DE19620781A1 - Oberflächenbehandlung, insbesondere kataphoretische Tauchbeschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Oberflächenbehandlungsverfahren, die mit einem Spülschritt verbunden sind, bereiten großtechnisch Probleme hinsichtlich der Verschleppung von Behandlungsflüssigkeit in das Abwasser und bezüglich des Einsatzes von Frischwasser. Aus diesem Grund wird versucht, auch zum Spülen im kreisgeführter Behandlungsflüssigkeit einzusetzen, wobei Spülwasser aus der Behandlungsflüssigkeit durch Ultrafiltration gewonnen wird. Das Ultrafiltrat, das von festen und höhermolekularen Beimengungen befreit ist, wird zu einer Spülstufe geführt um von dort mit den Spülrückständen zurück in die Behandlungsflüssigkeit zu fließen.

Dieses Prinzip ist nur insoweit geeignet, als die nachfolgende Behandlung des gespülten Gegenstandes hinsichtlich geringer Reste der Behandlungsflüssigkeit unkritisch ist. Sofern dies nicht der Fall ist, ist es notwendig, den Gegenstand mit Frischwasser, insbesondere voll entsalztem Wasser zu Spülen, wodurch erhebliche Abwassermengen entstehen, die zu ent­ sorgen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem auf den Einsatz von nicht in den Behandlungskreislauf integrierbarer Spülflüssigkeit möglichst weitgehend verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren gelöst mit dem kennzeich­ nenden Schritt des Anspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Oberfläche fester Gegenstände mit einer Behandlungsflüssigkeit benetzt, wobei vorzugsweise eine Oberflächenveränderung, wie bei­ spielsweise Beschichtung erfolgt. Die Behandlungsflüssigkeit ist derart, daß sie nach der Oberflächenbehandlung wieder zu entfernen ist. Das Verfahren ist vorteilhaft ein kontinuierli­ ches Verfahren, das heißt die zu benetzende Gegenstände werden in Form eines Bandes nacheinander der Oberflächenbehandlung unterzogen.

Vorzugsweise findet die Oberflächenbehandlung in einem Tauchbecken statt, so daß die zu behandelnde Oberfläche, insbesondere die gesamte Oberfläche des Gegenstandes sicher mit der Behandlungsflüssigkeit benetzt wird.

Zum Entfernen der Behandlungsflüssigkeit und ggf. loser Partikel von dem behandelten Gegenstand wird dieser in eine Spülzone geführt. Die Spülzone wird gespeist mit einem Ultrafiltrat der Behandlungsflüssigkeit, wobei feste Partikel und höhermolekulare Bestand­ teile mittels Ultrafiltration von der Behandlungsflüssigkeit abgetrennt und dieser wieder zu­ geführt werden und das verbleibende Ultrafiltrat anschließend noch zumindest zum Teil über einen Adsorber gefiltert wird. Der Adsorber hält noch in den Ultrafiltrat vorhandene nieder­ molekulare Bestandteile, wie beispielsweise Bindemittel zurück. Hierdurch wird erreicht, daß auf dem behandelten und gespülten festen Körper praktisch keine im weiteren Verfahren störenden Komponenten anhaften.

In der bevorzugten Ausführungsform, in der nur ein Teil des Ultrafiltrats über den Adsorber geschickt wird, wird der andere Teil zum Vorspülen des mit der Behandlungsflüssigkeit benetzten festen Gegenstandes benutzt. Hierdurch wird eine besonders ökonomische Pro­ zeßführung erreicht, da mit der adsorberbehandelten Flüssigkeit im wesentlichen nur noch die Komponenten von den Gegenständen abzuspülen sind, die von dem Adsorber zurück­ gehalten werden. Ebenso wie im Behandlungsbecken werden in einzelnen oder allen Spül­ schritten, insbesondere bei dem Spülschritt mit dem adsorberbehandelten Ultrafiltrat, die Gegenstände getaucht.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der kataphoretischen Beschichtung, insbesondere kataphoretischen Tauchbeschichtung eingesetzt, und insbesondere auch bei der Oberflächenbehandlung von Karosseriekörpern.

Das Spülen erfolgt vorzugsweise über eine Spülkaskade, bei der frische Spülflüssigkeit dem letzten Spülschritt zugeführt wird. Von dort gelangt die benutzte Spülflüssigkeit über eine oder mehrere Sprüh- und/oder Tauchstufen zu Vorspülkammern, um letztlich wieder der Behandlungsflüssigkeit zuzufließen. Hierdurch wird ein weitgehend geschlossener Kreislauf erreicht. Solche Spülkaskaden werden vorteilhaft für beide Teilströme des Ultrafiltrats (adsorberbehandelt und nicht adsorberbehandelt) eingesetzt.

Nach dem letzten Spülschritt schließt sich vorteilhaft eine Trockenstufe an, gewünschtenfalls ist auch sofort ein Benetzen des behandelten Gegenstandes mit einer von der Spülflüssig­ keit unterschiedlichen Flüssigkeit möglich. Durch das Spülen des behandelten Gegenstan­ des mit dem adsorberbehandelten Ultrafiltrat wird es möglich, auf allgemein übliche Spülstu­ fen mit nicht in den Behandlungsflüssigkeitskreislauf einbezogenen Flüssigkeiten, z. B. voll entsalztem Wasser, weitgehend und insbesondere vollständig zu verzichten. Hierdurch und ebenso durch die Möglichkeit, den Adsorber zu regenerieren wird erfindungsgemäß eine ökonomischere Prozeßführung erreicht.

Für den Adsorber kommt insbesondere Aktivkohle zum Einsatz, die beispielsweise durch Erhitzen und/oder auch durch Rückspülen (nach ein- oder mehrmaligem Rückspülen erfolgt eine Temperaturbehandlung < 300° C) regeneriert werden kann.

Ebenfalls als Adsorber können Eisenspäne, insbesondere -feilspäne eingesetzt werden. Auch diese haben eine sehr große Oberfläche mit aktiven Spitzen und Kanten, an denen sich das Bindemittel anlagern kann. Hierbei kommt entgegen, daß die üblicherweise ver­ wendeten Bindemittel eine hohe Affinität zu Eisen haben. Auch hier können die Eisen(feil)späne durch Rückspülen mit einem Lösemittel, insbesondere mit heißem Wasser, regeneriert werden, wobei das gewonnene Bindemittel wieder in den Prozeß rückgeführt werden kann.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit wässerigen Systemen eingesetzt, wodurch eine besonders umweltfreundliche Verfahrensführung möglich ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Beispiels und einer Figur näher beschrieben.

Die Figur zeigt eine kataphoretische Tauchlackierung.

In einer kataphoretischen Tauchlackierung (KTL) 1 durchfahren Karosserien 2a bis g entlang eines (nicht dargestellten) Bandes Stationen 3 bis 7. Das Band kann beispielsweise als För­ derband, Wagenkette und/oder auch als Deckenförderanlage ausgebildet sein, wobei je nach Station auch Kombinationen möglich sind. Die Doppelpfeile symbolisieren die Trans­ portrichtung des Bandes.

Eine vorgereinigte Karosserie 2a fährt in ein KTL-Tauchbecken 3 ein und taucht völlig unter (2b). Beim Herausfahren aus dem KTL-Tauchbecken 3 wird anhaftende KTL-Behandlungs­ flüssigkeit (incl. Lackpartikel) in einer Sprühanlage 8 abgespült. Während nachfolgende Karosserien in das KTL-Tauchbecken 3 einfahren, fährt die vorgereinigte Karosserie weiter in eine Position 2c einer ersten Spülstation, in der die Karosserie ebenfalls untertaucht und beim Herausfahren durch eine Sprühanlage 9 läuft. Dieser Vorgang wird in einer zweiten 5 und dritten 6 Spülstation mit Tauchbecken und Sprühanlagen 10 bzw. 11 wiederholt. Nach der dritten Spülstation 6 fährt die Karosserie in eine Position 2f eines KTL-Trockners 7, in dem die KTL-Beschichtung, beispielsweise bei 195°C, eingebrannt wird. Von dort gelangt die Karosserie zur Position 2g und weiteren Stationen, an denen Abdichtungen, Unterbo­ denschutz, Lackierungen etc. erfolgen. Gewünschtenfalls kann vor dem KTL-Trockner 7 noch eine Abblasstufe, bei der anhaftende Flüssigkeit mittels Luft abgeblasen wird, vorgese­ hen sein (bei 12). Nicht in den Kreislauf einbezogene Spülstufen, beispielsweise mit VE-Wasser, kommen hier nicht zum Einsatz.

Zur Gewinnung von Spülflüssigkeit wird dem KTL-Tauchbecken 3 KTL-Flüssigkeit (wässeriges System) entnommen 13 und einer Ultrafiltrationsanlage 14 zugeführt. Das hier­ bei anfallende Konzentrat 15, das auch Lackpartikel enthält, wird wieder dem KTL-Tauch­ becken 3 zugeführt. Das Ultrafiltrat 16 wird in einen ersten Teilstrom 17 und einen zweiten Teilstrom 18 unterteilt. Der erste Teilstrom 17 wird einem Adsorber 19 zugeführt, der mit für die Abwasserbehandlung geeigneter Aktivkohle 20 gefühlt ist. In dem Adsorber werden Bin­ demittel, die durch die Ultrafiltrationsmembran 21 nur teilweise zurückgehalten werden, angelagert. Das so von Bindemitteln weitgehend befreite Ultrafiltrat 22 wird der Sprühanlage 11 der dritten Spülstation 6 zugeführt und gelangt dort nach dem Ablaufen über die Karos­ serie 2e in das Tauchbecken. Entsprechend wird dem Tauchbecken der dritten Spülstation 6 Spülflüssigkeit entnommen 23 und entweder einer Vorspülstufe (nicht dargestellt), die als Kaskade geschaltet ist, oder der zweiten Spülstation 5 zugeführt, wobei das Zuführen in das Tauchbecken und/oder über die Sprühanlage 10 erfolgen 24 kann. Der zweiten Spülstation 5 wird in die Sprühanlage 10 auch der zweite Teilstrom 18 der Ultrafiltration zugeführt, der noch die Bindemittel enthält. Entsprechend dem Zufluß an Spülflüssigkeiten in die zweite Spülstation wird dem dortigen Tauchbecken Spülflüssigkeit entnommen 25 und direkt oder über die Sprühanlage 9 in das Becken der ersten Spülstation 4 eingebracht. Von dort gelangt die Spülflüssigkeit 26 wieder über die Sprühanlage 8 und/oder direkt in das KTL-Tauchbecken 3. Je nach erforderlichem Reinigungsaufwand können für die unterschiedli­ chen Teilströme (17 oder 18) unterschiedliche Zahlen an Spülkaskadenstufen vorgesehen werden. Üblicherweise wird der erste Teilstrom 17 so gering wie möglich gewählt, um den Regenerierungsaufwand des Adsorbers 19 gering zu halten. Vorteilhaft beträgt der erste Teilstrom 17 5% bis 50% und insbesondere 10% bis 30% vom Ultrafiltrat 16.

Je nach Art des Bindemittels erfolgt die Regenerierung des Adsorbers bzw. der Aktivkohle 20 durch Austausch derselben und Erhitzen auf beispielsweise 600°C bis 900°C oder - besonders vorteilhaft - durch Rückspülen 27 des Adsorbers 19, wobei die hier gelösten adsorbierten Bestandteile (hier: Bindemittel) 28 vorteilhaft wieder dem KTL-Tauchbecken 3 zugeführt werden. Bei dem verwendeten wässerigen System kann das Rückspülen 27 bei­ spielsweise mit heißem Wasser erfolgen, wobei hierdurch auch Wasserverluste, z. B. durch anhaftendes Spülwasser beim Austrag der Karosserie 2e aus der dritten Spülstation 6, aus­ geglichen werden können.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein oder kaum Abwasser anfällt, können grö­ ßere Spülwassermengen eingesetzt werden, wodurch eine bessere Spülung der Gegen­ stände erreicht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß anstatt von Frischwasser (VE-Wasser) adsorbergereinigtes Ultrafiltrat eingesetzt wird. Durch die bessere Reinigung wird bei der späteren Behandlung des Gegenstandes eine Prozeßopitmierung erreicht, beispielsweise treten bei der Beschichtung (KTL) weniger störende Läufer auf. Neben der Reduzierung der Abwassermenge wird entsprechend auch eine Reduzierung der Umweltbelastung erreicht.

Claims (12)

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung fester Gegenstände mit den Schritten:

• - Behandeln eines festen Gegenstandes durch Benetzen der Oberfläche des festen Gegenstandes mit einer Behandlungsflüssigkeit,
• - Ultrafiltrieren der Behandlungsflüssigkeit unter Erhalt eines Konzentrats und eines Ultrafiltrats,
• - Rückführen des Konzentrats in die Behandlungsflüssigkeit zum Behandeln des festen Gegenstandes und/oder eines nachfolgenden festen Gegenstandes,
• - Entnehmen des festen Gegenstandes mit durch Behandlungsflüssigkeit benetzter Oberfläche aus der Behandlung,
• - Spülen der Oberfläche des aus der Behandlungsflüssigkeit entnommenen festen Gegenstandes mit dem Ultrafiltrat, gekennzeichnet durch den Schritt:
• - Filtern des Ultrafiltrats vor dem Spülen über einen Adsorber.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung ein Beschichten, insbesondere ein kataphoretisches Beschichten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Benetzen ein Tauchen umfaßt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülen über eine Spülkaskade erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des Ultrafiltrats über den Adsorber gefiltert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer Teil des Ultrafiltrats, insbesondere der verbleibende Teil, stromabwärts in die Spülkaskade ein­ gebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Gegenstände Karosserien und/oder Teile derselben sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spülen ein Trocknen oder ein Benetzen mit einer anderen Flüssigkeit als einer Spülflüssigkeit erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorber Aktivkohle oder aus Eisenspänen ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorber regeneriert wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Benetzen und Spülen mit wässerigem System erfolgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorber ein Bindemittel aus dem Ultrafiltrat aufnimmt.