DE19518817A1 - Verfahren zum Beschichten von bewegten Bändern, insbesondere von Metallbändern, und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Beschichten von bewegten Bändern, insbesondere von Metallbändern, und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Anton Schmitz
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Fried Krupp AG Hoesch Krupp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C19/00—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces
    • B05C19/06—Storage, supply or control of the application of particulate material; Recovery of excess particulate material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/12—Applying particulate materials

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von bewegten Bändern, insbesondere von Metallbändern, mittels eines Pulvers, beispielsweise mittels eines Lackpulvers. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bekannt ist das Beschichten von Bändern mittels eines Sprüh- oder eines Tauchverfahrens. Diese bekannten Verfahren weisen hinsichtlich der Genauigkeit und der Gleichmäßigkeit der Schichtdicken sowie hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Beschichtungseinrichtungen erhebliche Mängel auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine gewünschte Genauigkeit und Gleichmäßigkeit der Schichtdicke innerhalb enger Grenzen eingehalten werden kann und das während des Beschichtungsvorgangs eine hohe Bandgeschwindigkeit erlaubt.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin,
  • - daß das Pulver auf eine mit einer gerasterten Oberfläche versehene Dosierwalze oder in ein über die Dosierwalze geführtes Gitterband auf- bzw. eingebracht wird, wobei die Dosierwalze und/oder das Gitterband vorzugsweise in gleicher Richtung bewegt wird, wie das zu beschichtende Band,
  • - daß sodann überschüssiges Pulver von der Dosierwalze bzw. von dem Gitterband abgestreift wird
  • - und daß schließlich das auf der Oberfläche der Dosierwalze bzw. im Gitterband verbliebene Pulver auf das mit Abstand von der Dosierwalze bzw. des Gitterbandes verlaufende zu beschichtende Band abgestoßen wird.
Durch die sich in Richtung des zu beschichtenden Bandes bewegende Dosierwalze bzw. des sich in Richtung des zu beschichtenden Bandes bewegenden Gitterbandes kann die Geschwindigkeit des zu beschichtenden Bandes wesentlich größer gewählt werden, als dies bei bekannten Verfahren möglich ist. Ferner erfüllt das erfindungsgemäße Verfahren hohe Ansprüche an Gleichmäßigkeit und Genauigkeit der Schichtdicke.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Beschichtung eines Bandes, insbesondere eines Metallbandes, mit Lackpulver, also zur Pulverlackierung in Bandlackieranlagen. Bei Verwendung lösungsmittelfreier Beschichtungsstoffe, wie des Lackpulvers, reduzieren sich die Kosten für Energie, Reinigungsmittel und Reststoffentsorgung. Darüber hinaus verringert sich sehr wesentlich die Umweltbelastung.
Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen somit sowohl bei der Produktqualität als auch im Bereich der Ökonomie und der Ökologie.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in bestehenden Bandbeschichtungsanlagen - nach Vornahme geringfügiger Ein­ und/oder Umbauten - durchgeführt werden.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mit einem luftdurchlässig ausgebildeten Mantel versehene Dosierwalze in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit bewegt, wie das zu beschichtende Band. Dies ermöglicht die Erzielung einer besonders gleichmäßigen und genauen Schichtdicke.
Das gleiche Ergebnis wird erzielt mit einem derart ausgestalteten Verfahren, daß die Dosierwalze, über die ein sich mit dieser bewegendes Gitterband geführt ist, in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit bewegt wird, wie das zu beschichtende Band.
Es kann aber auch die Dosierwalze undrehbar gelagert und über die Dosierwalze ein Gitterband geführt sein, das in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit bewegt wird, wie das zu beschichtende Band.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aufbringen des Pulvers auf die gerasterte Oberfläche der Dosierwalze bzw. auf das Gitterband durch Eintauchen der Dosierwalze bzw. des Gitterbandes in ein Pulverwirbelbad oder durch Aufsprühen des Pulvers auf die Dosierwalze bzw. auf das Gitterband. Dies ermöglicht - zusammen mit der gerasterten Oberfläche der Dosierwalze - eine genaue Dosierung des Pulvers.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Abstoßen des Pulvers auf das zu beschichtende Band mittels Luftdruck oder mittels Ultraschall erfolgt. Hierdurch wird eine Berührung irgendwelcher Teile mit dem zu beschichtenden Band vermieden. Um eine besonders gute Haftung des Pulvers auf das zu beschichtende Band zu erzielen, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Pulver vor dem Aufbringen auf die Dosierwalze elektrostatisch aufgeladen. Die positiv elektrostatisch geladenen Pulverteilchen haften fest auf dem Metallband an.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu beschichtende Band vor dem Aufbringen des Pulvers erwärmt. In diesem Falle erfolgt ein Aufschmelzen der Pulverteilchen auf das erwärmte Band.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dahingehend abgewandelt werden, daß das Pulver von der Dosierwalze bzw. von dem Gitterband zunächst auf eine Hilfswalze übertragen und erst dann von der Hilfswalze, durch Berührung der Hilfswalze mit dem zu beschichtenden Band, auf dieses aufgebracht wird. Eine derartige indirekte Beschichtung kann in manchen Fällen vorteilhaft sein.
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch erzielt, daß die Geschwindigkeit der Dosierwalze und/oder des Gitterbandes sowie die Geschwindigkeit des zu beschichtenden Bandes regelbar sind. Hierdurch kann insbesondere die Dicke der Beschichtung beeinflußt werden.
Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist so gestaltet,
  • - daß eine feststehende oder eine sich in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit wie das zu beschichtende Band bewegende Dosierwalze eine gerasterte Oberfläche aufweist oder mit einem auf die Dosierwalze aufgebrachtem oder mit der Dosierwalze umlaufenden Gitterband versehen ist,
  • - daß an der Dosierwalze bzw. an dem Gitterband ein Abstreifer anliegt
  • - und daß oberhalb des zu beschichtenden Bandes mindestens eine Luftdüse oder mindestens ein Ultraschall-angeregtes Metall derart angeordnet ist, daß das Pulver mittels der Luftdüse bzw. mittels des Ultraschall-angeregten Metalls auf das mit Abstand von der Dosierwalze bzw. des Gitterbandes verlaufende zu beschichtende Band abgestoßen wird.
In Ausgestaltung der Einrichtung steht mit der Dosierwalze ein Pulverwirbelbad in Verbindung, derart, daß die Dosierwalze bzw. das auf die Dosierwalze aufgebrachte bzw. mit der Dosierwalze umlaufende Gitterband in das Pulverwirbelbad eintaucht.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Einrichtung ist neben oder unter der Dosierwalze ein mit einer Sprühpistole versehener Pulverbehälter angeordnet, derart, daß die Sprühpistole auf das zu beschichtende Band gerichtet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine erste Beschichtungseinrichtung, bei der der Mantel der Dosierwalze eine gerasterte Oberfläche aufweist und drehbar ist und bei der das Abstoßen des Pulvers mittels einer Luftdüse erfolgt;
Fig. 2 eine zweite Beschichtungseinrichtung, bei der über die drehbare Dosierwalze ein mitlaufendes Gitterband geführt ist und bei der das Abstoßen des Pulvers ebenfalls mittels einer Luftdüse erfolgt;
Fig. 3 eine der zweiten Beschichtungseinrichtung entsprechende dritte Beschichtungseinrichtung, bei der aber das Abstoßen des Pulvers mittels einem Ultraschall­ angeregten Metall erfolgt;
Fig. 4 eine vierte Beschichtungseinrichtung, bei der die Dosierwalze undrehbar ist und bei der über die Dosierwalze ein umlaufendes Gitterband geführt ist;
Fig. 5 eine der vierten Beschichtungseinrichtung entsprechende fünfte Beschichtungseinrichtung in einfacherer Ausführung.
Die in Fig. 1 dargestellte Beschichtungseinrichtung besteht aus einer Dosierwalze 1, deren mit einer Rasterung versehener Mantel 1M um den feststehenden Kern 1K der Dosierwalze 1 drehbar ist, und aus einem Pulverwirbelbett 2 bzw. einer Sprühkammer. Durch das Eintauchen der Dosierwalze 1 in das Pulverwirbelbett 2 bzw. in eine Sprühkammer wird die Rasterung des Mantels 1M mit Pulver versehen. Der Mantel 1M ist aus einem luftdurchlässigen Werkstoff gebildet, wie er bei metallenen Luftfiltereinsätzen verwendet wird. Die auf der Oberfläche des Mantels 1M vorgesehene Rasterung kann durch ein auf die glatt geschliffene Oberfläche aufgebrachtes Gitter aus Metall oder Kunststoff gebildet sein. Die Drehrichtung des Mantels 1M ist durch einen Pfeil angedeutet. In dem Kern 1K der Dosierwalze 1 ist eine Luftkammer 1L vorgesehen, die mit einer Luftdüse 3 versehen ist, die als Blasschlitz ausgebildet sein kann. Das von der Dosierwalze 1 beim Durchlaufen des Pulverwirbelbetts 2 aufgenommene Pulver, dessen überschüssiger Teil von einem Abstreifer 4 abgestreift worden ist, wird durch die aus der Luftdüse 3 austretende Luft auf das zu beschichtende Band 5 abgestoßen. Eine in Drehrichtung hinter der Luftdüse 3 angeordnete Absaugung 6 entfernt etwa auf der Dosierwalze 1 zurückgebliebenes Pulver.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Beschichtungseinrichtung bewegen sich die Dosierwalze 1 und das zu beschichtende Band 5 - wie durch Pfeile angedeutet ist - in gleicher Richtung. Dabei ist über die Dosierwalze 1 ein mitlaufendes Gitterband 7 geführt. In diesem Falle nimmt beim Durchlaufen des Pulverwirbelbetts 2 oder eines Pulverbehälters das Gitterband 7 das Pulver auf, wobei dessen überschüssiger Teil ebenfalls von einem Abstreifer 4 abgestreift wird. Zum Abstoßen des Pulvers auf das zu beschichtende Band 5 dient eine Luftdüse 8, die oberhalb des zu beschichtenden Bandes 5 angeordnet ist. Eine in Bewegungsrichtung hinter der Luftdüse 8 angeordnete Absaugung 6 entfernt etwa auf dem Gitterband 7 zurückgebliebenes Pulver. Eine weitere Absaugung 6′ ist an der Zuführtrommel 9 für das zu beschichtende Band 5 angebracht.
Fig. 3 zeigt eine Beschichtungseinrichtung, bei der zum Abstoßen des Pulvers auf das zu beschichtende Band 5 ein Ultraschall-angeregtes Metall 10 über dem zu beschichtenden Band 5 angeordnet ist.
In Fig. 4 ist eine Beschichtungseinrichtung dargestellt, bei der um die nichtdrehbare Dosierwalze 1 ein umlaufendes Gitterband 7 geführt ist. Auch in diesem Falle nimmt beim Durchlaufen des Pulverwirbelbetts 2 oder eines Pulverbehälters das Gitterband 7 das Pulver auf. Das Pulver kann aber auch mittels einer Sprühpistole 11 auf das Gitterband 7 aufgebracht werden. In der Dosierwalze 1 befindet sich eine Luftkammer 1L, aus der mittels einer Blasdüse 12 das Pulver aus dem Gitterband 7 auf das zu beschichtende Band 5 abgestoßen wird.
Eine besonders einfache Ausführungsform einer Beschichtungseinrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Falle ist ein Pulverwirbelbett 2 oder ein Pulverbehälter unterhalb der Dosierwalze 1 angeordnet. Wie bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt beim Durchlaufen des Pulverwirbelbetts 2 oder eines Pulverbehälters das Gitterband 7 das Pulver auf und wird mittels einer an einer Luftkammer 1L angeschlossenen Blasdüse 12 das Pulver aus dem Gitterband 7 auf das zu beschichtende Band 5 abgestoßen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Beschichten von bewegten Bändern, insbesondere von Metallbändern, mittels eines Pulvers, beispielsweise mittels eines Lackpulvers, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Pulver auf eine mit einer gerasterten Oberfläche versehene Dosierwalze (1) oder in ein über die Dosierwalze (1) geführtes Gitterband (7) auf­ bzw. eingebracht wird, wobei die Dosierwalze (1) und/oder das Gitterband (7) in vorzugsweise gleicher Richtung bewegt wird, wie das zu beschichtende Band (5),
  • - daß sodann überschüssiges Pulver von der Dosierwalze (1) bzw. von dem Gitterband (7) abgestreift wird,
  • - und daß schließlich das auf der Oberfläche der Dosierwalze (1) bzw. im Gitterband (7) verbliebene Pulver auf das mit Abstand von der Dosierwalze (1) bzw. des Gitterbandes (7) verlaufende zu beschichtende Band (5) abgestoßen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem luftdurchlässig ausgebildeten Mantel (1M) versehene Dosierwalze (1) in gleicher Richtung und vorzugsweise mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wird, wie das zu beschichtende Band (5).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwalze (1), über die ein sich mit dieser bewegendes Gitterband (7) geführt ist, in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit bewegt wird, wie das zu beschichtende Band (5).
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwalze (1) undrehbar gelagert und über die Dosierwalze (1) ein Gitterband (7) geführt ist, das in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit bewegt wird, wie das zu beschichtende Band (5).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Pulvers auf die gerasterte Oberfläche der Dosierwalze (1) bzw. auf das Gitterband (7) durch Eintauchen der Dosierwalze (1) bzw. des Gitterbandes (7) in ein Pulverwirbelbad (2) oder durch Aufsprühen des Pulvers auf die Dosierwalze (1) bzw. auf das Gitterband (7) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstoßen des Pulvers auf das zu beschichtende Band (5) mittels Luftdruck erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstoßen des Pulvers auf das zu beschichtende Band (5) mittels Ultraschall erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver vor dem Aufbringen auf die Dosierwalze (1) elektrostatisch aufgeladen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschichtende Band (5) vor dem Aufbringen des Pulvers erwärmt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver von der Dosierwalze (1) bzw. von dem Gitterband (7) zunächst auf eine Hilfswalze übertragen und erst dann von der Hilfswalze, durch Berührung der Hilfswalze mit dem zu beschichtenden Band (5), auf dieses aufgebracht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Dosierwalze (1) und/oder des Gitterbandes (7) sowie die Geschwindigkeit des zu beschichtenden Bandes (5) regelbar sind.
12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine feststehende oder eine sich in gleicher Richtung und mit vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit wie das zu beschichtende Band (5) bewegende Dosierwalze (1) eine gerasterte Oberfläche aufweist oder mit einem auf die Dosierwalze (1) aufgebrachtem oder mit der Dosierwalze (1) umlaufenden Gitterband (7) versehen ist,
  • - daß an der Dosierwalze (1) bzw. an dem Gitterband (7) ein Abstreifer (4) anliegt
  • - und daß oberhalb des zu beschichtenden Bandes (5) mindestens eine Luftdüse (8) oder mindestens ein Ultraschall-angeregtes Metall (10) derart angeordnet ist, daß das Pulver mittels der Luftdüse (8) bzw. mittels des Ultraschall-angeregten Metalls (10) auf das mit Abstand von der Dosierwalze (1) bzw. des Gitterbandes (7) verlaufende zu beschichtende Band (5) abgestoßen wird.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Dosierwalze (1) ein Pulverwirbelbad (2) in Verbindung steht, derart, daß die Dosierwalze (1) bzw. das auf die Dosierwalze (1) aufgebrachte bzw. mit der Dosierwalze (1) umlaufende Gitterband (7) in das Pulverwirbelbad (2) eintaucht.
14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß neben oder unter der Dosierwalze (1) ein mit einer Sprühpistole (11) versehener Pulverbehälter (2) angeordnet ist, derart, daß die Sprühpistole (11) auf das zu beschichtende Band (5) gerichtet ist.
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