DE1019220B - Verfahren zum Zerstaeuben von Anstrichmitteln ohne Pressluft - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zerstäuben organischer Anstrichmittel ohne Preßluft. Preßluft bringt zum Zerstäuben flüssiger Stoffe wie Anstrichmittel die schwerwiegenden Nachteile mit sich, daß das zerstäubte Gut weit über die zu behandelnde Stelle streut, was die Anwendung besonderer Spritzzellen erforderlich macht, und daß die Erzeugung eines glatten zusammenhängenden Filmes auf dem zu spritzenden Gegenstand ohne Fachkräfte schwierig und dann auch nur möglich ist, wenn die Spritzpistole mehrmals über die zu spritzende Oberfläche hin- und herbewegt wird. Die meisten, wenn nicht alle dieser Nachteile sind die Folge von Wirbeln in der Luft, die von der zu spritzenden Oberfläche zurückgeworfen wird, und der hohen Geschwindigkeit der zerstäubten Teilchen des Anstrichmittels. Überdies entsteht durch das Streuen und das zur Erzielung eines gleichmäßigen zusammenhängenden Filmes notwendige mehrmalige Hin- und Herspritzen sowie das Absaugen der zerstäubten Anstrichmittelteilchen ein Verlust an Überzugsmaterial; auch ist in dieser Weise ein glattes Aufbringen der Überzugsmasse nicht möglich, sofern die Spritzarbeiten nicht von Fachkräften vorgenommen werden. Andererseits ist das bloße Herausdrücken des Anstrichmittels aus einer gewöhnliehen Spritz- oder Zerstäubungsdüse unbefriedigend, weil das Anstrichmittel nicht in genügend kleine Teilchen zerlegt werden kann, die an dem Gegenstand haften und auf ihm zu einem glatten zusammenhängenden Film zusammenfließen.

Diese Feststellungen gelten auch für ein Spritzverfahren für Lacke, bei dem in das Spritzgerät Dämpfe unter Druck eingeführt werden, die in einem besonderen Gefäß aus Lösungsmitteln für die Lacke erzeugt sind; die Dämpfe werden mithin getrennt von dem Lack und nicht aus dem in dem Lack enthaltenen Lösungsmittel gebildet. Diese Arbeitsweise entspricht den bekannten Verfahren, bei denen der Lack mittels eines getrennten Stromes aus Zerstäubungsgas wie Luft zerstäubt wird. Bei dem Verfahren vorliegender Erfindung besteht das Zerstäubungsmittel ausschließlich aus dem Lösungsmitteldampf, welches aus dem Anstrichmittel selbst entwickelt wird.

Zur Abstellung der Nachteile der üblichen Spritzverfahren besteht ein Hauptzweck der Erfindung darin, ein Spritzverfahren zu schaffen, welches für die wirksame Zerstäubung keiner Preßluft bedarf und trotz der Abwesenheit solcher Zerstäubungsluft eine vollständige Zerstäubung der Überzugsmischung bewirkt, um auf dem zu spritzenden Gegenstand einen glatten, gleichmäßigen und zusammenhängenden Film zu erzeugen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Gegenstände mit einem Anstrichmittel zu überziehen und als Druck-Verfahren zum Zerstäuben
von Anstrichmitteln ohne Preßluft

Anmelder:

James Antony Bede,

Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

Patentanwälte

James Antony Bede, Cleveland, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

mittel ein kondensiertes Gas zu verwenden, wobei das Material als Hauptbestandteil eine weitere Flüssigkeit oder wasserunlösliches öl enthält. Hierbei wird das Anstrichmittel aus einem Behälter durch die Wirkung von Dimethyläther oder einem anderen geeigneten Kohlenwasserstoff ohne Erhitzen versprüht. Daher muß die mittels des kondensierten Gases zu versprühende Mischung stark verdünnt sein.

Demgegenüber wird das Anstrichmittel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhitzt, um seine Viskosität so weit zu vermindern, daß es bei einem brauchbaren Druck zerstäubt werden kann.

Es ist zwar ein Harz-Spritzverfahren unter Erhitzen bekannt (deutsche Patentschrift 522 452), jedoch muß das Anstrichmittel stark verdünnt sein und das Lösungsmittel in einer Menge von 50 bis 250% des Harzes angewandt werden. Überdies versprüht dieses Verfahren mit Preßluft, die gemäß vorliegender Erfindung gerade vermieden werden soll.

Bei Anwendung der Erfindung kann der Feststoffgehalt des Anstrichmittels gleich oder größer als der Feststoffgehalt üblicher Sprühmischungen sein, die mit Preßluft zerstäubt werden. Durch Versprühen von Stoffen, welche bei Raumtemperatur zu zähflüssig sind, aber die richtige Viskosität erlangen, wenn sie auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels erhitzt sind, werden beträchtliche Ersparnisse erzielt, da nur wenig Lösungsmittel benötigt wird. Der Sprühdruck kann verhältnismäßig niedrig sein, weil die Viskosität durch Erhitzen herabgesetzt wird.

Das erhitzte Anstrichmittel wird in flüssigem Zustand durch eine Düse ausgespritzt und dadurch in

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feine Tröpfchen unterteilt; diese werden durch die augenblickliche Überführung des Lösungsmittels oder eines Teiles desselben aus dem flüssigen in den gasförmigen Zustand infolge Aufhebung des Druckes weiter unterteilt. Auf diese Weise wird das Anstrichmittel in außerordentlich feine Teilchen nach Art eines Nebels zerteilt; die Geschwindigkeit der Teilchen ist sehr niedrig, so daß ein in ihren Weg gebrachter Gegenstand hauptsächlich durch Kapillarwirkung statt

Bei der Durchführung des Verfahrens können gleichmäßige zusammenhängende Filme aus dem Anstrichmittel auf einen zu spritzenden Gegenstand A unter ein- oder mehrmaligem Bewegen der Düse 6 5 über dem Gegenstand niedergeschlagen werden. Der Spritzvorgang verläuft ohne jede Wirbelbildung, die üblicherweise auftritt, wenn die Masse mittels Preßluft zerstäubt wird. Überdies nutzt man die Vorteile des Heißspritzens aus und kann auf Spritzzellen ver-

durch einen peitschenden Strahl überzogen wird, wie io ziehten.

es der Fall ist, wenn Anstrichmittel durch Preßluft Die Einrichtung besteht lediglich aus Behälter 1 für

die Überzugsmasse, Pumpe 3, Wärmeaustauscher 4, Spritzdüse 6 und einer Schlauchverbindung vom Wärmeaustauscher zur Düse, wobei das Rückführen

oder ein anders komprimiertes Gas zerstäubt werden.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum
Zerstäuben eines lösungsmittelhaltigen Anstrichmittels, etwa einer Farbe, eines Lackes, einer Emaille, 15 von Anstrichmittel ein zusätzliches Merkmal der Ereines Firnisses od. dgl., bei dem die Mischung unter findung bildet. Demgegenüber erfordert das Heißspritzen mittels bekannter Verfahren außerdem eine Preßluftquelle für die Zerstäubung, ein Vorratsgefäß,

einen Kompressor und eine Spritzzelle mit den ver-

Druck erhitzt wird, um das Lösungsmittel in flüssigem Zustand zu halten.

Gemäß der Erfindung wird der auf der Mischung

ruhende Druck in einer Spritzdüse ohne Anwendung 20 hältnismäßig verwickelten und teueren Absaugleitun-

von Preßluft aufgehoben, wobei die Temperatur der gen und Saugvorrichtungen.

Mischung derart gewählt wird, daß wenigstens ein Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können Teil des Lösungsmittels aus dem flüssigen in den gas- viele Arten von Anstrichmitteln verwendet werden, förmigen Zustand übergeführt wird. Als Beispiel sei ein Lack genannt, der im wesentlichen Das Grundprinzip der Erfindung beruht auf folgen- 25 aus einer niederviskosen Nitrocellulose, zwei verschieden Merkmalen: Anwendung eines Anstrichmittels, den hochsiedenden Lösungsmitteln, einem Weichweiches ein oder mehrere, vorzugsweise zwei verschie- machungsmittel, einem Verdünnungsmittel und einem den hochsiedende Lösungsmittel enthält; Erhitzen des Farbstoff oder Pigment besteht. Solche Lacke sind beAnstrichmittels auf eine Temperatur, bei der das kannt. Es sei auf einige besonders gebräuchliche Lösungsmittel oder, im Fall mehrerer Lösungsmittel, 30 Lösungsmittel hingewiesen, nämlich Amylacetat, das niedrigersiedende bei gewöhnlichem Atmosphären- Butylacetat und Äthylacetat; die beiden letztgenannten druck verdampft, bei einem Druck, der das Lösungs- sind die am häufigsten verwendeten. Es gibt auch noch mittel in flüssigem Zustand hält. Wenn der Druck andere, in neuerer Zeit entwickelte Lösungsmittel, wie z. B. bei Austritt des Anstrichmittels aus der Düse Glykolderivate, Amylpropionat, Butyllactat, Cycloplötzlich aufgehoben wird, wird dieses zerstäubt und 35 hexanolacetat und andere. Nachfolgend sind einige zusätzlich das Lösungsmittel plötzlich verdampft; da- Lösungsmittel mit ihren Siedepunkten aufgeführt: durch zerbersten die Teilchen des Anstrichmittels und
werden in sehr feine und sich verhältnismäßig langsam
bewegende Partikeln zerteilt. Bei Anwendung mehrerer Lösungsmittel braucht nur das niedrigersiedende 40
zu verdampfen; die feinzerteilten und sich langsam
bewegenden Partikeln halten in sich das höhersiedende Lösungsmittel zurück, welches das Ausfließen und Haften der Partikeln an der Oberfläche
des Gegenstandes erleichtert. Selbst wenn nur ein 45 geführt. Wenn jedoch der Lack in der beschriebenen Lösungsmittel benutzt wird, können Temperatur und Weise unter Druck erhitzt wird, wird das niedriger-Druck so eingestellt werden, daß ein ausreichender siedende ebenso wie das höhersiedende Lösungsmittel, Teil des Lösungsmittels flüssig bleibt, um das gleiche nämlich Butylacetat, flüssig gehalten. Beim Austreten Ergebnis herbeizuführen. des Lackes aus der Spritzdüse 6 wird der Druck

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher 50 plötzlich aufgehoben, wodurch das niedrigersiedende

erläutert, welche schematisch eine Einrichtung zur Lösungsmittel oder ein wesentlicher Teil desselben bei

Durchführung des Verfahrens darstellt. der angegebenen Temperatur augenblicklich in gas-

Das Anstrichmittel fließt aus einem Vorrats- förmigen Zustand übergeht, was ein Zerbersten der behälter 1 durch eine eintauchende Leitung 2 mittels Teilchen hervorruft. Dieses Zerbersten verursacht eine Pumpe 3 durch einen Wärmeaustauscher 4 und eine 55 weitere Unterteilung des Lackes in außerordentlich Abgabeleitung 5 zu einer Zerstäubungs- oder Spritz- feine Partikelchen, deren jedes noch das Lösungsmittel düse 6. Von der Düse 6 führt eine Leitung 7, die mit mit dem höheren Siedepunkt enthält. Daher wird ein der Einlaßseite der Pumpe 3 verbunden ist, zurück; Gegenstand A, der in den Weg der aus Düse 6 ausein druckgesteuertes Ventil 8 befindet sich am tretenden Teilchen gebracht wird, mit einem gleich-Pumpenende der Rückleitung 7, so daß das heiße An- 60 mäßigen Film überzogen, in welchem die Partikelchen Strichmittel bei Abschaltung der Düse dauernd um- glatt ineinanderfließen. Das in ihnen zurückgebliebene läuft und in den Leitungen 5 und 7 unter dem ge- Lösungsmittel verdampft danach wie bei gewöhnlichen wünschten Druck gehalten wird. Lacken und läßt auf dem Gegenstand den Film aus

Bei Öffnung der Düse 6 tritt das Anstrichmittel aus niedrigviskoser Nitrocellulose mit dem Weich-

und die Teilchen werden feinst zerteilt. Um eine voll- 65 machungsmittel zurück.

ständige Druckentspannung der umlaufenden Masse Ersichtlich hat die Düse die Wirkung, das An-

zu verhindern, ist zweckmäßig ein Rückschlagventil 9 Strichmittel in Tröpfchen mit großer Oberfläche auf-

od. dgl. in der Leitung 2 angeordnet; dadurch wird zubrechen, welche eine rasche Verdampfung des

ein Rückströmen der erhitzten und unter Druck niedrigersiedenden Lösungsmittels und dadurch das

stehenden Mischung in den Behälter 1 vermieden. 70 Zerbersten der Tröpfchen in außerordentlich feine

Äthylacetat 77°, Butylacetat 125°, Amylacetat 137°, Cyclohexanol acetat 170°, Äthylenglykolmonoäthylätherl34°.

Es sei angenommen, daß der Lack zwei Lösungsmittel, nämlich Äthylacetat und Butylacetat in gleichen Anteilen enthält. Beim Erhitzen des Lackes auf z. B. 107° würde das niedrigersiedende Lösungsmittel, nämlich Äthylacetat, in gasförmigen Zustand über-

Partikel hervorruft. Bei Anwendung von nur einem Lösungsmittel bleibt etwas davon in den zerstäubten Teilchen wegen der Kühlwirkung des verdampften Anteils zurück, so daß die auf dem Gegenstand abgelagerten Teilchen zu einem glatten gleichmäßigen Film ausfließen.

Die Pumpe 3 kann entweder vor oder hinter dem Wärmeaustauscher 4, d. h. in Leitung 5, angeordnet sein. Der Ausdruck »Pumpe« umfaßt jede geeignete Vorrichtung zur Ausübung eines Druckes auf das An-Strichmittel im Behälter 1.

In manchen Fällen ist es nicht nötig, das Anstrichmittel auf eine Temperatur zu erhitzen, die gleich dem Siedepunkt des Lösungsmittels ist oder über diesem liegt; dies gilt insbesondere für den Fall, daß ein Lösungsmittel Fraktionen enthält, die unterhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels als Ganzem verdampfen. Überdies verdampft das Lösungsmittel auch unterhalb seines Siedepunktes, d. h. in gleicher Weise wie heißes Wasser, das bei einer Temperatur unterhalb seines Siedepunktes aus einem Sprühkopf austritt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zerstäuben von Anstrichmitteln ohne Preßluft, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstrichmittel unter Druck so hoch erhitzt wird, daß dessen Lösungsmittel beim Austritt aus der Düse wenigstens zum Teil plötzlich verdampft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstrichmittel wenigstens auf den Siedepunkt des Lösungsmittels bei Atmosphärendruck erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anstrichmittel mit zwei verschieden hochsiedenden Lösungsmitteln wenigstens auf den Siedepunkt (bei Atmosphärendruck) des niedrigersiedenden Lösungsmittels erhitzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 679 912;
Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd. 8, 612 (K 171903 IVd).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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