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Die Erfindung betrifft eine Lackieranordnung, insbesondere zum Lackieren von Fahrzeugbauteilen, mit einem wenigstens eine UV-Lichtquelle aufweisenden Aushärtbereich, welcher zum Aushärten eines auf ein zu lackierendes Objekt aufgebrachten und durch UV-Licht aushärtbaren Lacks ausgebildet ist. Der Aushärtbereich ist mit einem Inertgas beaufschlagbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Lackierverfahren.
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Die
DE 10 2008 014 378 A1 beschreibt eine Belichtungskammer für die Aushärtung von Lacken auf einer Fahrzeugkarosserie, wobei ein Innenraum der Belichtungskammer kugelförmig ausgebildet ist und UV-Lampen sphärisch über die Innenwand verteilt angeordnet sind. Das von den UV-Lampen ausgesendete Licht ist so konzentrisch auf den Mittelpunkt der Belichtungskammer fokussiert. Durch einen Zufuhr-Förderturm hindurch wird die Fahrzeugkarosserie hin zu der Belichtungskammer transportiert, und die Fahrzeugkarosserie verlässt die Belichtungskammer über einen Wegführ-Förderturm. In dem Zufuhr-Förderturm und in dem Wegführ-Förderturm sind jeweils zwei Klappen vorgesehen, welche eine Schleuse bilden. In der Schleuse des Zufuhr-Förderturms wird die Fahrzeugkarosserie mit einem Inertgas oder Schutzgas gespült. Dann wird die der Belichtungskammer nähere Klappe geöffnet und die Karosserie zu der Belichtungskammer gefördert. Innerhalb dieses Bereichs des Zufuhr-Förderturms und innerhalb der Belichtungskammer selber sowie bis zu der in dem Wegführ-Förderturm vorgesehenen zweiten Schleuse herrscht eine Inertgasatmosphäre. Diese Inertgasatmosphäre ist dazu geeignet, eine radikalische Polymerisation des unter ultraviolettem Licht aushärtenden Lacks zu fördern.
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Daneben beschreibt die
DE 31 06 605 A1 eine Spritzlackieranlage, bei welcher eine Spritzzone und eine von der Spritzzone beabstandete Trocknungszone jeweils mit einem Inertgasstrom beaufschlagt werden. In der Spritzzone wird Lack auf ein Bauteil aufgespritzt, und in der Trocknungszone wird durch Erhöhen der Temperatur der Lack getrocknet. Über den Inertgasstrom werden Lösemittel abgeführt. Die Lösemittel werden aus dem Inertgasstrom abgeschieden. Dadurch wird die Inertgasatmosphäre wieder aufnahmebereit für Lösemittel, wenn das Inertgas erneut in die Spritzzone und in die Trocknungszone eingebracht wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lackieranordnung der eingangs genannten Art sowie ein entsprechendes Lackierverfahren zu schaffen, welche bzw. welches ein verbessertes Lackierergebnis zulässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Lackieranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Lackierverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Lackieranordnung umfasst einen Aushärtbereich, welcher wenigstens eine UV-Lichtquelle aufweist. In dem Aushärtbereich ist ein auf ein zu lackierendes Objekt aufgebrachter Lack durch UV-Licht aushärtbar. Der Aushärtbereich ist mit einem Inertgas beaufschlagbar. Zusätzlich zu dem Aushärtbereich ist wenigstens ein weiterer, zum Behandeln des Objekts und/oder des Lacks ausgebildeter Bereich der Lackieranordnung mit dem Inertgas beaufschlagbar. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Verwenden von Luft in Form von Umgebungsluft, Druckluft und Luft zum Lenken von Lackpartikeln und dergleichen dazu führen kann, dass sich im Lack Lufteinschlüsse und Luftsauerstoffeinschlüsse bilden. Auch können an der Oberfläche von Lacktröpfchen sich befindende Anlagerungen von atmosphärischer Luft oder von Luftsauerstoff dazu führen, dass der Luftsauerstoff den Polymerisationsprozess bei der UV-Aushärtung des UV-Lackes negativ beeinflusst, etwa derart, dass sich in dem Lack Bläschen bilden.
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Vorliegend weist daher zusätzlich zu dem Aushärtbereich, welcher als Belichtungskammer ausgebildet sein kann, wenigstens eine weitere Bearbeitungsstation der Lackieranordnung eine Inertgasatmosphäre auf. Wenn diese wenigstens eine Bearbeitungsstation oder dieser wenigstens eine zum Behandeln des Objekts und/oder des Lacks ausgebildete Bereich mit dem Inertgas beaufschlagt ist, liegt dort eine Reinraumatmosphäre vor, und es lässt sich ein besonders gutes Lackierergebnis erreichen. Unter Inertgas ist vorliegend ein Schutzgas zu verstehen, welches im Hinblick auf die Wechselwirkung mit dem Lack und/oder im Hinblick auf die Polymerisation des Lacks unter UV-Licht inert oder besonders reaktionsträge ist.
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Durch die besonders weitgehende Vermeidung eines Einschlusses von Sauerstoff oder Luft in dem Lack ist es zudem möglich, eine besonders leistungsfähige Lackschicht auf dem zu lackierenden Objekt zu erhalten. Dies kann zudem unter Einsatz einer vergleichsweise geringen Dosis von Lack pro zu lackierendem Objekt erfolgen.
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Durch das Bereitstellen des Inertgases in dem wenigstens einen weiteren Bereich ist es zudem besonders weitgehend vermeidbar, dass sich in dem Lack Einschlüsse von Staub oder Verschmutzungen befinden. Zudem kann so ein besonders gutes Verlaufen, also ein Sich-Glätten des unmittelbar nach dem Aufbringen noch eine vergleichsweise unregelmäßige Oberfläche aufweisenden Lacks erreicht werden. Die durch das Beaufschlagen des wenigstens einen weiteren Bereichs mit Inertgas erreichbaren Reinraumbedingungen fuhren also zu einem qualitativ besonders hochwertigen Lackierergebnis.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist ein Applikationsbereich, welcher zum Beaufschlagen des Objekts mit dem Lack ausgebildet ist, einen Einlass für das Inertgas auf. Wenn nämlich bereits beim Beaufschlagen des Objekts mit dem Lack Reinraumbedingungen herrschen, lassen sich bereits im Vorfeld der eigentlichen Aushärtung des UV-Lacks für die Aushärtung unter UV-Licht günstige Bedingungen schaffen.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn ein Übergangsbereich, welcher den Applikationsbereich mit dem Aushärtbereich koppelt, mit dem Inertgas beaufschlagbar ist. In einem solchen Übergangsbereich verläuft der auf das Objekt aufgebrachte und noch nicht ausgehärtete Lack in der Weise, dass er besonders eben und glatt wird. Wenn hier Reinraumbedingungen herrschen, in dem der, insbesondere wie der Applikationsbereich zu seiner Umgebung hin luftdicht verschließbare, Übergangsbereich mit Inertgas beaufschlagt wird, so schafft dies für die anschließende UV-Aushärtung des Lacks besonders günstige Voraussetzungen.
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Dem Aushärtbereich kann ein Trocknungsbereich vorgeschaltet sein. Bevorzugt wird, wenn der Bedarf zu trocknen besteht, zuerst getrocknet und dann gehärtet.
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Ebsnso kann dem Aushärtbereich aber auch ein Trocknungsbereich nachgeschaltet sein, oder das Aushärten und Trocknen können in dem gleichen Bereich erfolgen. In dem Trocknungsbereich kann durch Vorsehen einer vergleichsweise hohen Temperatur ein gegebenenfalls in dem Lack vorhandenes Lösemittel entfernt werden. Wenn der Trocknungsbereich dem Aushärtbereich vor- oder nachgeschaltet ist, so ist bevorzugt der mit dem Aushärtbereich gekoppelte Trocknungsbereich ebenfalls mit Inertgas beaufschlagbar, um auch im Anschluss an das Aushärten Reinraumbedingungen sicherstellen zu können.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn ein zum Mischen von Komponenten des Lacks ausgebildeter Mischbereich mit dem Inertgas beaufschlagbar ist. Eine besonders günstige Prozessführung lässt sich hierbei erreichen, wenn der Mischbereich zu einer Umgebung hin luftdicht verschließbar ist. In dem Mischbereich werden Komponenten des Lacks, etwa Bindemittel, Pigmente, Additive, Füllstoffe und Lösemittel zur Herstellung des später auf das zu lackierende Objekt aufzubringenden Lacks gemischt. Der Lack enthält insbesondere Oligomere oder Polymere, Reaktivverdünner und Photoinitiatoren. Wenn bereits in diesem Mischbereich eine Inertgasatmosphäre vorliegt, so kann bereits in diesem Stadium ein Einschluss von Luft oder Luftsauerstoff, Staub oder Schmutz in den Lack besonders weitgehend vermieden werden. Gegebenenfalls wird beim oder nach dem Mischen eine Entlüftung der Komponenten, bzw. des Lacks durchgeführt. Dies kann beispielsweise durch Evakuieren und Spülung mit Inertgas erfolgen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Zerstäubungseinrichtung zum Bereitstellen von Lacktröpfchen und/oder wenigstens eine Leitung für den Lack und/oder wenigstens eine Armatur für den Lack mit dem Inertgas beaufschlagbar. Wenn Leitungen und Armaturen vor dem Beschicken mit dem Lack mit Inertgas gespült werden, so können besonders reine Bedingungen beim Behandeln des Lacks sichergestellt werden. Wenn die Zerstäubungseinrichtung, etwa eine Düse, zum Zerstäuben des Lacks in Lacktröpfchen mit dem Inertgas betrieben wird, dient dies ebenfalls der Vermeidung von unerwünschten Einschlüssen in den Lacktröpfchen. Als mit dem Inertgas beaufschlagbare Zerstäubungseinrichtung kann jedoch auch eine so genannte Glocke zum Einsatz kommen, also ein sehr rasch rotierender Drehteller, von welchem sich aufgrund der Fliegkraft feinste Lacktröpfchen wegbewegen, welche dann in an sich bekannter Art und Weise, etwa durch Anlegen eines elektrischen Feldes hin zu dem zu lackierenden Objekt befördert werden können. Auch eine solche Zerstäubungseinrichtung kann durch Beaufschlagen mit dem Inertgas für das Bereitstellen von besonders reinen Lacktröpfchen sorgen.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens ein Vorratsbehältnis für den Lack und/oder für Komponenten des Lacks mit dem Inertgas oder mit Vakuum beaufschlagt ist. So kann auch bei der Lagerung des Lacks oder bei der Lagerung der zu vermischenden Komponenten dafür gesorgt werden, dass sich keine unerwünschten Einschlüsse, insbesondere Lufteinschlüsse oder Luftsauerstoffeinschlüsse, in dem Lack oder in den Komponenten bilden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Lackierverfahren, welches insbesondere zum Lackieren von Fahrzeugbauteilen zum Einsatz kommen kann, wird in einem wenigstens eine UV-Lichtquelle aufweisenden Aushärtbereich durch UV-Licht ein Lack ausgehärtet. Der Lack ist auf ein Objekt aufgebracht, und der Aushärtbereich wird mit einem Inertgas beaufschlagt. Zusätzlich zu dem Aushärtbereich wird wenigstens ein weiterer, zum Behandeln des Objekts und/oder des Lacks ausgebildeter Bereich der Lackieranordnung mit dem Inertgas beaufschlagt. Ein solches Lackierverfahren ermöglicht ein besonders gutes Lackierergebnis.
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Die für die erfindungsgemäße Lackieranordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Lackierverfahren.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt stark schematisiert eine Lackieranordnung zum Lackieren einer Fahrzeugkarosserie.
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Eine Lackieranordnung 10 umfasst einen zu seiner Umgebung hin luftdicht verschließbaren Mischbereich 12, in welchem ein unter ultraviolettem Licht aushärtbarer Lack 14 hergestellt wird. Das Herstellen des Lacks 14 erfolgt durch Mischen von Komponenten wie Bindemitteln, Pigmenten, Additiven, Füllstoffen und Lösemitteln, welche vorliegend in Behältnissen 16, 18 bereitgestellt werden, von denen schematisch lediglich zwei gezeigt sind, während auch je Komponente ein separates Behältnis vorgesehen sein kann.
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Sowohl der Mischbereich 12 als auch die Behältnisse 16, 18 und ein Lackbehälter 20, welcher den durch Mischen der Komponenten erhaltenen Lack 14 enthält, weisen eine Inertgasatmosphäre auf. Als Inertgas, oder Schutzgas, welches einen besonders geringen Gehalt an Inhibitoren für eine radikalische Polymerisation des unter UV-Licht aushärtenden Lackes 14 aufweist, kann insbesondere Stickstoff, Argon, Helium oder Kohlendioxid vorgesehen sein. Bevorzugt weist das Inertgas einen besonders geringen Sauerstoffgehalt auf, insbesondere einen Sauerstoffgehalt von weniger als 5 Volumenprozent.
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Über vorliegend lediglich schematisch gezeigte Leitungen 22 welche eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Armaturen aufweisen können, gelangt der Lack 14 zu einer Zerstäubungseinrichtung 24. Die Zerstäubungseinrichtung 24 kann Düsen umfassen um für ein Bereitstellen von feinsten Lacktröpfchen sorgen. Zusätzlich oder alternativ kann eine so genannte Glocke als Zerstäubungseinrichtung 24 Verwendung finden, bei welcher aufgrund der Rotation der Glocke sich in einem Vertiefungsbereich der Glocke befindender Lack über einen Rand der Glocke hinausgetragen und dabei in feinste Tröpfchen zerteilt wird. Auch im Bereich der Zerstäubungseinrichtung 24 liegt eine Inertgasatmosphäre vor, ebenso wie in den mit Inertgas gespülten Leitungen 22 und Armaturen.
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Die Zerstäubungseinrichtung 24 ist vorliegend in einem Applikationsbereich 26 der Lackieranordnung 10 angeordnet, in welchem ein zu lackierendes Objekt, etwa ein Fahrzeugbauteil oder eine Fahrzeugkarosserie 28, mit dem zerstäubten Lack 14 beaufschlagt wird. Der Applikationsbereich 26 weist wie der Mischbereich 12 einen Einlass für Inertgas auf, sodass im Applikationsbereich 26 Reinraumbedingungen herrschen, wenn dieser mit Inertgas beaufschlagt wird.
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Dadurch, dass vorliegend von der Herstellung bis zum Applizieren des Lacks 14 durch das Beaufschlagen der zugeordneten Bereiche mit Inertgas besonders reine Bedingungen vorliegen, kann verhindert werden, dass sich in dem Lack 14 (Luft-)Bläschen bilden oder es zu Einschlüssen von Staub oder Verschmutzungen kommt. Dadurch, dass in den Lacktröpfchen und an dem Lack 14 so gut wie kein Luftsauerstoff vorliegt, lässt sich bei der Belichtung des Lacks 14 mit UV-Licht eine besonders günstige Aushärtung erreichen, welche dazu führt dass die Lackschicht auf der Fahrzeugkarosserie 28 eine besonders hohe Qualität aufweist.
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Vorliegend herrscht auch in einem Verlaufsbereich 30, welcher den Applikationsbereich 26 mit einem Aushärtbereich 32 koppelt, eine Inertgasatmosphäre. In dem Verlaufsbereich 30, welcher einen Übergangsbereich zwischen dem Applikationsbereich 26 und dem Aushärtbereich 32 darstellt, verläuft der unmittelbar nach dem Applizieren noch eine vergleichsweise unebene Oberfläche aufweisende Lack und glättet sich. Dieses Glätten oder Ebenziehen des Lacks 14 auf der Fahrzeugkarosserie 28 wird durch die in dem Verlaufsbereich 30 vorliegende Inertgasatmosphäre begünstigt.
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Auch in dem Aushärtbereich 32, in welchem UV-Lampen 34 angeordnet sind, herrscht eine Inertgasatmosphäre, so dass beim radikalischen Polymerisieren des unter UV-Licht aushärtenden Lacks 14 kein störender Sauerstoff vorliegt.
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Auch ein sich an den Aushärtbereich 32 anschließender Trocknungsbereich 36 der Lackieranordnung 10 ist mit Inertgas beaufschlagt, sodass über die gesamte Lackieranordnung 10 hinweg Reinraumbedingungen gegeben sind, welche zu einem besonders guten Lackierergebnis führen.
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In alternativen Ausführungsformen können der Aushärtbereich 32 und der Trocknungsbereich 36 zusammenfallen in der Reihenfolge vertauscht sein oder der Trocknungsbereich 36 kann komplett entfallen. Auch kann zwischen dem Applikationsbereich 26 und dem Aushärtbereich 32 kein ausgeprägter Verlaufsbereich 30 vorliegen, sondern der Applikationsbereich 26 kann vergleichsweise direkt in den Aushärtbereich 32 übergehen. Alternativ kann das Sich-Glattziehen des Lacks 14 in dem Aushärtbereich 32 erfolgen, etwa zeitlich bevor die Fahrzeugkarosserie 28 dem UV-Licht der UV-Lampen 34 ausgesetzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lackieranordnung
- 12
- Mischbereich
- 14
- Lack
- 16
- Behältnis
- 18
- Behältnis
- 20
- Lackbehälter
- 22
- Leitungen
- 24
- Zerstäubungseinrichtung
- 26
- Applikationsbereich
- 28
- Fahrzeugkarosserie
- 30
- Verlaufsbereich
- 32
- Aushärtbereich
- 34
- UV-Lampe
- 36
- Trocknungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008014378 A1 [0002]
- DE 3106605 A1 [0003]
