DE19515002A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lackpulver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lackpulver, bei welchem die Lackrohstoffe zusammendisper­ giert und zu Pulver verarbeitet werden, und eine Vorrich­ tung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei bisher bekannten gängigen Verfahren zur Pulverlackher­ stellung werden die festen Bindemittel (z. B. Epoxid-, Poly­ urethan-, Polyesterharze) mit Pigmenten, Füllstoffen, Här­ tern, Additiven, z. B. in Mischern, vermischt. Das Gemenge gelangt anschließend über eine Dosiervorrichtung in einen Extruder, in dem das Material bei Temperaturen, die ober­ halb des Erweichungspunktes des Bindemittels und unterhalb der Ansprungstemperatur des Härters liegen, aufgeschmolzen und homogenisiert wird. Das extrudierte pastöse Material wird nach Austritt aus der Extruderdüse mit Walzen auf zwei bis drei Millimeter Schichtstärke ausgewalzt und über ein gekühltes Band einem Zerhacker (Daumenbrecher) zugeführt, der die erkaltete Masse auf Chipsform zerkleinert. Nach Feinmalen der Chips in einer Prallmühle wird das Pulver abgesiebt. Der fertige Pulverlack kann anschließend elektrostatisch auf einen zu beschichtenden Gegenstand auf­ gebracht werden.

Das bekannte Herstellungsverfahren weist eine Vielzahl von Nachteilen auf. So ist zunächst eine ausgesprochen aufwen­ dige Anlage erforderlich, die Siebeinrichtungen, einen ge­ eigneten Extruder sowie verschiedene Zerkleinerungseinrich­ tungen benötigt. Darüber hinaus ist von besonderem Nach­ teil, daß es nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich ist, eine weitgehend homogene Teilchengröße beim fertigen Produkt einzustellen, was jedoch von Vorteil ist, um eine Aufbringung homogener dünner Lackschichten auf den zu be­ schichtenden Gegenstand zu erreichen. Von weiterem Nachteil ist, daß herstellungsbedingt bisher nur bestimmte Rohstoffe zur Herstellung von Lackpulver einsetzbar sind, nämlich solche, welche sich im Extruder verarbeiten lassen. Eine Vielzahl von bekannten Naßlackkomponenten können bisher für Lackpulver nicht verwendet werden, wodurch der Einsatzbe­ reich von Pulverlack entsprechend eingeschränkt ist. Nach­ teilig ist darüber hinaus bei dem bekannten Herstellungs­ verfahren, daß es sehr schwierig ist, den gewünschten Farb­ ton einzustellen, und es praktisch unmöglich ist, bei einer laufenden Charge den gewünschten Farbton nachträglich zu korrigieren, so daß es häufig zu Fehlchargen kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Lösung zu schaf­ fen, mit der die Herstellung von Pulverlack wesentlich ver­ einfacht und verbessert werden kann, um Lackpulver mit bes­ seren Eigenschaften zu erhalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be­ zeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lackrohstoffe in Lösungsmittel gelöst und dispergiert wer­ den, und daß die entstehende Naßlackmischung anschließend mittels eines heißen Gases sprühgetrocknet und zerstäubt wird und das zerstäubte Lackpulver dann abgezogen und ge­ sammelt wird.

Auf diese Weise wird erkennbar gegenüber den bekannten auf­ wendigen Verfahren mit Extruder und Zerkleinerungseinrich­ tungen eine wesentlich einfachere und verbesserte Verfah­ rensführung zur Verfügung gestellt, zu der in erster Linie lediglich eine geeignete Sprühtrocknungseinrichtung erfor­ derlich ist, welche grundsätzlich für andere Anwendungs­ zwecke seit langem bekannt ist. Durch diese Verfahrensfüh­ rung ist es bei relativ geringem Aufwand grundsätzlich mög­ lich, daß derzeit bestehende Naßlackproduktionsstätten auch zur Lackpulverproduktion erweitert bzw. ergänzt werden kön­ nen, so daß die Lackpulverherstellung nicht, wie bisher, auf einige spezielle Hersteller beschränkt ist. Mit dieser Verfahrensführung wird ein weitgehend homogenes Lackpulver­ produkt erreicht, da durch die Sprühtrocknung eine kugelige Teilchenform mit nahezu gleicher Korngröße von z. B. 40 bis 50 µm entsteht. Dies ermöglicht es, ggf. nach einer zusätz­ lichen Feinsiebung, homogene und dünne Schichten auf den zu beschichtenden Körper aufzubringen.

Von wesentlichem weiteren Vorteil ist darüber hinaus, daß die Rohstoffe gegenüber dem bekannten Extrusionsverfahren durch die Lösung und Dispergierung im Lösungsmittel wesent­ lich besser ausgenutzt werden können, und daß auch der ge­ wünschte Farbton wesentlich besser und mit hoher Präzision eingestellt und ggf. nachkorrigiert werden kann. Dadurch lassen sich Rezepturen wesentlich einfacher und besser re­ produzieren. Da gegenüber dem Extrusionsverfahren nur eine geringe Temperaturbelastung beim Sprühtrocknen (Ver­ dampfungstemperatur des Lösungsmittels) entsteht, verbes­ sern sich entsprechend die Verlaufs- und Vernetzungseigen­ schaften des Endproduktes.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das zer­ stäubte Lackpulver nach der Sprühtrocknung nachgetrocknet wird. Eine solche Nachtrocknung, beispielsweise in einem fluidisierten Behälter, ist dann vorzusehen, wenn der ge­ wünschte Trocknungsgrad durch die Sprühtrocknung allein noch nicht erreicht wird.

Um die Sicherheit der Kornverteilung des Lackpulverproduk­ tes zu erhöhen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß nach der Trocknung das zerstäubte Lackpulver gesiebt wird.

Gleichfalls kann vorgesehen sein, daß die Naßlackmischung vor der Sprühtrocknung gesiebt wird.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß das Lösungsmittel aus dem bei der Sprühtrocknung entstandenen Gemisch aus Lösungsmit­ tel und heißem Gas abgetrennt und zurückgewonnen wird. Das Lösungsmittel kann dann wiederverwendet werden, wobei es vorzugsweise durch Kondensation abgetrennt wird. Alternativ ist es auch möglich, daß es zur Erhitzung des Sprühtrock­ nungsgases verbrannt wird.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß als Gas zum Sprüh­ trocknen heiße Luft verwendet wird. Die Temperatur der ver­ wendeten Luft ist dabei entsprechend auf das jeweilige Lö­ sungsmittel abzustimmen, um sicher zu gewährleisten, daß dieses bei der Sprühtrocknung verdampft.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfin­ dung auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbe­ schriebenen Verfahrens vor, die durch einen turmförmigen Trocknungsbehälter mit einer Zerstäubungseinrichtung mit Gaszufuhr, einer Gasaustrittsöffnung und einer Produktaus­ trittsöffnung sowie durch einen dem Trocknungsbehälter nachgeschalteten Sammel- bzw. Abfüllbehälter gekennzeichnet ist.

Erkennbar ist eine solche Vorrichtung gegenüber bekannten Anlagen konstruktiv wesentlich einfacher, es werden keine aufwendigen Extruder und keine Zerkleinerungseinrichtungen benötigt.

Es kann vorgesehen sein, daß zwischen dem Trocknungsbehäl­ ter und dem Sammel- bzw. Abfüllbehälter eine weitere Trock­ nungseinrichtung angeordnet ist, welche beispielsweise als fluidisierter Behälter ausgebildet sein kann, durch welchen ein heißes Trocknungsgas geleitet wird.

Um eine Schutzsiebung des fertigen Produktes vornehmen zu können, kann vorgesehen sein, daß vor dem Sammel- bzw. Ab­ füllbehälter eine Siebeinrichtung angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus vorgesehen, daß der Trocknungsbehälter mit einer auswechselbaren Ausklei­ dung ausgerüstet ist. Hier kann beispielsweise eine lö­ sungsmittelbeständige Folie eingesetzt werden, durch deren Austausch es auf einfache Weise möglich ist, einen schnel­ len Farbwechsel bei der Lackpulverherstellung durchzufüh­ ren.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist zunächst einen Vor­ ratsbehälter 1 auf. Dieser Vorratsbehälter 1 ist mit einer Förderpumpe 2 ausgerüstet, welche mit einer Leitung 3 ver­ bunden ist. Diese Leitung 3 mündet in einen turmförmigen Trocknungsbehälter 4, und zwar am Kopf desselben, an wel­ chem mehrere mit 5 angedeutete Zerstäubungsdüsen angeordnet sind. Neben der Leitung 3 mündet in diese Zerstäubungsdüsen 5 auch eine Heißluftzuführungsleitung 6. An dem Trocknungs­ behälter 4 ist eine Gasaustrittsöffnung mit Gasabführlei­ tung 7 vorgesehen sowie am Fuße des in diesem Bereich vor­ zugsweise trichterförmig gestalteten Behälters 4 eine Lack­ pulverproduktaustrittsöffnung 8. Unterhalb der Austritts­ öffnung 8 ist eine weitere Trocknungseinrichtung 9 vorgese­ hen, welche beispielsweise als fluidisierter Behälter aus­ gebildet sein kann. Diesem Behälter wird aus einem Lufter­ hitzer 10 erhitzte Luft zugeführt, was durch den Pfeil 11 angedeutet ist. Die Trocknungseinrichtung 9 ist darüber hinaus mit einer Pulverpumpe 12 ausgerüstet, welche über eine Leitung 13 aus der Trocknungseinrichtung 9 Pulverpro­ dukt durch eine Siebeinrichtung 14 in einen Sammel- bzw. Abfüllbehälter 15 fördert.

Der Verfahrensablauf ist der folgende:
Zur Herstellung des Lackpulvers wird zunächst in der ge­ wünschten Viskosität der Flüssiglack in den Vorratsbehälter 1 eingegeben. Als Beispiel für die Bestandteile des Flüs­ siglacks kommen Harze (z. B. Polyester, Epoxidharz), Pigmen­ te (z. B. Titandioxid), Füllstoffe (z. B. Bariumsulfat) und Additive (z. B. Verlaufsmittel, Netzmittel) in Betracht. Au­ ßerdem enthält die Mischung in dem Behälter 1 wenigstens ein geeignetes Lösungsmittel (z. B. MEK-Methylethylketon). Die einzelnen Rohstoffe sind in dem Bindemittel disper­ giert, so daß eine Art Flüssiglack entsteht. Dieser Flüs­ siglack wird ggf. gesiebt und auf die erforderliche Visko­ sität zur Sprühtrocknung eingestellt.

Der Flüssiglack wird dann mit Unterstützung von heißer Luft zerstäubend über die Sprühdüsen 5 im turmförmigen Trock­ nungsbehälter 4 trocknend versprüht. Dabei entsteht eine Teilchengröße der Pulverlackteilchen von etwa 40 bis 50 µm, wobei aufgrund dieser Sprühtrocknung nahezu kugelförmige Teilchen entstehen. Bei dieser Sprühtrocknung verdampft das Lösungsmittel und wird zusammen mit der heißen Luft, die sich entlang des Durchtrittsweges durch den Behälter 4 ab­ kühlt, über die Leitung 7 entnommen, welche beispielsweise in einen Kondensator oder dgl., der nicht dargestellt ist, münden kann, in welcher das Lösungsmittel ggf. zurückgewon­ nen und nachfolgend wieder eingesetzt wird.

Die kugelförmigen Pulverlackteilchen gelangen über den trichterförmigen Austritt 8 in die Nachtrocknung in der Trocknungseinrichtung 9. Von hier werden sie dann über die Förderpumpe 12 und die Leitung 13 erforderlichenfalls durch die Siebeinrichtung 14 gefördert und dann in den Behälter 15 abgefüllt.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Aus­ führungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlas­ sen. So kann ggf. auch auf eine Siebung ganz verzichtet werden und abhängig vom erforderlichen Trocknungsgrad ist auch nicht unbedingt die zusätzliche Trocknungseinrichtung 9 erforderlich.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Lackpulver, bei welchem die Lackrohstoffe zusammendispergiert und zu Pulver verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackrohstoffe in Lösungsmittel gelöst und disper­ giert werden, und daß die entstehende Naßlackmischung an­ schließend mittels eines heißen Gases sprühgetrocknet und zerstäubt wird und das zerstäubte Lackpulver dann abgezogen und gesammelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zerstäubte Lackpulver nach der Sprühtrocknung nach­ getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Trocknung das zerstäubte Lackpulver gesiebt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Naßlackmischung vor der Sprühtrocknung gesiebt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus dem bei der Sprühtrocknung ent­ standenen Gemisch aus Lösungsmittel und heißem Gas abge­ trennt und zurückgewonnen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas zum Sprühtrocknen heiße Luft verwendet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch einen turmförmigen Trocknungsbehälter (4) mit einer Zer­ stäubungseinrichtung (5) mit Gaszufuhr (6), einer Gasaus­ trittsöffnung (7) und einer Produktaustrittsöffnung (8) so­ wie durch einen dem Trocknungsbehälter (4) nachgeschalteten Sammel- bzw. Abfüllbehälter (15).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trocknungsbehälter (4) und dem Sammel- bzw. Abfüllbehälter (15) eine weitere Trocknungseinrichtung (9) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Sammel- bzw. Abfüllbehälter (15) eine Siebein­ richtung (14) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknungsbehälter (4) mit einer auswechselbaren Auskleidung ausgerüstet ist.