DE102013107746A1 - Method for painting plastic window profiles or windows or doors formed therefrom - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Lackieren von Kunststoff-Fensterprofilen oder daraus gebildeten Fenstern oder Türen umfasst wenigstens folgende Schritte: – Reinigung der zu lackierenden Oberflächenbereiche mit CO2-Trockeneis – Maskieren der Kunststoff-Fensterprofile an den zu lackierenden Oberflächenbereichen; – erste Lackierung der Oberflächenbereiche mit einem lösemittelhaltigen Lack als Basislackschicht; – Trocknung der Basislackschicht mittels einer Infrarot-Wärmequelle zur Erzielung einer staub- und grifffesten Oberfläche; – zweite Lackierung der Oberflächenbereiche mit einem UV-härtenden Klarlack als Deckschicht; – Aushärtung der Deckschicht über ultraviolette Strahlung und – Entfernung der Maskierungselemente.A method for painting plastic window profiles or windows or doors formed therefrom comprises at least the following steps: - cleaning the surface areas to be painted with CO2 dry ice - masking the plastic window profiles on the surface areas to be painted; - First painting the surface areas with a solvent-based paint as a basecoat film; - Drying of the basecoat layer by means of an infrared heat source to achieve a dust and grip-resistant surface; Second coating of the surface areas with a UV-curing clearcoat as topcoat; - curing of the cover layer on ultraviolet radiation and - removal of the masking elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren von Kunststoff-Fensterprofilen oder daraus gebildeten Fenstern oder Türen.The invention relates to a method for painting plastic window profiles or windows or doors formed therefrom.

Die Fertigung von farbigen Kunststofffenstern erfolgt bisher in einem zweistufigen Verfahren. Die Fensterprofile werden im Extrusionsverfahren aus PVC endlos gefertigt. Für Fenster, die eine von weiß abweichende Oberflächenfarbe und/oder -struktur erhalten sollen, wird eine farbige Folie mit einem Hotmelt-Schmelzkleber bei 180° auf das Profil aufgerollt. und zu Stangen von einer Länge von etwa 6 Metern abgelängt. Die folienbeschichteten Profilstangen werden von dem Fensterbauer auf Maß und Gehrung geschnitten, um zu einem Rahmen oder Flügel zusammengesetzt zu werden. Die folierten Profile werden anschließend in einem automatisierten Prozess an den Gehrungsschnitten miteinander verschweißt. Das Verschweißen erfolgt mithilfe eines sogenannten Schweißspiegels, der zwischen den Profilenden eingefügt wird und diese erwärmt. Nach dem Entfernen verschmelzen die Enden miteinander. Dabei entsteht eine Schweißraupe, welche ausgefräst wird. Durch den Zuschnitt und das anschließende Verschweißen und Abfräsen entsteht auf der sichtbaren Oberfläche eine leicht vertieften Nut in den jeweiligen Eckbereichen, in denen die Oberflächenbeschichtungsfolien nicht mehr aneinander stoßen. Dieser Spalt wird bisher mit Lack und/oder Füllmaterial manuell nachgearbeitet. Folie und Füllmasse bleichen jedoch mit der Zeit ungleichmäßig aus, so dass die Fenster nach einiger Zeit optisch nicht mehr ansehnlich sind. Zudem ist die Folie wenig widerstandsfähig. Beim Einbau der Fenster ist diese aber einer erheblichen Beanspruchung ausgesetzt. Dies führt dazu, dass Fenster oftmals nachgebessert oder ausgetauscht werden müssen, denn ein Fensterflügel oder -rahmen kann im fertigen Zustand nicht erneut foliert werden. The production of colored plastic windows has hitherto been carried out in a two-stage process. The window profiles are manufactured by extrusion from PVC endless. For windows which are to receive a surface color and / or texture deviating from white, a colored film is rolled up onto the profile at 180 ° using a hot melt hotmelt adhesive. and cut to lengths of about 6 meters. The film coated profile bars are cut to size and mitred by the window builder to be assembled into a frame or wing. The foiled profiles are then welded together in an automated process at the miter cuts. The welding is done by means of a so-called welding mirror, which is inserted between the profile ends and heats them. After removal, the ends fuse together. This creates a weld bead, which is milled out. The blank and the subsequent welding and milling creates a slightly recessed groove in the respective corner areas on the visible surface in which the surface coating films no longer abut each other. This gap has been reworked manually with paint and / or filler. However, film and filling compound bleach unevenly over time, so that the windows are no longer visually attractive after some time. In addition, the film is not very resistant. When installing the window but this is exposed to considerable stress. As a result, windows often have to be repaired or replaced because a window sash or frame can not be re-foiled in the finished state.

Daneben sind Fensterprofile aus Aluminium bekannt, die über Pulverbeschichtungen mit einer farbigen Oberfläche versehen werden können. Diese Fensterprofile sind im Vergleich zu Profilen aus PVC deutlich teurer und weisen auch andere Nachteile, insbesondere hinsichtlich der Wärmeübertragung auf.In addition, window profiles made of aluminum are known, which can be provided with powder coatings with a colored surface. These window profiles are significantly more expensive in comparison to profiles made of PVC and also have other disadvantages, in particular with regard to heat transfer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine kratzfeste, widerstandsfähige sowie farb- und UV-beständige Beschichtung auf Fenster aus unterschiedlichen Materialien im industriellen Maßstab aufgebracht werden kann. The object of the invention is to provide a method by which a scratch-resistant, resistant and color and UV-resistant coating can be applied to windows made of different materials on an industrial scale.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of claim 1.

Die Bezeichnung „Fensterprofil“ im Sinne der vorliegenden Anmeldung bezieht sich auf Kunststoffprofile aller Art, die für den Bau von Rahmen. Flügeln und sonstigen Teilen im Fenster- und Türenbau eingesetzt werden.The term "window profile" in the context of the present application refers to plastic profiles of all kinds, which are used for the construction of frames. Wings and other parts are used in window and door construction.

Erfindungswesentlich sind dabei

  • – die Vorreinigung;
  • – der Schichtaufbau der Lackschichten und
  • – die Zwischentrocknung.
Essential to the invention are here
  • - the pre-cleaning;
  • - The layer structure of the paint layers and
  • - the intermediate drying.

Insbesondere bezieht sich das Verfahren auf die Lackierung von PVC-Fensterprofilen.In particular, the method relates to the painting of PVC window profiles.

Durch die vorherige Reinigung der zu lackierenden Profiloberflächenbereiche mit CO2-Trockeneis werden am Profil anhaftende Schmutzpartikel lückenlos abgelöst.By previously cleaning the profile surface areas to be painted with CO 2 dry ice, adhering dirt particles are detached completely.

Die vorzugsweise unmittelbar danach durchgeführte Behandlung mit ionisierter Luft unterbindet die Anziehung von Staubpartikeln auf der zu lackierenden Oberfläche vor deren Einführung in die Lackieranlage.The preferably immediately after treatment with ionized air prevents the attraction of dust particles on the surface to be painted prior to their introduction into the paint shop.

Die Lackierung der Oberfläche zunächst mit einem lösemittelhaltigen Lack in der Basisschicht führt zu einer guten Haftung der Lackschicht auf der Oberfläche und bildet zudem einen guten Haftgrund für die nachfolgend aufbrachte Klarlackschicht. Die erfindungsgemäß vorgesehene Abdunstung der Lösemittel im Zwischenschritt über eine Infrarot-Wärmequelle ist gut einstellbar, um einen Trocknungsgrad zu erreichen, der in kurzer Zeit zu einer staub- und grifffesten Oberfläche führt, ohne dass das Grundmaterial des Fensterprofils beeinträchtigt wird.The painting of the surface first with a solvent-based paint in the base layer leads to a good adhesion of the paint layer on the surface and also forms a good primer for the subsequently applied clearcoat. The inventively provided evaporation of the solvent in the intermediate step via an infrared heat source is easily adjustable to achieve a degree of dryness, which leads in a short time to a dust and grifffesten surface without the basic material of the window profile is impaired.

Damit ist es sogar möglich, die mit der Basisschicht lackierten Profilstangen noch einmal umzulagern, bevor der zweite Lackauftrag vorgenommen wird. Auf diese Weise können auch Lackierstraßen mit normalen Ausmaßen zur Lackierung der mit mindestens 6 Metern sehr langen Profilstangen verwendet werden.This makes it even possible to relocate the profiled bars painted with the base layer before the second coat is applied. In this way it is also possible to use paint lines of normal dimensions for painting the very long profile bars with at least 6 meters.

Die Bearbeitungsstationen brauchen nicht so lang wie eine Profilstange sein, da die Profile auf einem Fördersystem durch die Anlage durchlaufen. Die Bearbeitungsstationen müssen eine solche Länge besitzen, das eine Bearbeitung von bis zu 6,40 m langen Profilstangen gewährleistet ist.The machining stations need not be as long as a profile bar, as the profiles pass through the system on a conveyor system. The machining stations must be of such a length that machining up to 6,40 m long profile bars is guaranteed.

Die Basisschicht bietet bereits eine sehr gute Farb- und UV-Beständigkeit. Eine hohe Kratzfestigkeit wird durch die abschließend aufgebrachte Deckschicht aus einem UV-härtenden Klarlack erzielt. The base layer already offers a very good color and UV resistance. A high scratch resistance is achieved by the finally applied cover layer of a UV-curing clearcoat.

Der zweistufige Lackaufbau ermöglicht eine deutlich höhere Farbvielfalt an einem Fenster. Es können alle beliebigen RAL-Farbtöne abgemischt werden. Bei erforderlichen Reparaturen können diese Farben in exakt demselben Farbton erneut angemischt werden. Es gibt keine Glanzgradunterschiede zwischen ursprünglicher Fläche und Reparaturfläche. Die erfindungsgemäß lackierten Oberflächen der Fensterprofile besitzen zudem einen Graffiti-Schutz, da die erzielte Oberfläche sehr glatt ist und Anhaftungen aller Art einfach abwischbar sind.The two-stage paint system allows a much greater variety of colors on a window. Any RAL color tones can be mixed. If repairs are required, these colors can be redone in exactly the same hue be mixed. There are no gloss level differences between the original area and the repair area. The painted according to the invention surfaces of the window profiles also have a graffiti protection, since the scored surface is very smooth and adhesions of all kinds are easily wiped.

Außerdem kann jeweils die Gehrungsnut an dem fertig aus den Profilzuschnitten zusammengesetzten Fensterrahmen, dem Türrahmen oder dem Tür- oder Fensterflügel leicht mit dem Basislack nachgearbeitet werden, wobei perfekte Ergebnisse mit wenig Aufwand erzielbar sind. Farbliche Unterschiede bestehen dann nicht. Das Fehlen der Klarlackschicht ist wegen der Vertiefung kaum bemerkbar, so dass das Aufbringen einer Klarlackschicht in der Fügezone entbehrlich ist.In addition, each of the miter groove can be easily reworked on the finished from the profile blanks window frame, the door frame or the door or window sash with the basecoat, perfect results with little effort can be achieved. Color differences do not exist then. The lack of the clearcoat layer is barely noticeable because of the depression, so that the application of a clearcoat layer in the joining zone is dispensable.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The figures show in detail:

1 einen Abschnitt eines zu lackierenden Blendrahmenprofils 1 a section of a frame profile to be painted

2 eine schematische Darstellung einer Lackieranlage 2 a schematic representation of a paint shop

1 zeigt einen Abschnitt eines typischen Blendrahmenprofils 10. Die zu einer Gebäudeaußenseite zuzuwendende Sichtoberfläche 2, die sich bis zu der Oberseite 3 einer Anschlagkante erstreckt, soll lackiert werden. An dem Grundkörper 1 des Profils 10 ist aus einer Dichtungshaltenut 4 der Dichtungsprofilstrang entfernt worden. Stattdessen wurde ein plattenförmiges Abdeckelement 22, das zum Beispiel aus Karton bestehen kann, in die Dichtungshaltenut 4 eingeschoben. An der Unterseite des Profilkörpers 1 wird eine zwischen zwei Profilstegen vorhandene Vertiefung 5 genutzt, um ein weiteres Abdeckelement 21 einzuschieben. Damit ist gewährleistet, dass nur die vertikale Profilsichtseite 2 und die Oberseite 3 lackiert werden und die benachbarten Profilbereiche abgedeckt sind, so dass später weder an den zur Gebäudeinnenseite gewandten Profilbereichen noch bei geöffnetem Fenster an der Profiloberseite ein Lacknebel erkennbar sein wird. 1 shows a portion of a typical frame profile 10 , The visible surface facing a building exterior 2 that are up to the top 3 a stop edge extends, should be painted. At the base body 1 of the profile 10 is from a seal holding groove 4 the sealing profile strand has been removed. Instead, a plate-shaped cover member 22 , which may be made of cardboard for example, in the Dichtungshaltenut 4 inserted. At the bottom of the profile body 1 becomes a depression existing between two profile webs 5 used another cover element 21 insert. This ensures that only the vertical profile side view 2 and the top 3 be lacquered and the adjacent profile areas are covered, so that later neither on the building interior side facing profile areas still open window when the profile top a paint mist will be visible.

2 zeigt die Abfolge bei der Lackierung der Kunststofffensterprofile. In einem ersten Arbeitsschritt werden die stangenförmigen Profile, die eine Länge von etwa 6 m aufweisen, nebeneinander auf eine Fördereinrichtung gelegt. Eventuell vorhandene Schutzfolien sowie Klebstoffreste der Schutzfolien werden beseitigt. In diesem Arbeitsschritt können die Profilstangen noch offen liegen. Anschließend werden die Profilstangen zumindest bis zur Zwischentrocknung der Basisschicht durch weitgehend geschlossene Kabinen geführt, die nur im Bereich der Fördereinrichtungen Öffnungen zur Durchführung der Werkstücke aufweisen. 2 shows the sequence in the painting of the plastic window profiles. In a first step, the rod-shaped profiles, which have a length of about 6 m, placed side by side on a conveyor. Any existing protective films and adhesive residues of the protective films are eliminated. In this step, the profile bars can still be open. Subsequently, the profile bars are guided at least until the intermediate drying of the base layer by largely closed cabins, which have openings for the passage of the workpieces only in the region of the conveyors.

Die erste Behandlungsstufe umfasst eine Reinigung mit Trockeneis. Kohlendioxid-Partikel prallen dabei auf die zu lackieren Oberfläche und lösen dort eventuell noch anhaftende Schmutzpartikel. Soweit die abgelösten Schmutzpartikel nicht unmittelbar von der Oberfläche weggeschleudert werden, erfolgt anschließend eine Entstaubung über ionisierte Luft. Damit wird die elektrostatische Aufladung des Profils reduziert, so dass die Anhaftung von Staubpartikeln aus der Umgebungsluft erschwert wird. The first treatment stage includes dry ice cleaning. Carbon dioxide particles collide with the surface to be painted, possibly loosening any adhering dirt particles. As far as the detached dirt particles are not thrown away directly from the surface, then carried out a dedusting of ionized air. Thus, the electrostatic charge of the profile is reduced, so that the adhesion of dust particles from the ambient air is difficult.

Die Profilstangen werden nachfolgend in eine Lackierkabine eingeführt, wo sie im Spritzverfahren mit dem Basislack versehen werden. The profile bars are subsequently introduced into a spray booth where they are sprayed with the base coat.

Die nachfolgenden Schritte, vor dem Auftrag der Deckschicht, sind wesentlich für die Qualität des Endergebnisses. Die Lösemittelanteile in dem Basislack müssen soweit entfernt werden, dass eine tragfähige Basis für die Deckschicht geschaffen wird, die sich nachträglich nicht mehr durch Schrumpfung oder dergleichen verändert. Die Trocknung soll auch möglichst schnell erfolgen, um möglichst hohe Durchlaufzeiten zu erzielen. Andererseits muss der Wärmeeintrag begrenzt werden, damit ein Verzug der Kunststoffprofile vermieden wird. Insbesondere sollte die Oberflächentemperatur der Kunststoffprofile wenigstens 30° unterhalb der Vicat-Erweichungstemperatur liegen.The subsequent steps, before applying the top coat, are essential to the quality of the final result. The solvent portions in the basecoat must be removed to the extent that a viable base for the topcoat is provided which subsequently does not change due to shrinkage or the like. The drying should also be carried out as quickly as possible in order to achieve the highest possible throughput times. On the other hand, the heat input must be limited so that a delay of the plastic profiles is avoided. In particular, the surface temperature of the plastic profiles should be at least 30 ° below the Vicat softening temperature.

Die Trocknung über einen Infrarot-Strahler hat den Vorteil, dass die Wärmestrahlung die aufgebrachte Lackschicht durchdringt und zu einer Erwärmung des darunter befindlichen Basismaterials führt. Dadurch wird das Lösemittel von innen heraus durch die Lackschicht hindurch gefördert. Während der Diffusion des Lösemittels bleiben die äußeren Bereiche der Lackschicht durchlässig für Lösemitteldämpfe. Es erfolgt somit im Gegensatz zu anderen Trocknungsverfahren über Warmluft oder dergleichen keine schnelle Bildung einer dichten Haut an der Schichtaußenseite, durch welche die weitere Abdankungslösung mittels verhindert werden könnte.The drying over an infrared emitter has the advantage that the thermal radiation penetrates the applied lacquer layer and leads to a heating of the underlying base material. As a result, the solvent is conveyed from the inside out through the lacquer layer. During the diffusion of the solvent, the outer areas of the paint layer remain permeable to solvent vapors. Thus, in contrast to other drying methods using hot air or the like, there is no rapid formation of a dense skin on the outside of the layer, by means of which the further Abdankungslösung could be prevented by means of.

Beispielsweise sollte die Trocknungszeit etwa 8 Minuten betragen. Diese Durchlaufzeit eines etwa 6 m langen Profils wird meiner Vorschubgeschwindigkeit von ca. 1,5 m/min erreicht.For example, the drying time should be about 8 minutes. This throughput time of about 6 m long profile is reached my feed rate of about 1.5 m / min.

Die bereits aufgebrachte Basisschicht ist nach dem Trocknungsvorgang soweit ausgehärtet, dass eine Bindung von Staub vermieden wird. Auch kann die Basisschicht berührt werden, falls die Profile umgelagert werden sollen.The already applied base layer is cured after the drying process so far that a binding of dust is avoided. Also, the base layer can be touched if the profiles are to be relocated.

Die Profile werden abermals in eine Spritzkabine eingeführt, wo dann ein UV-härtender Klarlack als Deckschicht aufgebracht wird.The profiles are again introduced into a spray booth, where then a UV-curing clearcoat is applied as a topcoat.

Die Austrocknung bzw. Aushärtung der Deckschicht kann ohne weitere Wartezeiten erfolgen. Die Profile werden dazu die lackierten Oberflächenbereiche in den Sichtbereich eines UV-Strahlers gebracht. Durch energiereiche Strahlung wird der Lack unmittelbar aus gehärtet und nimmt seine Eigenschaften an, worunter insbesondere die hohe Kratzfestigkeit und die gute Abweisung von Schmutz zu nennen sind.The drying or hardening of the topcoat can be done without further waiting times. The profiles are brought to the painted surface areas in the field of view of a UV lamp. By high-energy radiation, the paint is cured directly from and assumes its properties, including in particular the high scratch resistance and the good repellency of dirt are mentioned.

Claims (5)

Verfahren zum Lackieren von Kunststoff-Fensterprofilen (10) oder daraus gebildeten Fenstern oder Türen mit wenigstens folgenden Schritten: – Reinigung der zu lackierenden Oberflächenbereiche (2, 3) mit CO2-Trockeneis – Maskieren der Kunststoff-Fensterprofile (10) an den zu lackierenden Oberflächenbereichen (2, 3); – erste Lackierung der Oberflächenbereiche (2, 3) mit einem lösemittelhaltigen Lack als Basislackschicht; – Trocknung der Basislackschicht mittels einer Infrarot-Wärmequelle zur Erzielung einer staub- und grifffesten Oberfläche; – zweite Lackierung der Oberflächenbereiche (2, 3) mit einem UV-härtenden Klarlack als Deckschicht; – Aushärtung der Deckschicht über ultraviolette Strahlung und – Entfernung der Maskierungselemente (21, 22).Method for painting plastic window profiles ( 10 ) or windows or doors formed therefrom with at least the following steps: - cleaning of the surface areas to be painted ( 2 . 3 ) with CO 2 dry ice - masking the plastic window profiles ( 10 ) on the surface areas to be painted ( 2 . 3 ); - first painting of the surface areas ( 2 . 3 ) with a solvent-based paint as a basecoat film; - Drying of the basecoat layer by means of an infrared heat source to achieve a dust and grip-resistant surface; Second coating of the surface areas ( 2 . 3 ) with a UV-curing clearcoat as a topcoat; Curing of the cover layer via ultraviolet radiation and removal of the masking elements ( 21 . 22 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Maskieren der Kunststoff-Fensterprofile flächenförmige Abdeckelemente (21, 22) in Profilnuten (4, 5) oder Profilrücksprünge geschoben werden, welche zu den zu lackierenden Profiloberflächenbereichen (2, 3) benachbart sind.A method according to claim 1, characterized in that for masking the plastic window profiles sheet-like cover elements ( 21 . 22 ) in profile grooves ( 4 . 5 ) or profile recesses are pushed, which to the profile surface areas to be painted ( 2 . 3 ) are adjacent. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Vorreinigung mit CO2-Trockeneis eine Behandlung mit ionisierter Luft vorgenommen wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that after the pre-cleaning with CO 2 dry ice, a treatment with ionized air is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung während der Trocknung der Basislackschicht auf eine Temperatur vorgenommen wird, die wenigstens 20° unterhalb der Vicat-Erweichungstemperatur des Kunststoffes der Fensterprofile (10) liegt. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating is carried out during the drying of the basecoat film to a temperature which is at least 20 ° below the Vicat softening temperature of the plastic of the window profiles ( 10 ) lies. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht durch einen Zwei-Komponenten-Polyurethanlack gebildet ist.Method according to at least one of the claims, characterized in that the base layer is formed by a two-component polyurethane lacquer.
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