DE19636221A1 - Sprühdose - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sprühdose, insbesondere für Lacke
und Lackiervorbereitungsmaterialien - beides nachfolgend kurz
"Lackmaterial" genannt -, wobei die Sprühdose mit Treibmittel,
insbesondere Treibgas, unter Druck gesetzt wird, wodurch das
Lackmaterial bei Öffnen eines Ventils versprüht werden kann.
Derartige Sprühdosen sind seit vielen Jahren für unter
schiedlichste Anwendungsbereiche und für unterschiedlichste
zu versprühende Materialien bekannt und werden insbesondere
für den Haushalt sowie den Heimwerkerbereich in Millionen
Stückzahlen vertrieben. Sprühdosen für Lacke und Lackiervor
bereitungsmaterialien werden überwiegend im Do-it-yourself-
Bereich verwendet. Im handwerklichen Bereich oder in der
industriellen Serienlackierung erfolgt die Beschichtung
überlicherweise durch Druckluft-, Airless-, luftunterstützte
Airless- oder elektrostatische Zerstäubung. Insbesondere in
der handwerklichen oder industriellen Autoreparatur-Lackie
rung werden entweder Niederdruck-Farbspritzgeräte oder
Hochdruck-Farbspritzgeräte verwendet; die weiteren oben
genannten Verfahren nur in geringem Maße. Bei dem Hochdruck-
Spritzen handelt es sich um das am meisten verbreitete
Lackierverfahren. Auch wenn dabei die Qualität der Oberfläche
bei der Serienlackierung in der Automobil-Industrie oder bei
Reparaturlackierungen den gewünschten Anforderungen ent
spricht, muß bedacht werden, daß dieses Lackierverfahren den
größten "Overspray" hat und nur einen Auftragswirkungsgrad von
etwa 30% bis 50% erreicht.
Während beim Hochdruck-Spritzen die Druckluft-Zerstäubung mit
Drücken von 1,5 bis 5 bar erfolgt, erfolgt die Zerstäubung des
Lackmaterials beim Niederdruck-Spritzen bei Drücken im Bereich
von 0,7 bis 1,0 bar. Dieses Niederdruck-Spritzverfahren
benötigt hohe Luftvolumina, die u. a. mit Gebläsen erzeugt
werden. Da in bestimmten Staaten der U.S.A. für Farbspritz
arbeiten der Zerstäuberdruck auf 0,7 bar begrenzt sein muß und
gleichzeitig ein Auftragswirkungsgrad von mindestens 65%
gefordert wird, wurden in jüngster Zeit Farbspritzgeräte
entwickelt, die unter der Bezeichnung HVLP (= High Volume Low
Pressure) auf den Markt gebracht wurden. Gegenüber der
konventionellen Druckluftzerstäubung mit 3,5 bis 4 bar hat das
Niederdruck-Spritzen den Vorteil, daß Farbnebel ("Overspray")
weitgehend vermieden werden und damit eine hohe Material
ausbeute sowie ein wesentlich verbesserter Auftragswirkungs
grad erzielt wird.
Herkömmliche Sprühdosen werden wegen ihrer geringen Lackaus
bringmenge und dem stark ungleichmäßigen Lackauftrag von
professionellen Anwendern wie Autoreparaturwerkstätten oder
in der industriellen Serienlackierung nur in sehr geringem
Umfang verwendet, sondern vorwiegend im Do-it-yourself-
Bereich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, Sprühdosen der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ihre
Lackausbringmenge pro Zeiteinheit deutlich erhöht wird,
wodurch bei gleicher Arbeitszeit eine deutlich höhere
Schichtstärke bei gleichzeitig deutlich verbessertem Lack-
Verlauf auf dem Werkstück erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Treibmittel in der Sprühdose einen Druck von 4,5 bis 6 bar
erzeugt, daß die Ausbringmenge des Lackmaterials bei ununter
brochener Ausbringung 15 g bis 35 g pro 10 Sekunden beträgt
und daß die Ausbringung in Form einer Breitstrahlzerstäubung
erfolgt.
Mit dieser Lösung wird eine Sprühdose geschaffen, die
aufgrund höherer Ausbringungsmengen zur Verwendung im
professionellen Bereich geeignet sind, insbesondere zur
Verarbeitung von Lacken und Lackvorbereitungsmaterialien bei
professionellen Autolackierern. Wie Meßergebnisse zeigen, ist
der Auftragswirkungsgrad der erfindungsgemäßen Lacksprühdose
vergleichbar oder besser dem einer modernen HVLP-Lack
spritzpistole. Durch die Ausbringung des Lackmaterials in Form
einer Breitstrahlzerstäubung wird eine Arbeitsgeschwindigkeit
ermöglicht, die der Arbeitsgeschwindigkeit einer Spritzpistole
nahekommt. Außerdem ist die Verteilung der Lackpartikel durch
den erhöhten Druck in Verbindung mit der Breitstrahlzer
stäubung so fein, daß Verlauf und Lackstand vergleichbare
Ergebnisse wie bei Einsatz einer Spritzpistole bringen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt
der Druck in der Sprühdose 5,0 bis 5,5 bar. Die Ausbringmenge
des Lackmaterials kann bei ununterbrochener Ausbringung dabei
vorteilhafterweise 18 g bis 28 g pro 10 Sekunden betragen.
Beträgt der Druck in der Sprühdose bei einer besonders
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung 5,2 bar, läßt sich
die Ausbringmenge des Lackes von üblicherweise ca. 10 g
innerhalb von 10 Sekunden bei herkömmlichen Sprühdosen, die
über einen Druck von 3,5 bis 3,6 bar verfügen, auf etwa 20 g
bis 24 g in der gleichen Zeiteinheit steigern. Dies geht
erfindungsgemäß einher mit einem gegenüber einer herkömmlichen
Spritzpistole erhöhten Auftragungswirkungsgrad. Dieser beruht
im wesentlichen darauf, daß bei der erfindungsgemäßen
Sprühdose keine Druckluft verwendet wird, während bei
Spritzpistolen das zu versprühende Material einem pneumati
schen Druck ausgesetzt wird, der einen Farbnebel erzeugt und
darüber hinaus einen Luftrückprall vor dem Werkstück ver
ursacht, so daß die anfliegenden Lackpartikel zum Teil
zurückgeworfen werden. Dieser Effekt wird als "Overspray"
bezeichnet.
Die gegenüber herkömmlichen Sprühdosen gewünschte Druck
erhöhung läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß dem
bekannten Propan-Butan-Gemisch, das einen Druck von etwa 4,2
bar bei 20°C erzeugt, ein zusätzlicher Anteil Propan bis zu
einer Menge beigemischt wird, bei der der Druck in der
Sprühdose den gewünschten Wert erreicht. Ein Druck von etwa
5,2 bar läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß das
Treibgasgemisch zu 72% aus dem bekannten Propan-Butan-Gemisch
mit einem Druck von 4,2 bar bei 20°C und zu 28% aus Propan mit
einem Druck von 9,1 bar bei 20°C besteht.
Durch die erfindungsgemäße Ausbringung des Lackmaterials in
Form einer Breitstrahlzerstäubung läßt sich die erhöhte
Lackausbringmenge mit homogener Verteilung der Lackpartikel
in einem der Spritzpistole nachempfundenen ellipsenförmigen
Spritzbild wesentlich gleichmäßiger zerstäuben als die
herkömmliche Rundstrahldüse. Damit wird eine optimale
Verarbeitung der Lackmaterialien ermöglicht.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Beispielen der Erfindung im Vergleich zum bekannten Fachwis
sen.
Bekannte Sprühdosen verwenden als Treibgas üblicherweise ein
Propan-Butan-Gemisch, bei dem das Verhältnis von Propan zu
Butan von 50 : 50 bis zu 65% Propan und 35% Butan schwankt. Der
Druck des Treibgasgemisches Propan/Butan wird dabei vom
Hersteller immer exakt auf den gewünschten Wert von 4,2 bar
eingestellt. Dies führt zusammen mit dem zu versprühenden
Lackmaterial zu einem Druck in der Sprühdose von 3,5 bis 3,6
bar.
Das erfindungsgemäße Treibgasgemisch besteht zu 72% aus dem
in Beispiel 1 beschriebenen Propan/Butan-Gemisch mit einem
Druck von 4,2 bar. 28% des erfindungsgemäßen Treibgasgemisches
ist reines Propan mit einem Druck von 9,1 bar. Insgesamt
ergibt dieses einen Sprühdosen-Druck von 5,2 bar.
Dieser in Verbindung mit einer Breitstrahlzerstäubung äußerst
vorteilhafte Sprühdosen-Druck muß für jedes Lackmaterial
individuell eingestellt werden. So hängt die Materialaus
bringung entscheidend auch von dem zu verspritzenden Lackmate
rial ab. Je höher gefüllt das Lackmaterial ist, d. h. je höher
der Feststoffgehalt des verspritzten Lackmaterials ist, desto
höher ist der benötigte Druck, um die gewünschte Aussprühmenge
zu erreichen.
Durch die Abstimmung der Höhe des Sprühdosen-Druckes auf die
Ausbringmenge des Lackmaterials wird ein Auftragswirkungsgrad
erreicht, der dem einer modernen HVLP-Lackspritzpistole
entspricht. Auch ist die Verteilung der Lackpartikel durch den
erhöhten Druck und die Breitstrahlzerstäubung so fein, daß
Verlauf und Lackstand vergleichbare Ergebnisse zum Spritzpi
stoleneinsatz bringen und dies bei vergleichbaren Arbeits
geschwindigkeiten. Messungen der Schichtdicken zeigen, daß mit
der erfindungsgemäßen Sprühdose gegenüber den Spritzpistolen
höhere Schichtdicken in gleicher Zeiteinheit erzielbar sind.
Als Lackmaterialien wurden unterschiedliche Lackmaterialien
wie Basislacke, Klarlacke, Decklacke, sowie Spritzspachtel,
Korrosionsschutzmittel, Kunststoffhaftvermittler u. a. einge
setzt.
Die wesentlichen Vorteile der mit der erfindungsgemäßen
Sprühdose anwendbaren neuen Sprühtechnik gegenüber den
Spritztechniken liegen in einer Materialersparnis wegen nicht
vorhandener Restmengen, nur geringem Sprühnebel, einem hohen
Auftragswirkungsgrad und nicht vorhandenen Topfzeiten, in
einer Kostenreduzierung wegen geringerer Energiekosten
(Luftverbrauch) sowie deutlich geringeren Entsorgungskosten
für Lackmaterialien sowie in der Handhabung und Zeitersparnis,
da gegenüber der Spritzpistolentechnik keine Rüstzeiten
erforderlich sind, keine Reinigung der Spritzpistole notwendig
ist, diese ein geringeres Gewicht aufweist und außerdem
fertige Lackmischungen verwendet werden können, so daß kein
Mischvorgang mehr erforderlich ist.
Claims (8)
1. Sprühdose, insbesondere für Lacke und Lackiervorberei
tungsmaterialien - beide nachfolgend kurz "Lackmaterial"
genannt -, wobei die Sprühdose mit Treibmittel, insbesondere
Treibgas, unter Druck gesetzt wird, wodurch das Lackmaterial
bei Öffnen eines Ventils versprüht werden kann, dadurch
gekennzeichnet, daß das Treibmittel in der Sprühdose einen
Druck von 4,5 bis 6 bar erzeugt, daß die Ausbringmenge des
Lackmaterial bei ununterbrochener Ausbringung 15 g bis 35 g
pro 10 Sekunden beträgt und daß die Ausbringung in Form einer
Breitstrahlzerstäubung erfolgt.
2. Sprühdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck in der Sprühdose 5,0 bis 5,5 bar beträgt.
3. Sprühdose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck in der Sprühdose 5,2 bar beträgt.
4. Sprühdose nach Anspruch 1, wobei das Treibmittel ein
Treibgas ist, das im wesentlichen besteht aus einem Pro
pan/Butan-Gemisch mit einem Druck von etwa 4,2 bar bei 20°C,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Propan/Butan-Gemisch ein
zusätzlicher Anteil Propan bis zu einer Menge beigemischt ist,
bei der der Druck in der Sprühdose den gewünschten Wert
erreicht.
5. Sprühdose nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Treibgasgemisch zu 72% aus dem Propan/Butan-Gemisch
mit einem Druck von 4,2 bar (bei 20°C) und zu 28% aus Propan
mit einem Druck von 9,1 bar besteht, so daß sich ein Druck in
der Sprühdose von ca. 5,2 bar ergibt.
6. Sprühdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausbringmenge des Lackmaterials bei ununterbrochener
Ausbringung 18 g bis 28 g pro 10 Sekunden beträgt.
7. Sprühdose nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausbringmenge des Lackmaterials bei ununterbrochener
Ausbringung 20 g bis 24 g pro 10 Sekunden beträgt.
8. Sprühdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausbringung in Form einer Breitstrahlzerstäubung mittels
einer Niederdruck-Breitstrahldüse erfolgt.
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