DE102006021896A1

DE102006021896A1 - Verfahren zur Wiederverwertung von Lackabfällen

Info

Publication number: DE102006021896A1
Application number: DE200610021896
Authority: DE
Inventors: Siegfried Hutter; Robert Schmidt; Stephan Schimschal; Andreas Michalzik
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-15

Abstract

Verfahren zur Wiederverwertung von Lackabfällen, die in einer Lackiervorrichtung, insbesondere in einer Lackiervorrichtung für Teile eines Kraftfahrzeugs, bei einem Farbwechsel und/oder als Lackoverspray anfallen, wobei in einem Verfahrensschritt der Lackabfall oder ein aus dem Lackabfall durch Abspülen von Teilen der Lackiervorrichtung erhaltenes Lack-Spülmittel-Gemisch aufgefangen wird und wobei der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederverwertung von Lackabfällen, die in einer Lackiervorrichtung, insbesondere in einer Lackiervorrichtung für Teile eines Kraftfahrzeugs bei einem Farbwechsel und/oder als Lackoverspray anfallen, wobei in einem Verfahrensschritt der Lackabfall oder ein aus dem Lackabfall durch Abspülen von Teilen der Lackiervorrichtung erhaltenes Lack-Spülmittel-Gemisch aufgefangen wird.
Ein Verfahren der vorgenannten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 21 172 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Verfahren wird in üblicher Weise der als Overspray bezeichnete Lacküberschuss, der beim Lackierprozess durch Spritzauftragungsverfahren nicht auf das zu lackierende Werkstück trifft, durch eine Nassauswaschung mit einer Spülflüssigkeit in das Auswaschwasser der Spritzkabine überführt. Dieses Auswaschwasser der Spritzkabine wird durch Wasserentzug aufkonzentriert, insbesondere durch Ultrafiltration oder eine Kombination von Ultrafiltration und Elektrophorese. Dieses aufkonzentrierte Kabinenabwasser hat eine Festkörperkonzentration von 10 bis 35 Gew.-%. Dieses aufkonzentrierte Kabinenabwasser wird zur Herstellung einer bei 50°C bis 90°C trocknenden Steinschlagschutzschicht verwendet.
Aus der DE 40 34 596 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Wiederverwertung von Lackabfällen bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Lackoverspray beziehungsweise wird das Abwasser einer Spritzkabine mit schichtsilikathaltigen Koagulationsmitteln versetzt. Durch die Zugabe dieser Chemikalien wird eine Agglomeration der in dem Kabinenabwasser befindlichen Lackpartikel zu einem austragungsfähigen Koagulat bewirkt. Dieses Koagulat wird im Vakuum getrocknet und bei tiefen Temperaturen gemahlen. Das auf diese Weise aufgearbeitete Lackkoagulat wird als Grundbestandteil Zuschlags- oder Füllstoff in Lacken und Farben verwendet.
Beide vorgenannte aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren betreiben teilweise beträchtlichen Aufwand, um das Auswaschwasser einer Spritzkabine wieder zu verwenden.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art das mit sehr geringem Aufwand durchgeführt werden kann. Weiterhin soll ein vergleichbares Verfahren zur Rückgewinnung von Lackbestandteilen angegeben werden, die in einer KTL- oder ATL-Lackiervorrichtung in einem Ultrafiltrat-Sammelbehälter anfallen.
Dies wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens zur Wiederverwertung von Lackabfällen durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie hinsichtlich des Verfahrens zur Rückgewinnung von Lackbestandteilen durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 17 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch zur Beschichtung eines Werkstückes verwendet wird. Insbesondere und besonders vorteilhaft können der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch unverändert zur Beschichtung eines Werkstückes verwendet werden. Es wurde überraschend festgestellt, dass auch bei direkter Verwendung eines Lack-Spülmittel-Gemisches bei entsprechenden Aufbringungsarten durchaus akzeptable Beschichtungsqualitäten erzielt werden können.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch ohne vorherige Filtration, insbesondere Ultrafiltration und/oder ohne vorherige Koagulierung durch entsprechende Chemikalien und/oder ohne vorherige Elektrokoagulation und/oder ohne vorherige Zugabe von mit den Lackabfällenden reagierenden Substanzen und/oder ohne vorherige Veränderung des pH-Wertes und/oder ohne vorherige Veränderung der Lackkonzentration zur Beschichtung eines Werkstückes verwendet wird. Durch das Einsparen sämtlicher der vorgenannten zusätzlichen Verfahrensschritte kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch kostengünstig wiederverwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch mittels eines Elektrophorese-Verfahrens auf das zu beschichtende Werkstück aufgebracht. Durch ein derartiges KTL-Verfahren oder ATL-Verfahren kann auch mit einem Lack-Spülmittel-Gemisch, das eine vergleichsweise geringe Festkörperkonzentration aufweist, eine gewünschte Schichtdicke einer auf das Werkstück aufzubringenden Beschichtung erzielt werden. Abhängig von der Stabilisierungsart des Lackabfalls oder des aufgefangenen Lack-Spülmittel-Gemisches wird entweder das ATL-Verfahren oder das KTL-Verfahren verwendet, in denen das Werkstück entweder als Anode oder als Kathode geschaltet und mit einer Spannung beaufschlagt wird.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch mittels eines Flutverfahrens auf das zu beschichtende Werkstück aufgebracht werden. Ob ein Elektrophorese-Verfahren oder ein Flutverfahren verwendet werden, hängt beispielsweise auch von dem Festkörpergehalt des aufgefangenen Lackabfalls oder des aufgefangenen Lackspülmittelgemisches ab.
Es besteht die Möglichkeit, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Anwendung des Elektrophorese-Verfahrens oder des Flutverfahrens mit einem ATL-Tauchlack oder einem KTL-Tauchlack oder einem Flutlack gemischt werden. Auf diese Art und Weise können die Ergebnisse der Beschichtung gegebenenfalls verbessert werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks gemahlen wird. Auf diese Weise lässt sich eine gewünschte, einheitliche Korngröße der Lackpartikel einstellen, so dass die abgeschiedene Beschichtung glatter wird und die Lackhaftung auf dem Werkstück sowie der Korrosionsschutz der Beschichtung verbessert werden.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass aus dem aufgefangenen Lackabfall oder aus dem aufgefangenen Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks unerwünschte Substanzen, insbesondere Flakes eines Metalliclackes, entfernt werden. Derartige unerwünschte Substanzen könnten bei bestimmten zu erzielenden Beschichtungen eines Werkstückes störend wirken.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass dem aufgefangenen Lackabfall oder dem aufgefangenen Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks Additive zugegeben werden, die die Lackhaftung und/oder den Verlauf und/oder den Korrosionsschutz bei dem zu beschichtenden Werkstück verbessern können.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstückes mit mindestens einem weiteren Lack und/oder einem weiteren Lackgemisch und/oder einer Pigmentpaste gemischt werden, um die Farbe der aufzubringenden Beschichtung zu verändern. Auf diese Weise kann gezielt ein gewünschter Farbton der aufzubringenden Beschichtung eingestellt werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lackspülmittelgemisch eine Festkörperkonzentration von weniger als 10 Gew.-%, insbesondere eine Festkörperkonzentration von weniger als 8 Gew.-%, beispielsweise eine Festkörperkonzentration von etwa 6 Gew.-% aufweist. Selbst bei derartig geringen Festkörperkonzentrationen lässt sich mittels eines Elektrophorese-Verfahrens noch ein vollständig zufriedenstellendes Beschichtungsergebnis erzielen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können folgende Lackabfälle oder Lack-Spülmittel-Gemische wiederverwendet werden:

– Lackabfälle oder Lack-Spülmittel-Gemische, die durch Farbwechsel an elektrostatischen Lackieranlagen oder an Robotern entstehen, die mit elektrostatischen Lackieranlagen bestückt sind;
– Lackabfälle oder Lack-Spülmittel-Gemische, die durch Farbwechsel an luftzerstäubenden Lackieranlagen oder an Robotern entstehen, die mit luftzerstäubenden Lackieranlagen bestückt sind;
– Lackabfälle oder Lack-Spülmittel-Gemische, die durch Farbwechsel an kombinierten Lackiereinrichtungen aus elektrostatischen Lackieranlagen und luftzerstäubenden Lackiereinrichtungen oder an Robotern entstehen, die mit derartigen Lackiereinrichtungen bestückt sind;
– Lackabfälle oder Lack-Spülmittel-Gemische, die durch das Auffangen oder Abscheiden von Lackoversprays bei den vorgenannten Lackieranlagen entstehen, insbesondere beim Beschichten und Lackieren oder Verarbeiten von Wasserlack als Füller BC (Basecoat)- und CC (Clearcoat) entstehen, zum Beispiel durch Niederschlagen des Lackoversprays auf Auffangblechen oder Rosten aus Metall oder Kunststoff und anschließendem Abspülen des aufgefangenen Lackoversprays mit Spülmittel, Spülverdünner oder VE-Wasser zum Auffangen in Sammelbehältern.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Lackabfälle oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch zu unterschiedlichen Beschichtungen unterschiedlicher Werkstücke verwendet werden, die grob in folgende unterschiedliche Kategorien unterteilt werden können:

– Werkstücke, die keinen Anforderungen hinsichtlich Optik und Korrosionsschutz unterliegen. Dies sind beispielsweise Sitzrahmengestelle, die nach Verkleidung mit einem Sitzpolster nicht sichtbar und im Fahrzeuginnenraum montiert sind.
– Werkstücke mit untergeordneten optischen Anforderungen in nicht korrosionsgefährdeten Bereichen, wie zum Beispiel in Fahrzeuginnenräumen.
– Werkstücke mit untergeordneten optischen Anforderungen und untergeordneten Korrosionsanforderungen, wie zum Beispiel Fahrwerksteile und Teile im Unterbodenbereich von Fahrzeugen.
– Werkstücke mit definierten optischen Anforderungen und definierten Korrosionsanforderungen. Bei derartigen Werkstücken sollte der aufgefangene Lack beziehungsweise sollte das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch erst nach entsprechenden Anpassungen, wie beispielsweise Festkörper-, Lösemittel-, Verlaufsmittelanpassung und dergleichen im ATL-/KTL-Verfahren eingesetzt werden. Beispiele für derartige Werkstücke sind Karosserien.

Anspruch 17 beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung von Lackbestandteilen, die in einer KTL- oder ATL-Lackiervorrichtung, insbesondere in einer KTL- oder ATL-Lackiervorrichtung für Teile eines Kraftfahrzeugs, anfallen, wobei in einem Verfahrensschritt ein KTL-Lack oder ein ATL-Lack von einem zu lackierenden Substrat mit einer Spülflüssigkeit abgespült wird, wobei die Spülflüssigkeit ultrafiltriert wird und die Spülflüssigkeit durch die Ultrafiltration in einen Ultrafiltratsammelbehälter gelangt, und wobei in dem Ultrafiltratsammelbehälter mindestens ein anodisch oder kathodisch geschaltetes und mit Spannung beaufschlagtes Abscheideelement angeordnet ist, an dem sich Bestandteile des KTL-Lacks oder des ATL-Lacks abscheiden, so dass sie durch Entfernen von dem mindestens Abscheideelement zurückgewonnen werden können. Durch ein derartiges Verfahren kann einerseits das Spülmittel weitestgehend gereinigt werden und andererseits können Lackbestandteile rückgewonnen werden, die nach dem Entfernen von dem beispielsweise als Abscheideblech ausgebildeten Abscheideelement zur Beschichtung eines Werkstückes verwendet werden können.
Im Nachfolgenden wird zur Verdeutlichung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben.
Eine Füller- beziehungsweise Decklack-Lackieranlage arbeitet mit Wasserlacken, deren Füllerbeziehungsweise Decklack-Moleküle alkalisch stabilisiert sind und als Anionen vorliegen. Bei Farbwechseln an einer derartigen Lackieranlage fallen wasserlösliche Farb-Spülmittel-Gemische an, die entsprechende Füller- beziehungsweise Decklack-Moleküle aufweisen. Das Farb-Spülmittel-Gemisch weist einen pH-Wert von 9,4 und einen Festkörpergehalt von 6 % auf.
Das vorgenannte Farb-Spülmittel-Gemisch wird mittels eines ATL-Verfahrens beispielsweise in einer Beschichtungszeit von zwei Minuten mit einer Schichtdicke von 10 μm bis 15 μm auf einem beispielsweise als Blech ausgeführten Werkstück abgeschieden.
Alternativ dazu kann ein sauer stabilisierter Decklack in einem KTL-Verfahren auf einem Werkstück abgeschieden werden.

Claims

Verfahren zur Wiederverwertung von Lackabfällen, die in einer Lackiervorrichtung, insbesondere in einer Lackiervorrichtung für Teile eines Kraftfahrzeugs, bei einem Farbwechsel und/oder als Lackoverspray anfallen, wobei in einem Verfahrensschritt der Lackabfall oder ein aus dem Lackabfall durch Abspülen von Teilen der Lackiervorrichtung erhaltenes Lack-Spülmittel-Gemisch aufgefangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch unverändert zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch ohne vorherige Filtration, insbesondere Ultrafiltration zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch ohne vorherige Koagulierung durch entsprechende Chemikalien und/oder ohne vorherige Elektrokoagulation zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch ohne vorherige Zugabe von mit den Lackabfällen reagierenden Substanzen zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch ohne vorherige Veränderung des pH-Wertes zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch ohne vorherige Veränderung der Lackkonzentration zur Beschichtung eines Werkstücks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch mittels eines Elektrophorese-Verfahrens auf das zu beschichtende Werkstücks aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch mittels eines Flutverfahrens auf das zu beschichtende Werkstücks aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Anwendung des Elektrophorese-Verfahrens oder des Flutverfahrens mit einem ATL-Tauchlack oder einem KTL-Tauchlack oder einem Flutlack gemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks gemahlen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem aufgefangenen Lackabfall oder aus dem aufgefangenen Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks unerwünschte Substanzen, insbesondere Flakes eines Metallic-Lackes, entfernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem aufgefangenen Lackabfall oder dem aufgefangenen Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks Additive zugegeben werden, die die Lackhaftung und/oder den Verlauf und/oder den Korrosionsschutz bei dem zu beschichtenden Werkstück verbessern können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch vor der Verwendung zur Beschichtung eines Werkstücks mit mindestens einem weiteren Lack und/oder einem weiteren Lackgemisch und/oder einer Pigmentpaste gemischt werden, um die Farbe der aufzubringenden Beschichtung zu verändern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zu dem Lack-Spülmittel-Gemisch beitragende Spülmittel ein Spülverdünner und/oder Wasser ist, insbesondere VE-Wasser.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgefangene Lackabfall oder das aufgefangene Lack-Spülmittel-Gemisch eine Festkörperkonzentration von weniger als 10 Gew.-%, insbesondere eine Festkörperkonzentration von weniger als 8 Gew.-%, beispielsweise eine Festkörperkonzentration von etwa 6 Gew.-% aufweist.
Verfahren zur Rückgewinnung von Lackbestandteilen, die in einer KTL- oder ATL-Lackiervorrichtung, insbesondere in einer KTL- oder ATL-Lackiervorrichtung für Teile eines Kraftfahrzeugs, anfallen, wobei in einem Verfahrensschritt ein KTL-Lack oder ein ATL-Lack von einem zu lackierenden Substrat mit einer Spülflüssigkeit abgespült wird, wobei die Spülflüssigkeit ultrafiltriert wird und wobei die Spülflüssigkeit durch die Ultrafiltration in einen Ultrafiltratsammelbehälter gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ultrafiltratsammelbehälter mindestens ein anodisch oder kathodisch geschaltetes und mit Spannung beaufschlagtes Abscheideelement angeordnet ist, an dem sich Bestandteile des KTL-Lacks oder des ATL-Lacks abscheiden, so dass sie durch Entfernen von dem mindestens Abscheideelement zurückgewonnen werden können.