 204. Wie im Falle der Ausführungsform der Figur 1 sind Induktionsspulen 206 um ein erstes Glasrohr 208 herum zu dem Zweck vorgesehen, die Dosenkörper 12 auf eine Temperatur von etwa 150 °C zu erhitzen, bevor diese in die Durchführungsvorrichtung 202 eintreten. Innerhalb des Glasrohrs 208 wird ein Dampfdruck des Lösungsmittels von der Beschichtung, die in einem Sprühbeschichter 209 auf die Dosenkörper 12 aufgebracht worden ist, erzeugt, der etwas oberhalb von einer Atmosphäre liegt, so dass auf diese Weise Luft am Eintritt zu der Durchführungsvorrichtung 202 ausgeschlossen wird. Die Dosenkörper 12 und eine Menge an verdampften Lösungsmittel treten durch die Durchführungsvorrichtung 202 in die Vakuumkammer 204, ein. Die Dosenkörper werden in einem Glasrohr 210 durch Induktionsspulen 212 weiter bis auf eine Temperatur von etwa 210 °C erhitzt. Das übrige Lösungsmittel in den Beschichtungen, die sich auf den Dosenkörpern 12 befinden, wird sehr schnell in der Vakuumkammer 204 schnellverdampft, und während die Dosenkörper 12 in der Vakuumkammer 204 verweilen, findet das Härten der Beschichtungen statt. Ein Endlosbandförderer 214 nimmt die Dosenkörper 12 vom Ende des Glasrohrs 210 auf und transportiert sie zu einem Dosenbehälter 216 am oberen Ende der Vakuumkammer 204. Ein Rohr 218 führt die Dosenkörper 12 zum Entfernen derselben aus der Vakuumkammer 204 der Durchführungsvorrichtung 202 zu. Von der Durchführungsvorrichtung 202 bewegen sich die Dosenkörper durch Schwerkraftfluss bzw. infolge der Schwerkraft in einer Fliess- bzw. Rollbewegung zum Ausgangsrohr 220.
In der vorliegenden Ausführungsform verbindet eine umschlossene bzw. geschlossene Kammer 222 das erste Glasrohr 208 und das Ausgangsrohr 220. Der durch Erhitzen der Dosenkörper 12 im Rohr 208 erzeugte Lösungsmitteldampf füllt auch die Kammer 222 und das Rohr 220, und zwar wenigstens um die Durchführungsvorrichtung 202 herum. Infolgedessen wird durch den Lösungsmitteldampf, der von den Dosenkörpern 12 im Rohr 208 verdampft worden ist, verhindert, dass Luft durch das Rohr 220 wie auch durch das Rohr 208 in die Vakuumkammer 204 eintreten kann. Das Ausgangsrohr 220 kann ebenfalls aus Glas sein, damit eine Beobachtung der Dosenkörper 12, die die Durchführung 202 verlassen, ermöglicht wird, obwohl diese Ausbildung aus Glas nicht unbedingt notwendig ist, sofern nicht Induktionsspulen zum weiteren Erhitzen um das Rohr 220 vorgesehen sind, um eine vollständige Härtung der Beschichtungen auf den Dosenkörpern 12 sicherzustellen.
Die Figur 3 zeigt den Aufbau des Durchführungsmechanismus 202 derart, dass dieser sowohl die Zuführung der Dosenkörper 12 in die Vakuumkammer 204 als auch die Rückführung derselben aus der Kammer 204 ermöglicht. Wie dargestellt, sind zwei Sätze von Zwischenwänden 230 und 232 in überlagerter Beziehung derart vorgesehen, dass Eintritts- und Austrittseinschliessungen bzw. -abteile für die Dosenkörper 12 gebildet werden. Die Glasrohre 208 und 210 sind so positioniert, dass sie mit dem ersten Satz von Ein-schliessungen bzw. Abteilungen, welche durch die Zwischenwände 230 gebildet sind, übereinstimmen. Die Rohre 218 und 220 sind so positioniert, dass sie mit dem zweiten Satz von Einschliessungen bzw. Abteilungen, die durch die Zwischenwände 232 gebildet sind, übereinstimmen. Da eine gleiche Anzahl von Einschliessungen bzw. Abteilen für die Dosenkörper 12 mittels der Zwischenwände 230 und 232 ausgebildet ist, wird durch die Drehung des Aufbaus, der mittels der Zwischenwände 230,232, einer Seite 234, einer Platte 236 und einer Seite 238 des Gehäuses 240 ausgebildet ist, um die Achse 241 eine gleiche Anzahl von Dosenkörpern in die und aus der Vakuumkammer 204 gefördert, und zwar unter der Annahme, dass jeweils ein Dosenkörper 12 sowohl im Glasrohr 208 als auch im Rohr 218 jeweils für jede der entsprechenden Einschliessungen, die an diesen Rohren zur Aufnahme der Dosenkörper 12 vorbeigehen, vorhanden ist. Die Einrichtung 200 kann so betrieben werden, dass die Dosenkörper 12 durch die Vakuumkammer 201 mit einer Rate von zum Beispiel 500 Dosen pro Stunde hindurchgehen, und zwar bei einer Verweilzeit in der Vakuumkammer 204, die zwischen 2 und 4 Minuten liegt.
Es sei an dieser Stelle daraufhingewiesen, dass der Durchführungsmechanismus 202 gemäss dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel genauer gesagt so aufgebaut ist, dass zwei Förderräder, deren Abteile durch die Zwischenwände 230 und 232 gebildet werden, gleichachsig als eine Einheit ausgebildet sind.
Wie im Falle der Ausführungsform der Figur 1 hat die Einrichtung 200 der Figur 2 ein Ventil 250 und einen Behäl-
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ter 252 am Boden der Vakuumkammer 204 zur Aufnahme einer anfänglichen bzw. ersten schweren Fraktion der Lösungsmittel von den Beschichtungen der Dosenkörper 12, die in der Vakuumkammer 204 kondensieren. Die Rohre 254,256,258 und 260 verbinden die Vakuumkammer 204 mit einem luftgekühlten Kondensator 262, einem wassergekühlten Kondensator 264, einem freongekühlten Kondensator 266 und einer Vakuumpumpe 268 und bilden gleichzeitig eine Verbindung dieser Bauteile untereinander. Ventile 270, 272 und 274 verbinden die Kondensatoren 262,264 und 266 mit Lösungsmittelfraktionsbehältern 276 bzw. 278 bzw. 280. Eine Haube 282 und ein Rohr 284 sind über eine Pumpe 286 und ein Rohr 288 mit einem Kondensator 290 verbunden. Der Ausgang der Vakuumpumpe 268 ist über eine Leitung 292 ebenfalls mit dem Kondensator 290 verbunden. In anderen Hinsichten als den oben erläuterten ist die Betriebsweise der Ausführungsform der Figur 2 die gleiche wie diejenige der Ausführungsform der Figur 1.
Die Figur 4 zeigt eine andere Einrichtung 300 gemäss der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Einrichtung 300 hat ein Einlassglasrohr 302 mit Induktionsspulen 304 zum Vorerhitzen von sprühbeschichteten Dosenkörpern 12 auf etwa 150 °C, damit Lösungsmittel von den Beschichtungen verdampft und so ein Dampfdruck von wenigstens einer Atmosphäre erzeugt wird. Ein Durchführungsmechanismus 306 verbindet das Glasrohr 302 mit einer ersten Vakuumkammer 308, in der die Schnellverdampfung des übrigen Lösungsmittels in den Beschichtungen auf den Dosenkörper 12 stattfinden kann. Ein zweites Glasrohr 310 mit Induktionsspulen 312 dient dazu, die Dosenkörper 12 auf die Härtungstemperatur zu erhitzen, die vorliegend 210 °C beträgt. Eine zweite Vakuumkammer 314 ist mit dem zweiten Glasrohr 310 verbunden und weist eine Fördereinrichtung und einen Vorratsbehälter (nicht dargestellt) wie in der Ausführungsform nach Figur 1 oder Figur 2 auf, damit eine Verweilzeit der Dosenkörper von 2 bis 4 Minuten unter Vakuum bei einer Temperatur zwischen 200 und 210 °C erzielt wird. Ein Durchführungsmechanismus 316 und ein Ausgangsrohr 318 sind so angeschlossen, dass sie die Dosenkörper 12 von der zweiten Vakuumkammer 314 aufnehmen. Wie in der Ausführungsform der Figur 1 wird (obwohl nicht dargestellt) gesprühtes zerstäubtes destilliertes Wasser durch die Dosenkörper 12 verdampft, damit das Eintreten von Luft durch den Durchführungsmechanismus 316 verhindert wird. Ein gesonderter Kondensator (nicht gezeigt) ist für das Kondensieren des entstehenden Wasserdampfes vorgesehen, damit eine Kontamination der Lösungsmittel mit Wasser verhindert wird. Rohre 320 und 322 verbinden die Vakuumkammern 308 und 314 mit Mehrstufen-Kondensatoren wie in den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 zur Verflüssigung und zum Sammeln des Lösungsmitteldampfes. Die Rohre 302, 310 und 318 in der Ausführungsform der Figur 4 können, wie dargestellt, geneigt sein, so dass sich die Dosenkörper 12 aufgrund der Schwerkraft innerhalb der Einrichtung 302 bewegen, oder es können auch Endlosbandfördereinrichtungen zum Bewegen der Dosenkörper angewandt werden.
Es seien nachfolgend Beispiele, welche die Erfindung jedoch nicht beschränken, angegeben, die besonders bevorzugte und leistungsfähige Arten der Ausführung der Erfindung darstellen sowie eine weitere Beschreibung der Erfindung beinhalten.
Beispiel 1
Um die Eignung der grundsätzlichen Verfahrensbedingungen, die in der Praxis der Erfindung bevorzugt angewandt werden, nachzuweisen, wurde das folgende Verfahren auf einer chargenweisen Basis in einer Vakuumkammer ausgeführt. Ein Beschichtungsmittel aus einer Epoxyphenole-maillösung, das von der Firma Polylac in Israel unter der Kennzeichnungsnummer 374 erhalten worden war, wurde im Verhältnis von 1:1 auf Volumenbasis mit Methylethylketon verdünnt, so dass eine Zusammensetzung erhalten wurde, die 18 Gew.-% Harz und 82 Gew.-% gemischtes Lösungsmittel, primär Methylethylketon, enthielt. Die erhaltene Zusammensetzung wurde auf Blechmaterial bzw. Dosenkörpern aus Weissblech ausgebreitet. Das Blechmaterial bzw. die Dosenkörper wurden in einer Vakuumkammer auf einer widerstandsbeheizten Platte angeordnet, die Vakuumkammer wurde dicht verschlossen, das Blechmaterial bzw. die Dosenkörper wurden auf 120 °C erhitzt, und in der Vakuumkammer wurde ein Vakuum von 700 mmHg gezogen. Der Lösungsmitteldampf, der durch Schnellverdampfung von dem Blechmaterial bzw. den Dosenkörpern verdampft worden war, wurde in kleinen wassergekühlten Kondensatoren, die mit der Vakuumkammer verbunden waren, kondensiert. Das Blechmaterial bzw. die Dosenkörper wurden in der Vakuumkammer auf 210 °C erhitzt, während sie sich unter diesem Vakuum befanden, und sie wurden bei dieser Temperatur während wenigstens zwei weiteren Minuten zur Härtung der durch Beschichtung erzielten Schichten gehalten. Die erhaltenen gehärteten Beschichtungen auf dem Blechmaterial bzw. den Dosenkörpern waren krater- bzw. fleckenfrei sowie blasenfrei über eine Dickenvariation eines Faktors 10.
Beispiel 2
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit Dosenkörpern wiederholt, bei denen die Beschichtungssprühung auf ihrer inneren Oberfläche aufgebracht wurde, indem eine Vakuumeinrichtung verwendet wurde, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, wobei zerstäubtes destilliertes Wasser auf die Dosenkörper zur Einwirkung gebracht wurde, damit am Ausgang der Vakuumkammer 18 Dampf gebildet wurde. Die erhaltenen Beschichtungen auf den Dosenkörpern haben die gleichen Charakteristika, wie in Beispiel 1 beobachtet. Eine Vakuumpumpe mit einer Leistung von 735,35 Watt (1 PS), die mit Unterbrechungen betrieben wurde, reicht aus, das Vakuum während des Verfahrens auf 700 mmHg zu halten, und es wurde im wesentlichen alles Lösungsmittel für die Wiederverwendung wiedergewonnen.
Entsprechende vorteilhafte Ergebnisse wurden mit anderen Harzen, anderen Lösungsmitteln und einer anderen als der oben beschriebenen Einrichtung erzielt.
Aufgrund der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass mit der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Beschichten zur Verfügung gestellt werden, mit denen die oben angegebenen Ziele und Vorteile der Erfindung erreicht werden. Durch Verwendung eines im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittels für die wärmehärtbaren Beschich-tungsmaterialien, die in der Einrichtung und in dem Verfahren nach der Erfindung angewandt werden, und durch Verdampfen einer ausreichenden Menge an Lösungsmittel von den Beschichtungen nach dem Aufbringen am Eingang wird Luft am Eingang im wesentlichen ausgeschlossen, und es wird ausserdem der Lösungsmitteldampf oder ein anderer im Vakuum verflüssigbarer Dampf am Ausgang der Vakuumkammer verwendet, so dass sich insgesamt eine hochleistungsfähige, verunreinigungsfreie Apparatur bzw. eine die Umgebung nicht verunreinigende Apparatur und ein entsprechendes Verfahren ergeben, mit denen Beschichtungen überragender Qualität auf Substraten über einen weiten Bereich von Beschichtungsdicken erzeugt werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie lässt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfin5
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dung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise mit Erfolg verwirklichen; insbesondere sind verschiedenste Änderungen in der Form und in Einzelheiten der beschriebenen Erfindung möglich. Zum Beispiel braucht, wenn es gewünscht wird, nur die Schnellverdampfung des Lösungsmittels von den Beschichtungen unter Vakuum ausgeführt zu werden. Das nachfolgende Härten der Beschichtungen kann dann an der Luft ausgeführt werden, nachdem die Substrate die Vakuumkammer verlassen haben. Auch solche Änderungen und Abwandlungen gehören zur Erfindung.
Kurz zusammengefasst wird mit der Erfindung eine Einrichtung 10 zum Aufbringen von polymerisierten Beschichtungen auf Dosenkörper 12 zur Verfügung gestellt, die eine Vorrichtung 13 zum Aufbringen der Beschichtung als eine Flüssigkeit, welche ein polymerisierbares Beschichtungsma-terial oder ein Polymerbeschichtungsmaterial in einem oder mehreren im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmitteln enthält, aufweist. Die beschichteten Dosenkörper 12 werden in einem umschlossenen bzw. abgeschlossenen Raum 22 mittels Induktionsspulen 20 in ausreichendem Masse erhitzt, damit am Eingang 16 zur Vakuumkammer 18 im wesentlichen Luft ausgeschlossen wird. Zweite Induktionsspulen 28 erhitzen die Dosenkörper 12 weiter zum Zwecke der Schnellverdampfung des übrigen im Vakuum kondensierbaren Lösungsmittels aus den Beschichtungen und zu Zwecke des Härtens der Beschichtungen. Der Lösungsmitteldampf wird in der Vakuumkammer 18 und in Kondensatoren 68, 72, 76 kondensiert. Eine Einrichtung 50 führt eine genügende Menge an Wasser am Ausgang 42 von der Vakuumkammer 18 zu, damit am Ausgang 42 im wesentlichen Luft ausgeschlossen wird. Die Dosenkörper 12 verdampfen das Wasser, und der Wasserdampf schliesst die Luft bzw. den Luftzutritt aus. Der Wasserdampf wird mittels eines Kondensators 52 unter Einwirkung des Vakuums der Kammer 18 kondensiert. Da am Eingang 16 nur der im Vakuum kondensierbare Lösungsmitteldampf in die Vakuumkammer 18 eingeführt wird, und da weiter am Ausgang 42 nur Wasserdampf in die Vakuumkammer 18 eingeführt wird, und da beide Dämpfe im Vakuum kondensiert werden, ist nur eine kleine Vakuumpumpe 80 erforderlich, um das Vakuum in der Kammer 18 aufrechtzuerhalten, und die Pumpe wird nur betrieben, wenn das Vakuum abnimmt bzw. sich verschlechtert. Das Härten der Beschichtungen unter Vakuum bewirkt, dass diese eine sehr hohe Qualität über einen weiten Dickenbereich hinweg haben.
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Claims (21)

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    PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren zum Beschichten eines Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    Aufbringen eines Beschichtungsmaterials in einem im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittel auf das Substrat
    (12);
    Erhitzen des Substrats (12) in einem umschlossenen Raum (22) um einen Eingang zu einer Vakuumkammer (18; 204; 314) zum Verdampfen einer genügenden Menge an Lösungsmittel, so dass Luft um den Eingang zu der Vakuumkammer (18; 204; 314) im wesentlichen ausgeschlossen wird;
    Zuführen des beschichteten Substrats (12) und des verdampften, im Vakuum kondensierbaren Lösungsmittels zur Vakuumkammer (18; 204; 314) unter im wesentlichen Ausschluss von Luft;
    Kondensieren des Lösungsmittels, während es dem Kammervakuum ausgesetzt ist; und
    Erhitzen des Substrats (12) ein zweites Mal zum Härten des polymerisierbaren Materials.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12) das zweite Mal in der Vakuumkammer (18; 204; 314) erhitzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliches Lösungsmittel von der Beschichtung in der Vakuumkammer (18; 204; 314) schnellverdampft wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Beschichten eines metallenen Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsubstrat (12) durch Induktion erhitzt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial in dem kondensierbaren Lösungsmittel ein polymerisierbares Material oder ein Polymer ist, und dass es durch Sprühen aufgebracht wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das polymerisierbare Material ein Lack oder Email ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kondensierbare Lösungsmittel Me-thylethylketon ist.
  8. 8. Einrichtung zum Beschichten eines Substrats, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes umfasst:
    eine Vakuumkammer (18; 204; 314), die einen Eingang und einen Ausgang für das Substrat (12) hat;
    eine Einrichtung (13; 209) zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials in einem im Vakuum verflüssigbaren Lösungsmittel auf das Substrat (12);
    eine Einrichtung (14; 208; 302), die einen umschlossenen Raum (22) um den Eingang zu der Vakuumkammer (18; 204; 314) herum begrenzt;
    eine erste Einrichtung (20; 206; 304) zum Erhitzen des Substrats (12) in dem umschlossenen Raum zur Verdampfung von genügend Lösungsmittel, so dass im wesentlichen Luft um den Eingang zu der Vakuumkammer (18; 204; 314) ausgeschlossen wird;
    eine Einrichtung (16; 202; 306) am Eingang der Vakuumkammer (18; 204; 314) zur Beförderung des beschichteten Substrats (12) und des verdampften Lösungsmittels von dem umschlossenen Raum (22) in die Vakuumkammer (18; 204; 314);
    eine Einrichtung (68, 72, 76; 262,264,266) zum Kondensieren des im Vakuum kondensierbaren Lösungsmittels, während es sich in dem Vakuum der Vakuumkammer (18; 204; 314) befindet;
    eine Einrichtung (42; 202; 316) am Ausgang der Vakuumkammer (18; 204; 314) zur Herausbeförderung des beschichteten Substrats (12) aus der Vakuumkammer (18; 204; 314); und eine zweite Einrichtung (28; 212; 312) zum Erhitzen des beschichteten Substrats (12) zur Härtung der Beschichtung.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, wobei das Substrat (12) Metall ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Erhitzungseinrichtung (20,28; 206,212; 304, 312) Induktionsspulen sind bzw. umfassen.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die den umschlossenen Raum begrenzende Einrichtung (14; 208; 302) aus einem isolierenden Material ausgebildet und von den Induktionsspulen (20; 206; 304) der ersten Erhitzungseinrichtung umschlossen ist.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den umschlossenen Raum begrenzende Einrichtung ein Glasrohr (14; 208; 302) ist.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen (28; 212; 312) der zweiten Erhitzungseinrichtung das Substrat (12) erhitzen, während sich das Substrat (12) in dem Vakuum der Vakuumkammer (18; 204; 314) befindet.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen (212) der zweiten Erhitzungseinrichtung innerhalb der Vakuumkammer (204) sind.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen (28; 312) der zweiten Erhitzungseinrichtung ausserhalb der Vakuumkammer (18; 314) sind und eine isolierende Einschliessung (26; 310) für das Metallsubstrat (12) umschliessen, wobei sich das Innere der isolierenden Einschliessung (26; 310) auf dem Vakuum der Vakuumkammer (18; 314) befindet.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Einschliessung ein Glasrohr (26; 310) ist.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Aufbringen der Beschichtung ein Sprühbeschichter (13; 207) ist.
  17. 17. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Kondensieren einen oder mehrere Vakuumkondensatoren (68, 72, 76; 262,264, 266) umfasst, der bzw. die mit der Vakuumkammer (18; 204; 314) verbunden ist bzw. sind, und eine Vakuumpumpe (80; 268), die mit dem einen oder den mehreren Vakuumkondensatoren (68, 72, 76; 262, 264,266) verbunden ist, wobei die Vakuumpumpe (80; 268) ausserdem das Vakuum in der Vakuumkammer (18; 204; 314) erzeugt und aufrechterhält.
  18. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine einen umschlossenen Raum um den Ausgang der Vakuumkammer (18; 204; 314) begrenzende Einrichtung (46; 220; 318) umfasst, sowie eine Einrichtung (50) zum Zuführen und/oder Erzeugen einer ausreichenden Menge eines im Vakuum verflüssigbaren Dampfes in den bzw. dem umschlossenen Raum, so dass Luft um den Ausgang der Vakuumkammer (18; 204; 314) herum im wesentlichen ausgeschlossen wird.
  19. 19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (50) zum Erzeugen eines im Vakuum verflüssigbaren Dampfes eine Sprühdüse zum Kontaktieren bzw. Besprühen des Substrats (12) mit einer Flüssigkeit umfasst, während sich das Substrat (12) auf einer erhöhten Temperatur befindet, so dass es den im Vakuum ver-flüssigbaren Dampf erzeugt.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der im Vakuum verflüssigbare Dampf Wasserdampf ist.
  21. 21. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich einen Vakuumkondensator (52) zwischen dem Ausgang und dem Rest der Vakuumkam-
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    mer (18; 204; 314) umfasst, so dass ausgeschlossen wird, dass der im Vakuum verflüssigbare Dampf vom Ausgang und vom Rest der Vakuumkammer (18; 204; 314) in die Vakuumkammer (18; 204; 314) eintritt.
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JP (1) JPS5910362A (de)
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IT (1) IT1173704B (de)
ZA (1) ZA832028B (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568573A (en) * 1985-02-19 1986-02-04 Nikken Toso Tokyo Company, Limited Process of forming a film of fluorine-containing resin on a metallic substrate
US4680871A (en) * 1985-05-17 1987-07-21 David Reznik Apparatus and method for drying and curing coated substrates
US5050315A (en) * 1989-01-17 1991-09-24 David Reznik Apparatus for solvent recovery from induction heated coated drums
US5183801A (en) * 1989-04-24 1993-02-02 Gas Research Institute Stabilized bismuth oxide
US5006494A (en) * 1989-04-24 1991-04-09 Gas Research Institute Stabilized bismuth oxide
DE4003249A1 (de) * 1990-02-03 1991-08-08 Euro Composites Verfahren zur steuerung der ofentemperatur bei der herstellung von mit phenolharz behandelten wabenstrukturen
US5821504A (en) * 1990-06-04 1998-10-13 Nordson Corporation Induction heating system for 360° curing of can body coatings
US5143754A (en) * 1991-08-01 1992-09-01 Eastman Kodak Company Solvent fusing of thermal printer dye image
US5472747A (en) * 1993-11-23 1995-12-05 Poo; Ramon E. Method and apparatus for treating a polyolefin surface to obtain an active surface which is receptive to inks and adhesives
EP0742680B9 (de) * 1995-05-10 2007-10-24 Nordson Corporation Induktionsheizsystem für Härtung über 360 Grad von Beschichtungen von Dosenkörpern
TW201005813A (en) 2008-05-15 2010-02-01 Du Pont Process for forming an electroactive layer
CN102318040B (zh) * 2009-03-06 2014-09-17 E.I.内穆尔杜邦公司 形成电活性层的方法
KR20110139253A (ko) * 2009-03-09 2011-12-28 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 전기활성 층을 형성하기 위한 방법
JP5701782B2 (ja) * 2009-03-09 2015-04-15 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company 電気活性層の形成方法
CN111495699B (zh) * 2020-04-30 2021-04-27 绍兴上虞凯迪精工机械有限公司 一种安全阀的生产设备及其工艺

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1997761A (en) * 1931-01-23 1935-04-16 Chrysler Corp Method of internally coating hollow articles
DE1544102A1 (de) * 1965-01-15 1970-03-12 Du Pont Kontinuierliches Verfahren zum Auftragen von in Loesungsmitteln geloesten Materialien
FR1553899A (de) * 1966-11-29 1969-01-17
US4050412A (en) * 1975-01-09 1977-09-27 Continental Can Company, Inc. U.V. curing machine
US4110493A (en) * 1975-10-06 1978-08-29 Gerber Products Company System and method for coating container seams
GB1591055A (en) * 1977-09-06 1981-06-10 Sav Sol Drying Systems Inc Method and apparatus for removing solvent from a web of maaterial
DE3025289A1 (de) * 1979-07-09 1981-01-29 Mepag Ag Verfahren zur innenbeschichtung von metallischen hohlkoerpern, insbesondere tuben

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