DE10224514A1

DE10224514A1 - Substrate, e.g. automotive body part coating process, involves applying coating material to substrate and exposing material to inert gas atmosphere with regulation of distance of concentration section from substrate

Info

Publication number: DE10224514A1
Application number: DE2002124514
Authority: DE
Inventors: Fernand Heine
Original assignee: Air Liquide GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-18

Abstract

The process involves applying a coating material (2) to a substrate (1) and exposing the material to an inert gas atmosphere (3) by a gas concentration section (5). The coating material is irradiated with ultraviolet (UV) radiation (4) from a light source (6). The light source and concentration section are adapted to contour (17) of the substrate. The distance of the gas section from the substrate (A) is regulated. An Independent claim is also included for an apparatus for curing coating material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren eines Trägers, insbesondere eines Karosserieteils eines Automobils, sowie eine Vorrichtung zum Aushärten von Lack auf einem Träger, insbesondere von Lack auf einem Karosserieteil eines Automobils. The invention relates to a method for painting a carrier, in particular of a body part of an automobile, and a device for curing of paint on a carrier, in particular of paint on a body part Automobile.

Bei der Beschichtung von Karosserieteilen eines Automobils mit Lacken ist man bestrebt, eine besonders gute Farbechtheit und Haltbarkeit der Lacke zu bewirken. Hierzu wurden in letzter Zeit Lacke entwickelt, die mit Hilfe von ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung) gehärtet werden. Ein besonderer Vorteil dieser UV- gehärteten Lacke ist ihre Langlebigkeit. One is when coating body parts of an automobile with paints strives to achieve a particularly good color fastness and durability of the paints. For this purpose, lacquers have recently been developed using ultraviolet Radiation (UV radiation) can be cured. A particular advantage of this UV hardened paints is their longevity.

Eine Schwierigkeit bei der Aushärtung von Lacken mit ultravioletter Strahlung besteht jedoch darin, dass zum einen der prozessbedingt notwendige Fotoinitiator eine hohe Affinität zu Sauerstoff hat und zuerst mit diesem reagiert, zum anderen UV-Strahlung in einer sauerstofthaltigen Atmosphäre Ozon generiert wird, welches ein starkes Oxidationsmittel darstellt. Das Ozon greift den Lack sowie Karosserieteile an, in dem es diese oxidiert. Aus diesem Grund musste bislang die Aushärtung der Lacke in inertisierten Kabinen erfolgen. Die Kabinen wurden mit einem Inertgas wie z. B. Stickstoff geflutet. Durch die Inertisierung wird der Fotoinitiator vor Sauerstoff geschützt und eine Generierung von Ozon verhindert. Für Anwendungen in der Automobilindustrie sind Durchlaufkabinen beziehungsweise Durchlauftunnel erforderlich, durch welche die Fahrzeugkarosserien durchgeführt werden. Diese Durchlauftunnel haben einen hohen Platzbedarf, da die thermische Behandlung zur Lacktrocknung ausgedehnte Vorheizungs- und Kühlungszonen erfordert. A difficulty in curing paints with ultraviolet radiation However, it is that, on the one hand, the process-related photo initiator has a high affinity for oxygen and reacts with it first, to the other UV radiation is generated in an oxygen-containing atmosphere, ozone which is a strong oxidizing agent. The ozone attacks the paint as well Body parts by oxidizing them. For this reason, the The lacquers are cured in inertized booths. The cabins were with an inert gas such as B. flooded with nitrogen. Through the inerting the Photoinitiator protected from oxygen and prevents generation of ozone. For Applications in the automotive industry are flow booths respectively Pass-through tunnel required through which the vehicle bodies are passed become. These continuous tunnels require a lot of space because the thermal Treatment for paint drying extensive preheating and cooling zones requires.

Aufgrund der zu gewährleistenden geringen Sauerstoffkonzentration von weniger als 5% benötigt eine Vollinertisierung einer derartigen Durchlaufkabine sehr große Mengen an Inertgas, welches zu hohen Kosten für die Inertisierung führt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass große Mengen an Inertgas stets ein Sicherheitsrisiko für das Bedienpersonal darstellen. Because of the low oxygen concentration to be guaranteed of less A full inertization of such a through booth is very required as 5% large amounts of inert gas, which leads to high costs for the inerting. On Another problem is that large amounts of inert gas are always present Show safety risk for the operating personnel.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Lackieren eines Trägers sowie eine Vorrichtung zum Aushärten von Lack auf einem Träger anzugeben, mit dem bzw. mit der Lacke auf kostengünstige Weise mit UV- Strahlung ausgehärtet werden, wobei Inertgas eingespart wird und ein mit der Verwendung großer Mengen an Inertgas verbundenes Sicherheitsproblem reduziert wird. It is therefore an object of the present invention to provide a method for painting a carrier and a device for curing paint on a carrier specify with which or with the paints in a cost-effective manner with UV Radiation can be cured, saving inert gas and one with the Use of large amounts of inert gas related safety problem is reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die jeweils einzeln angewandt oder beliebig miteinander kombiniert werden können, sind Gegenstand der jeweilig abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a method with the features of Claim 1 and by a device with the features of claim 12. Further advantageous refinements and developments, each individually applied or can be combined with each other as desired the respective dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Lackieren eines Trägers, der eine Kontur aufweist, insbesondere eines Karosserieteils eines Automobils umfasst folgende Verfahrensschritte: Ein Lack wird auf den Träger aufgebracht; der Lack auf dem Träger wird durch Gaskonzentrationsmittel (5) teilbereichsweise einer Inertgasatmosphäre ausgesetzt; und der jeweils gerade unter der Inertgasatmosphäre befindliche Lack wird mit UV-Strahlung von einer Lichtquelle bestrahlt, wobei die Lichtquelle und/oder das Gaskonzentrationsmittel zumindest abschnittsweise an die Kontur des Trägers anpassbar ist. The method according to the invention for painting a carrier which has a contour, in particular a body part of an automobile, comprises the following method steps: a lacquer is applied to the carrier; the lacquer on the carrier is exposed in some areas to an inert gas atmosphere by means of gas concentration means ( 5 ); and the lacquer located just under the inert gas atmosphere is irradiated with UV radiation from a light source, the light source and / or the gas concentration means being adaptable at least in sections to the contour of the carrier.

Bei dem Verfahren wird der Lack nur in einem Teilbereich einer Inertgasatmosphäre ausgesetzt. Hierdurch wird vermieden, dass der Träger in einer Kabine mit Inertgas vollständig umspült werden muss. Eine Vollinertisierung einer Kabine zum Aushärten des Lackes ist nicht erforderlich. Hierdurch werden erhebliche Mengen an Inertgas eingespart sowie das Sicherheitsproblem, welches bei einer Verwendung großer Mengen von Inertgas besteht, vermieden. Durch die Anpassbarkeit der Lichtquelle und/oder des Gaskonzentrationsmittels wird eine lokale Inertisierung unregelmäßig geformter Träger, wie sie z. B. Karosserieteile darstellen, ermöglicht. Hierbei wird in vorteilhafterweise der Verbrauch an Inertgas verringert. Vorteilhafterweise werden die Lichtquellen und/oder die Gaskonzentrationsmittel im wesentlichen nebeneinander oder schräg gegeneinander versetzt angeordnet und in einem vorgegebenen Abstand zum Träger gehalten. In the process, the paint is only in a partial area Exposed to inert gas atmosphere. This prevents the carrier from being in a cabin must be completely flushed with inert gas. A full inertization of a Cabin for curing the paint is not necessary. This will be significant Amounts of inert gas saved as well as the safety problem that arises with a Avoid using large amounts of inert gas. Through the Adaptability of the light source and / or the gas concentration agent becomes a local one Inertization of irregularly shaped carriers, such as z. B. Body parts represent, enables. In this case, the consumption of inert gas is advantageously reduced. Advantageously, the light sources and / or the Gas concentration means essentially offset next to each other or at an angle arranged and held at a predetermined distance from the carrier.

Durch die Inertisierung wird sichergestellt, dass der prozessbedingte notwendige Fotoinitiator, der eine hohe Affinität zu Sauerstoff hat und bei der UV Bestrahlung zuerst mit diesem reagiert, der eigentlichen Reaktion zur Verfügung steht. Hiermit wird eine Entstehung von Reaktionsprodukten durch Oxidation des Fotoinitiators, die einen negativen Einfluss auf die Oberflächenbeschaffenheit haben, vermieden. The inerting ensures that the process-related necessary Photo initiator that has a high affinity for oxygen and UV Irradiation first reacts with this, the actual reaction is available. Hereby a formation of reaction products by oxidation of the Photo initiators that have a negative impact on the surface texture, avoided.

Der Teilbereich des Lackes, der durch das Inertgas geschützt wird, wird mit UV- Strahlung bestrahlt. Die nicht durch Inertgas geschützten Bereiche werden von UV-Strahlung ferngehalten, so dass auch diese Bereiche, die sich in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre befinden, vor UV-Strahlung bzw. Ozon geschützt bleiben. Insgesamt werden auf diese Weise Schäden durch Reaktion mit Sauerstoff bzw. durch eine Oxidation durch Ozon während des Aushärtens des Lackes vermieden. Dabei sind Restsauerstoffkonzentrationen von weniger als 10%, insbesondere weniger als 7%, bevorzugt weniger als 5%, besonders bevorzugt weniger als 1% insoweit akzeptabel, dass Reaktionsprodukte der Oxidation des Fotoinitiators mit Sauerstoff gering und die bei der UV-Behandlung generierten Ozonkonzentrationen für gewöhnliche Anwendungen in der Automobilindustrie hinreichend klein sind. The part of the paint that is protected by the inert gas is coated with UV Radiation irradiated. The areas not protected by inert gas are protected by UV radiation kept away, so that these areas, which are in a oxygen-containing atmosphere, protected from UV radiation or ozone stay. Overall, this will cause damage from reaction with oxygen or through oxidation by ozone during the curing of the paint avoided. Here are residual oxygen concentrations of less than 10%, in particular less than 7%, preferably less than 5%, particularly preferably less acceptable as 1% to the extent that reaction products of the oxidation of the Photoinitiators with low oxygen and those generated during UV treatment Ozone concentrations for common applications in the automotive industry are sufficiently small.

Die UV-Strahlung wird vorteilhafterweise von einer Gasentladungslampe erzeugt. Von Vorteil sind ebenso (noch in der Entwicklung befindliche) Photodioden, die den Lack besonders präzise mit UV-Licht bestrahlen. Das Auftragen des Lackes kann durch Aufsprühen, Tauchen, Anstreichen oder dergleichen erfolgen. The UV radiation is advantageously generated by a gas discharge lamp. Also advantageous (still under development) are photodiodes that irradiate the paint particularly precisely with UV light. Applying the varnish can be done by spraying, dipping, painting or the like.

Vorteilhafterweise wird die Inertgasatmosphäre mit Hilfe eines Gaskonzentrationsmittels im wesentlichen auf einen Gaskonzentrationsraum räumlich begrenzt. Ein Gaskonzentrationsmittel ist beispielsweise eine Haube oder ein Gehäuse, mit der bzw. dem zwischen dem Träger und der Lichtquelle ein Gaskonzentrationsraum geschaffen wird, in dem die Konzentration des Sauerstoffs abgereichert wird. Der Lack auf dem Träger wird durch die Inertgasatmosphäre in dem Gaskonzentrationsraum geschützt. Das Gaskonzentrationsmittel verhindert, dass Sauerstoff in den Gaskonzentrationsraum eindringt und die Inertgasatmosphäre verunreinigt. Innerhalb des Gaskonzentrationsraums wird der Lack auf dem Träger von der Lichtquelle mit UV-Strahlung bestrahlt. Durch das Gaskonzentrationsmittel wird weiterhin vermieden, dass UV-Strahlung außerhalb des Gaskonzentrationsraums gelangt und die umgebende, sauerstoffhaltige Luft ionisiert, wodurch die Bildung von Ozon außerhalb des Teilbereichs vermieden wird. Das Gaskonzentrationsmittel bewirkt somit zum einen eine Begrenzung und damit eine Konzentration des Inertgases auf den Teilbereich, zum anderen eine Begrenzung der UV-Strahlung auf diesen Teilbereich. Hierbei ist es Ziel, mit Hilfe des Gaskonzentrationsmittel den Gaskonzentrationsraum möglichst dicht gegenüber der Umgebung abzudichten, wodurch die für die Inertisierung des Gaskonzentrationsraums erforderliche Menge an Inertgas reduziert wird. The inert gas atmosphere is advantageously reduced using a Gas concentration means essentially limited to a gas concentration space. A gas concentration agent is, for example, a hood or a housing with the or between the carrier and the light source Gas concentration space is created in which the concentration of oxygen is depleted becomes. The lacquer on the carrier is due to the inert gas atmosphere in the Gas concentration room protected. The gas concentrating agent prevents Oxygen penetrates into the gas concentration space and the inert gas atmosphere contaminated. The paint is on the carrier within the gas concentration space irradiated with UV radiation from the light source. By the Gas concentration agent is further avoided that UV radiation outside the Gas concentration space reaches and the surrounding, oxygen-containing air ionized, whereby the formation of ozone outside the sub-area is avoided. The Gas concentration means thus on the one hand causes a limitation and thus one Concentration of the inert gas on the partial area, on the other hand a limitation of the UV radiation on this section. The aim here is to use the Gas concentration means the gas concentration space as close as possible to the To seal the environment, thereby reducing the inerting of the Gas concentration space required amount of inert gas is reduced.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abstand des Gaskonzentrationsmittels zum Träger gesteuert oder geregelt. Da das Gaskonzentrationsmittel einerseits nicht den Lack berühren darf, anderseits zwischen Gaskonzentrationsmittel und Lack kein großer Luftspalt zum Schutz der Inertgasatmosphäre im Gaskonzentrationsraum vorhanden sein soll, wird ein möglichst kleiner Abstand des Gaskonzentrationsmittels zum Träger mit Hilfe der Steuerung bzw. der Regelung eingehalten. In a development of the method according to the invention, a distance between the Gas concentration means controlled or regulated to the carrier. Since that Gas concentration agent must not touch the paint on the one hand, on the other hand between Gas concentration agent and paint no large air gap to protect the An inert gas atmosphere should be present in the gas concentration space small distance of the gas concentration agent to the carrier with the help of the control resp. the regulation.

Um ein Eindringen von Sauerstoff in den Gaskonzentrationsraum zu verhindern, wird Inertgas in den Gaskonzentrationsraum eingeführt, so dass im Gaskonzentrationsraum ein leichter Überdruck besteht, der ein Ausströmen von Inertgas, insbesondere zwischen dem Gaskonzentrationsmittel und dem Lack, bewirkt. Hierdurch wird einem Eindringen von Sauerstoff aus der Umgebung in den Gaskonzentrationsraum entgegen gewirkt. To prevent oxygen from entering the gas concentration space, inert gas is introduced into the gas concentration space, so that in the Gas concentration space there is a slight overpressure, which causes an outflow of inert gas, in particular between the gas concentration agent and the lacquer. This prevents oxygen from penetrating from the environment into the Counteracted gas concentration space.

Vorteilhafterweise wird der Abstand des Gaskonzentrationsmittels zum Träger in Abhängigkeit der Konzentration des Inertgases im Konzentrationsraum geregelt. Hierdurch wird verhindert, dass die Sauerstoffkonzentration im Gaskonzentrationsraum einen vorgegebenen Wert übersteigt, der eine Beschädigung des Lackes beziehungsweise des Trägers aufgrund der Reaktion des Fotoinitiators mit Sauerstoff bzw. aufgrund des durch die UV-Strahlung entstehenden Ozons zur Folge hätte. Advantageously, the distance of the gas concentration agent from the carrier in Regulated dependence of the concentration of the inert gas in the concentration room. This prevents the oxygen concentration in the Gas concentration room exceeds a predetermined value, which damage the paint or the carrier due to the reaction of the photoinitiator Oxygen or due to the ozone generated by UV radiation would have.

Ebenso ist es vorteilhaft, den Abstand des Gaskonzentrationsmittels zum Träger mit Hilfe eines Abstandmessers, der den Abstand zwischen dem Gaskonzentrationsmittel und dem Träger ermittelt, zu regeln. Durch einen besonders geringen Abstand zwischen Gaskonzentrationsmittel und Träger werden die Mengen an erforderlichem Inertgas zur Inertisierung des Gaskonzentrationsraums verringert. It is also advantageous to determine the distance between the gas concentration agent and the carrier using a distance meter that measures the distance between the Gas concentration agent and the carrier determined to regulate. Due to a particularly low The distance between the gas concentration agent and the carrier will be the amounts required inert gas for inerting the gas concentration space is reduced.

Es ist von Vorteil, die Flussrate des verwendeten Inertgases in Abhängigkeit der Inertgaskonzentration im Gaskonzentrationsraum zu regeln. Insbesondere bei strukturierten Oberflächen des Trägers beziehungsweise bei Öffnungen, zum Beispiel bei Fenstern in der Karosserie, ist eine Regelung der Flussrate des verwendeten Inertgases sinnvoll. Während plane Oberflächen vergleichsweise wenig Inertgas benötigen, ist bei strukturierten Flächen oder bei Flächen mit Öffnungen eine größere Menge an Inertgas erforderlich. Durch Regelung der Flussrate kann diesem Umstand Rechnung getragen werden und somit der Verbrauch an Inertgas auf die jeweils auszuhärtende Lackschicht auf dem Träger angepasst werden. Hierdurch wird Inertgas eingespart und Kosten reduziert. It is advantageous to change the flow rate of the inert gas used To regulate the inert gas concentration in the gas concentration space. Especially at structured surfaces of the carrier or openings, for Example with windows in the body is a regulation of the flow rate of the inert gas used makes sense. While flat surfaces are comparatively little Requiring inert gas is one for structured surfaces or for surfaces with openings larger amount of inert gas required. By regulating the flow rate can this fact is taken into account and thus the consumption of inert gas the lacquer layer to be hardened on the carrier is adapted. This saves inert gas and reduces costs.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Träger erwärmt, insbesondere auf mindestens 80°C, vorzugsweise auf mindestens 110°C, besonders bevorzugt auf mindestens 140°C. Durch die Erwärmung des Trägers wird eine besonders effiziente Härtung des Lackes auf dem Träger bewirkt. In an advantageous embodiment of the invention, the carrier is heated, especially at least 80 ° C, preferably at least 110 ° C, especially preferably to at least 140 ° C. By heating the carrier, a causes particularly efficient curing of the paint on the carrier.

Der Restanteil von Sauerstoff in der Inertgasatmosphäre beträgt vorteilhafterweise weniger als 10%, insbesondere weniger als 7%, vorzugsweise weniger als 5%, besonders bevorzugt weniger als 3%. Durch eine derartige Reduktion des Restanteils von Sauerstoff in dem Gaskonzentrationsraum wird eine Bildung von Ozon durch Einwirkung der UV-Strahlung hinreichend klein gehalten, so dass eine Schädigung des Lackes beziehungsweise des Trägers für übliche Anwendungen ausbleibt. The residual proportion of oxygen in the inert gas atmosphere is advantageously less than 10%, in particular less than 7%, preferably less than 5%, particularly preferably less than 3%. By reducing the Residual portion of oxygen in the gas concentration space will form ozone kept sufficiently small by the action of UV radiation so that a Damage to the paint or the carrier for normal applications absent.

Zweckmäßigerweise wird als Inertgas Stickstoff oder Kohlendioxid verwendet. Appropriately, nitrogen or carbon dioxide is used as the inert gas.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Inertgas vorgewärmt, insbesondere um 40°C, vorzugsweise um 60°C, besonders bevorzugt um 80°C. Durch die Vorwärmung des Inertgases wird eine besonders effiziente Härtung des Lackes bewirkt. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the Preheated inert gas, especially around 40 ° C, preferably around 60 ° C, especially preferably around 80 ° C. The preheating of the inert gas makes one special causes efficient curing of the paint.

Zum Vorwärmen des Inertgases wird zweckmäßigerweise die Abwärme der Lichtquelle genutzt. Hierdurch wird Energie, die bei einer thermischen Behandlung z. B. bei einer Härtung erforderlich ist, gespart. Übliche UV-Lampen setzen nur einen vergleichsweise kleinen Teil der aufgewendeten elektrischen Energie in nutzbare UV-Strahlung um, der größere Anteil geht als Wärme verloren. Die beim Betrieb entstehende Wärme der UV-Lampen kann vorteilhafterweise zur Härtung des Lackes verwendet werden. For preheating the inert gas, the waste heat is expediently Light source used. As a result, energy generated by a thermal Treatment z. B. is required in a hardening, saved. Put usual UV lamps only a comparatively small part of the electrical energy used in usable UV radiation, the greater part is lost as heat. The at Operation heat generated by the UV lamps can advantageously be used for curing of the paint can be used.

Es ist zweckmäßig, wenn das Inertgas in der Inertgasatmosphäre laminar strömt. Hierdurch werden Turbulenzen und Wirbel vermieden, die eine Durchmischung der umgebenden sauerstoffhaltigen Luft mit dem Inertgas in dem Gaskonzentrationsraum bewirken könnten. Durch Vermeidung der Turbulenzen beziehungsweise Wirbel wird eine hinreichend geringe Sauerstoffkonzentration im Gaskonzentrationsraum, d. h. insbesondere in dem Teilbereich, welcher der Inertgasatmosphäre ausgesetzt wird, sichergestellt. It is expedient if the inert gas flows in a laminar manner in the inert gas atmosphere. This avoids turbulence and eddies that cause mixing the surrounding oxygen-containing air with the inert gas in the Could cause gas concentration space. By avoiding the turbulence respectively A sufficiently low oxygen concentration in the vortex becomes Gas concentration space, d. H. especially in the subarea which contains the inert gas atmosphere is ensured.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aushärten von Lack auf einem Träger, der eine Kontur aufweist, insbesondere von Lack auf einem Karosserieteil eines Automobils, umfasst mindestens eine Lichtquelle für UV-Strahlung und mindestens ein Gaskonzentrationsmittel für Inertgas, wobei die Lichtquelle (6) und/oder das Gaskonzentrationsmittel (5) zumindest abschnittsweise an die Kontur (17) des Trägers (1) anpassbar ist, und mindestens eine Versorgungseinrichtung für Inertgas, wobei durch das Gaskonzentrationsmittel zwischen der Lichtquelle und dem Träger ein Gaskonzentrationsraum gebildet wird, der mit Hilfe der Versorgungseinrichtung mit Inertgas befüllbar ist und der von der Lichtquelle mit UV- Strahlung beleuchtbar ist. Mit Hilfe dieser Vorrichtung wird zwischen der Lichtquelle und dem Träger ein Gaskonzentrationsraum gebildet, der den mit UV- Strahlung zu beleuchtenden Teilbereich des Lackes auf dem Träger durch eine Inertgasatmosphäre schützt. The device according to the invention for curing paint on a carrier which has a contour, in particular paint on a body part of an automobile, comprises at least one light source for UV radiation and at least one gas concentration agent for inert gas, the light source ( 6 ) and / or the Gas concentration means ( 5 ) can be adapted at least in sections to the contour ( 17 ) of the carrier ( 1 ), and at least one supply device for inert gas, the gas concentration means forming a gas concentration space between the light source and the carrier, which can be filled with inert gas with the aid of the supply device and which can be illuminated by the light source with UV radiation. With the aid of this device, a gas concentration space is formed between the light source and the carrier, which protects the portion of the lacquer on the carrier which is to be illuminated with UV radiation by means of an inert gas atmosphere.

Das Gaskonzentrationsmittel bewirkt zum einen, dass der zu beleuchtende Teilbereich des Lackes mit ausreichend konzentriertem Inertgas, d. h. hinreichend geringem Sauerstoffanteil, beaufschlagt wird, zum anderen, dass die UV-Lampe nur den inertisierten Gaskonzentrationsraum beleuchtet. Hierdurch wird zum einen ein Schutz des Lackes vor Ozon, welches durch UV-Strahlung gebildet wird, bewirkt, zum anderen wird eine Bildung von Ozon außerhalb des Gaskonzentrationsraums verhindert, welches eine Schädigung des Lackes beziehungsweise des Trägers außerhalb der Inertgasatmosphäre bewirken könnte. Darüberhinaus wird eine Reaktion des Fotoinitiators mit Sauerstoff verhindert, welches einen negativen Einfluss auf die Oberflächenbeschaffenheit der lackierten Flächen hätte. On the one hand, the gas concentration agent causes the one to be illuminated Part of the paint with sufficiently concentrated inert gas, d. H. adequately low oxygen content, on the other hand that the UV lamp only the inerted gas concentration room is illuminated. As a result, on the one hand Protection of the paint against ozone, which is formed by UV radiation, on the other hand, the formation of ozone outside the gas concentration space which prevents damage to the paint or the carrier outside of the inert gas atmosphere. In addition, a Prevention of reaction of the photo initiator with oxygen, which is a negative Would have an impact on the surface quality of the painted surfaces.

Die Anpassbarkeit der Lichtquelle und/oder des Gaskonzentrationsmittels erlaubt eine gezielte Inertisierung eines Teilbereichs des Trägers. Insbesondere wird hiermit eine an die Form bzw. die Kontur des Trägers angepasste Inertisierung bewirkt, die zu einem reduzierten Inertgas Verbrauch führt. The adaptability of the light source and / or the gas concentration means allows a targeted inertization of a portion of the carrier. In particular hereby an inertization adapted to the shape or the contour of the carrier causes, which leads to a reduced inert gas consumption.

Die Versorgungseinrichtung stellt Inertgas in ausreichenden Mengen zur Verfügung, wobei der Gaskonzentrationsraum vorteilhafterweise kontinuierlich mit Inertgas befüllt wird, so dass durch den hiermit bewirkten leichten Überdruck im Gaskonzentrationsraum ein Eindringen von Sauerstoff aus der Umgebung in den Gaskonzentrationsraum durch das aus dem Gaskonzentrationsraum strömende Inertgas verhindert wird. The supply facility supplies inert gas in sufficient quantities Available, the gas concentration space advantageously continuously with Inert gas is filled, so that the slight overpressure thus created in the Gas concentration space an intrusion of oxygen from the environment into the Gas concentration space through the flowing out of the gas concentration space Inert gas is prevented.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Positionierungsmittel vorgesehen, mit dem die Lichtquelle und/oder das Konzentrationsmittel bewegbar ist. Durch das Positionsmittel kann sowohl die Lichtquelle als auch das Gaskonzentrationsmittel in Bezug auf den Träger positioniert werden, wodurch insbesondere der Gaskonzentrationsraum abgedichtet werden kann. Hiermit kann insbesondere ein Schlitz zwischen Gaskonzentrationsmittel und Träger, durch den Sauerstoff aus der Umgebung in den Gaskonzentrationsraum eindringen kann, minimiert werden, so dass die Menge des für die Inertisierung des Gaskonzentrationsraums erforderlichen Inertgases reduziert wird. In an advantageous embodiment of the device according to the invention, a Positioning means are provided with which the light source and / or Concentration agent is movable. Due to the positional means, both the light source and the gas concentration means are positioned with respect to the carrier, whereby in particular the gas concentration space can be sealed. This can in particular be a slot between the gas concentration means and Carrier through which oxygen from the environment enters the gas concentration space penetration can be minimized so that the amount of inerting of the gas concentration space required inert gas is reduced.

Vorteilhafterweise umfasst das Positionierungsmittel eine erste Regelung zur Regelung des Abstands der Lichtquelle und/oder des Gaskonzentrationsmittels zum Träger. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Regelung einen Abstandssensor und/oder ein Gaskonzentrationsmesser zur Bestimmung einer Gaskonzentration im Gaskonzentrationsraum umfasst, so dass der Abstand zwischen Lichtquelle beziehungsweise Gaskonzentrationsmittel und Träger und/oder die Flussrate des Inertgases, d. h. die Menge an Inertgas die pro Zeiteinheit in den Gaskonzentrationsraum gegeben wird, regelbar ist. The positioning means advantageously comprises a first regulation Regulation of the distance of the light source and / or the gas concentration means to Carrier. It is advantageous if the control uses a distance sensor and / or a gas concentration meter for determining a gas concentration in the gas concentration space, so the distance between the light source or gas concentration means and carrier and / or the flow rate of the Inert gas, i. H. the amount of inert gas per unit of time in the Gas concentration space is given, is adjustable.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein erstes Vorwärmmittel zum Vorwärmen des Trägers. Durch Vorwärmen des Trägers wird eine besonders schnelle und effiziente Härtung des Lackes bewirkt. In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung ein zweites Vorwärmmittel zum Vorwärmen des Inertgases auf. Auch hierdurch wird eine besonders effiziente Härtung des Lackes bewirkt. Vorteilhafterweise steht das zweite Vorwärmmittel mit der Lichtquelle in Wärmekontakt, so dass die Abwärme der Lichtquelle zum Vorwärmen des Inertgases verwendet werden kann. In a development of the invention, the device comprises a first one Preheating agent for preheating the carrier. By preheating the wearer causes a particularly quick and efficient hardening of the paint. In a Another development of the invention, the device has a second Preheating agent for preheating the inert gas. This also makes one special causes efficient curing of the paint. The second is advantageously located Preheating means in thermal contact with the light source, so that the waste heat of the Light source can be used to preheat the inert gas.

Im Fall von Trägern mit größeren geometrischen Abmaßen, wie z. B. Karosserien von Automobilen, werden vorteilhafterweise mehrere Vorrichtungen nebeneinander und/oder schrägversetzt hintereinander angeordnet, um den Lack auf dem Träger gleichmäßig über die gesamte Breite des Trägers auszuhärten. Dabei werden vorteilhafterweise die jeweiligen Abstände der jeweiligen Gaskonzentrationsmittel zu dem Lack einzeln geregelt bzw. gesteuert. In the case of beams with larger geometric dimensions, such as. B. Bodies of automobiles, advantageously several devices arranged side by side and / or diagonally offset one behind the other to the paint on the Cure the carrier evenly across the entire width of the carrier. there the respective distances of the respective Gas concentration agent for the paint individually regulated or controlled.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnung erläutert, welche die Erfindung zwar illustrieren jedoch nicht einschränken soll. Further refinements and advantages of the invention are based on the following drawing explains, which, however, do not illustrate the invention should restrict.

Die Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Aushärten von Lack 2 auf einem Träger 1, der beispielsweise eine Karosserie eines Automobils sein kann. Zunächst wird der Träger 1 mit Lack 2 beschichtet, welches vorteilhafterweise durch Besprühen erfolgt. Anschließend wird der Lack 2 mit Hilfe von UV- Strahlung einer Lichtquelle 6 ausgehärtet, wobei der jeweils gerade bestrahlte Lack durch eine Inertgasatmosphäre 3 geschützt wird. Durch diesen Schutz wird eine unerwünschte Reaktion des Fotoinitiators mit Sauerstoff bzw. Ozon vermieden. Die Inertgasatmosphäre 3 wird durch Stickstoff als Inertgas gebildet, welcher durch eine Versorgungseinrichtung 7 bereitgestellt wird. Der Lack 2 wird teilbereichsweise der Inertgasatmosphäre 3 ausgesetzt, wozu ein Gaskonzentrationsraum 8 dient, der mit Hilfe eines Gaskonzentrationsmittels 5 zwischen der Lichtquelle 6 und den Trägern 1 ausgebildet wird. Die Lichtquelle 6 und das Gaskonzentrationsmittel 5 passen sich abschnittsweise einer Kontur 17 des Trägers 1 an, wodurch die Spalte 16 schmal und die Abstände A des Gaskonzentrationsmittels 5 zum Träger 1 klein gehalten werden. Vorteilhafterweise sind die jeweiligen Lichtquellen 6 und/oder die Gaskonzentrationsmittel 5 einzeln bewegbar, so dass auch eine zeitlich verändernde Kontur 17 des Trägers 1 angepasst werden kann, beispielsweise, wenn ein Karosserieteil durch eine Vorrichtung zum Aushärten bewegt wird. Hierdurch wird der Verbrauch an Inertgas gesenkt. The figure schematically shows a device for curing paint 2 on a carrier 1 , which can be, for example, a body of an automobile. First, the carrier 1 is coated with lacquer 2 , which is advantageously done by spraying. The lacquer 2 is then cured with the aid of UV radiation from a light source 6 , the lacquer which has just been irradiated being protected by an inert gas atmosphere 3 . This protection prevents an unwanted reaction of the photoinitiator with oxygen or ozone. The inert gas atmosphere 3 is formed by nitrogen as the inert gas, which is provided by a supply device 7 . The paint 2 is partially exposed to the inert gas atmosphere 3 , for which purpose a gas concentration space 8 is used, which is formed with the aid of a gas concentration means 5 between the light source 6 and the carriers 1 . The light source 6 and the gas concentration means 5 adapt in sections to a contour 17 of the carrier 1 , as a result of which the gaps 16 are narrow and the distances A of the gas concentration means 5 from the carrier 1 are kept small. Advantageously, the respective light sources 6 and / or the gas concentration means 5 can be moved individually, so that a time-changing contour 17 of the carrier 1 can also be adapted, for example when a body part is moved by a device for curing. This reduces the consumption of inert gas.

Das Gaskonzentrationsmittel 5 wird durch eine Haube ausgebildet, welche sowohl die UV-Strahlung der Lichtquelle 6 als auch das Inertgas der Inertgasatmosphäre 3 auf den Gaskonzentrationsraum räumlich begrenzt. The gas concentration means 5 is formed by a hood, which spatially limits both the UV radiation from the light source 6 and the inert gas of the inert gas atmosphere 3 to the gas concentration space.

Zwischen dem Gaskonzentrationsmittel 5 und dem Träger 1 befindet sich ein Spalt 16. Das Gaskonzentrationsmittel 5 wird in einem Abstand A von dem Träger 1 geführt. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise weniger als 10 cm, insbesondere weniger als 5 cm. Der Abstand A wird von einem Abstandssensor 11 erfasst und mit Hilfe eines Positionierungsmittel 19 geregelt. There is a gap 16 between the gas concentration means 5 and the carrier 1 . The gas concentration means 5 is guided at a distance A from the carrier 1 . This distance is preferably less than 10 cm, in particular less than 5 cm. The distance A is detected by a distance sensor 11 and regulated using a positioning means 19 .

Ein Gaskonzentrationssensor 12 erfasst die Konzentration des Inertgases im Gaskonzentrationsraum 8. Die Versorgungseinrichtung 7 regelt mit Hilfe des Gaskonzentrationssensors 12 die Flussrate des Inertgases. A gas concentration sensor 12 detects the concentration of the inert gas in the gas concentration space 8 . The supply device 7 regulates the flow rate of the inert gas with the aid of the gas concentration sensor 12 .

Mit Hilfe eines zweiten Vorwärmmittels 15 wird die Abwärme der Lichtquelle 6 genutzt, um das Inertgas in der Inertgasatmosphäre 3 aufzuwärmen, so dass eine Härtung des Lackes 2 zügig erfolgt. Ein erstes Vorwärmmittel 14 erwärmt den Träger 1 auf 100°C, wodurch ebenso eine besonders effiziente Härtung des Lackes 2 auf dem Träger 1 bewirkt wird. With the aid of a second preheating means 15 , the waste heat from the light source 6 is used to heat the inert gas in the inert gas atmosphere 3 , so that the lacquer 2 is cured quickly. A first preheating means 14 heats the carrier 1 to 100 ° C., which likewise effects a particularly efficient curing of the lacquer 2 on the carrier 1 .

Die Lichtquellen 6 mit dem jeweiligen Gaskonzentrationsmittel 5 werden mit Hilfe der jeweiligen Positionierungsmittel 9 in einem geringen Abstand zum Träger 1 gehalten, wozu eine Regelung 10 dient. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Lack 2 auf dem Träger 1 teilbereichsweise einer Inertgasatmosphäre 3 ausgesetzt wird und in diesen Teilbereich jeweils mit UV-Strahlung ausgehärtet wird. The light sources 6 with the respective gas concentration means 5 are kept at a short distance from the carrier 1 with the aid of the respective positioning means 9 , for which purpose a control 10 is used. In this way it is ensured that the paint 2 on the carrier 1 is partially exposed to an inert gas atmosphere 3 and is cured in this partial area with UV radiation.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren eines Trägers 1, der eine Kontur 17 aufweist, insbesondere eines Karosserieteils eines Automobils, wobei ein Lack 2 auf den Träger 1 aufgebracht wird, der Lack 2 auf dem Träger 1 durch Gaskonzentrationsmittel 5 teilbereichsweise einer Inertgasatmosphäre 3 ausgesetzt wird, der jeweils gerade unter der Inertgasatmosphäre 3 befindliche Lack 2 mit UV-Strahlung 4 von einer Lichtquelle 6 bestrahlt wird, wobei die Lichtquelle 6 und/oder das Gaskonzentrationsmittel zumindest abschnittsweise an die Kontur 17 des Trägers 1 anpassbar ist, und die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. The invention relates to a method for painting a carrier 1 , which has a contour 17 , in particular a body part of an automobile, a lacquer 2 being applied to the carrier 1 , the lacquer 2 on the carrier 1 being partially exposed to an inert gas atmosphere 3 by gas concentration means 5 , the paint 2 located just under the inert gas atmosphere 3 is irradiated with UV radiation 4 from a light source 6 , the light source 6 and / or the gas concentration means being adaptable at least in sections to the contour 17 of the carrier 1 , and for carrying out the method suitable device.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aushärten von Lack zeichnet sich dadurch aus, dass der Lack teilbereichsweise von UV-Strahlung gehärtet wird, wobei der jeweils mit UV-Strahlung bestrahlte Lack von einer Inertgasatmosphäre geschützt wird. Bezugszeichenliste 1 Träger
2 Lack
3 Inertgasatmosphäre
4 Strahlung
5 Gaskonzentrationsmittel
6 Lichtquelle
7 Versorgungseinrichtung
8 Gaskonzentrationsraum
9 Positionierungsmittel
10 Regelung
11 Abstandssensor
12 Gaskonzentrationssensor
13 Fenster
14 erstes Vorwärmmittel
15 zweites Vorwärmmittel
16 Spalt
17 Kontur des Trägers 1
A Abstand des Gaskonzentrationsmittels 5 zum Träger 1
The method according to the invention and the device according to the invention for curing lacquer are distinguished in that the lacquer is partially cured by UV radiation, the lacquer irradiated with UV radiation in each case being protected from an inert gas atmosphere. REFERENCE NUMERALS 1 carrier
2 lacquer
3 inert gas atmosphere
4 radiation
5 gas concentration agents
6 light source
7 utilities
8 gas concentration room
9 positioning means
10 regulation
11 distance sensor
12 gas concentration sensor
13 windows
14 first preheater
15 second preheater
16 gap
17 contour of the carrier 1
A distance of the gas concentration means 5 to the carrier 1

Claims

1. A method for painting a carrier ( 1 ) which has a contour ( 17 ), in particular a body part of an automobile, comprising the following method steps:

- A lacquer ( 2 ) is applied to the carrier ( 1 );

- The lacquer ( 2 ) on the carrier ( 1 ) is exposed in some areas to an inert gas atmosphere ( 3 ) by gas concentration means ( 5 );

- The paint ( 2 ) located just under the inert gas atmosphere ( 3 ) is irradiated with UV radiation ( 4 ) from a light source ( 6 ), the light source ( 6 ) and / or the gas concentration means ( 5 ) at least in sections on the contour ( 17 ) of the carrier ( 1 ) is adaptable.

2. The method according to claim 1, characterized in that the inert gas flows in a laminar manner in the inert gas atmosphere ( 3 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the inert gas atmosphere ( 3 ) with the help of the gas concentration means ( 5 ) is essentially spatially limited to a gas concentration space ( 8 ).

4. The method according to claim 3, characterized in that a distance (A) of the gas concentration means ( 5 ) to the carrier ( 1 ) is controlled or regulated.

5. The method according to claim 4, characterized in that the distance (A) of the gas concentration means ( 5 ) to the carrier ( 1 ) is regulated depending on the concentration of the inert gas in the gas concentration space ( 8 ).

6. The method according to any one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that the flow rate of the inert gas used is controlled depending on the inert gas concentration in the gas concentration space ( 8 ).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 1 ) is heated, in particular to at least 80 ° C, preferably to at least 110 ° C, particularly preferably to at least 140 ° C.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the residual proportion of oxygen in the inert gas atmosphere ( 3 ) is less than 10%, in particular less than 7%, preferably less than 5%, particularly preferably less than 3%.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that nitrogen is used as the inert gas.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the inert gas is preheated, in particular by 40 ° C., preferably is preheated by 60 ° C, particularly preferably by 80 ° C.

11. The method according to claim 10, characterized in that the light source ( 6 ) heats the inert gas.

12. Device for curing paint ( 2 ) on a carrier ( 1 ) which has a contour ( 17 ), in particular paint on a body part of an automobile, with at least one light source ( 6 ) for UV radiation ( 4 ) and at least a gas concentration means ( 5 ) for inert gas, the light source ( 6 ) and / or the gas concentration means ( 5 ) being adaptable at least in sections to the contour ( 17 ) of the carrier ( 1 ), and with at least one supply device ( 7 ) for inert gas, wherein a gas concentration space ( 8 ) is formed between the light source ( 6 ) and the carrier ( 1 ) by the gas concentration means ( 5 ), which can be filled with inert gas with the aid of the supply device ( 7 ) and that of the light sources ( 6 ) with UV radiation can be illuminated.

13. The apparatus according to claim 12, characterized by positioning means ( 9 ) with which the light sources ( 6 ) and / or the gas concentration means ( 5 ) are movable.

14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized by a control ( 10 ) for controlling the respective distances (A) of the light sources ( 6 , 6 ') and / or the gas concentration means ( 5 ) from the carrier ( 1 ).

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the control ( 10 ) comprises a distance sensor ( 11 ) and / or a gas concentration sensor ( 12 ) for determining a gas concentration in the gas concentration space ( 8 ).

16. Device according to one of the preceding claims 12 to 15, characterized by a first preheating means ( 14 ) for preheating the carrier ( 1 ).

17. Device according to one of the preceding claims 12 to 16, characterized by a second preheating means ( 15 ) for preheating the inert gas.

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the second preheating means ( 15 ) is in thermal contact with the light source ( 6 ) for use of its waste heat.