DE19636305C1 - Method for removal of coatings or linings from surfaces - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Beschichtungen oder Belägen von Oberflächen mittels Trockeneis (CO₂), wobei CO₂-Pellets in einer Strahlanlage aus einem Vorratsbehälter in einen Gasstrom eindosiert, mit dem Gasstrom zu einer Strahldüse gefördert und durch die Strahldüse auf die zu bearbeitende Oberfläche geleitet werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Entfernung von Beschichtungen oder Belägen von Oberflächen mittels Trockeneis (CO₂), die zumin dest eine Strahlanlage mit einem Vorratsbehälter zum Eindosieren von CO₂-Pellets in einen Gasstrom und eine Strahldüse zur Beschleunigung von CO₂-Pellets auf die zu bearbeitende Oberfläche umfaßt.The invention relates to a method for removing coatings or coverings of surfaces using dry ice (CO₂), whereby CO₂ pellets in a blasting system dosed into a gas stream from a storage container, with the gas stream into one Blasting nozzle conveyed and through the blasting nozzle onto the surface to be processed be directed. The invention further relates to a device for removing Coating or covering of surfaces using dry ice (CO₂), which at least least a blasting system with a storage container for metering in CO₂ pellets a gas flow and a jet nozzle for accelerating CO₂ pellets to the machining surface includes.
Dabei geht es auch um das Entfernen von Beschichtungen oder Belägen von Oberflächen empfindlicher Materialien. Beispiele für derartige empfindlichen Stoffe sind Holz Kunststoffe (z. B. Kunststoffschäume), Natur stein (z. B. Sandstein), Klinker und dergleichen gegen Abrieb anfällige und/oder poröse Stoffe.It also involves the removal of coatings or coverings from Surfaces of sensitive materials. examples for such sensitive substances are wood, plastics (e.g. plastic foams), nature stone (e.g. sandstone), clinker and the like which are susceptible to abrasion and / or are porous Fabrics.
Es werden mit der Erfindung verschiedenste Beläge (z. B. Ruß, Moos, Ablagerungen von Luftschadstoffen) und auch insbesondere hochviskose Beschichtungen ange sprochen. Hierunter werden im Rahmen der Erfindung insbesondere Beschichtungen aus Wachs, aus einer wachsartigen Substanz, aus nicht schlagfesten oder nicht schlagzähen Anstrichen oder Lacken, Beschichtungen auf Leimbasis und/oder dergleichen verstanden. Zu den Wachsen oder wachsartigen Substanzen werden dabei alle Stoffe mit den für Wachse typischen verarbeitungstechnologischen Eigenschaften gezählt. Derartige Stoffe sind bei Zimmertemperatur knetbar fest bis brüchig hart, grob bis feinkristall, oberhalb einer Temperatur von etwa 40°C ohne Zersetzung schmelzend, schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und/oder in ihrer Konsistenz stark temperaturabhängig.A wide variety of coverings (for example soot, moss, deposits) are obtained with the invention of air pollutants) and in particular highly viscous coatings spoke. In the context of the invention, this includes, in particular, coatings from wax, from a wax-like substance, from impact-resistant or not impact-resistant paints or varnishes, coatings based on glue and / or understood the like. Become waxes or wax-like substances all fabrics with the processing technology typical of waxes Properties counted. Such substances are kneadable solid at room temperature until brittle hard, coarse to fine crystal, above a temperature of about 40 ° C without Melting decomposition, already a little above the melting point low viscosity and / or strongly temperature-dependent in their consistency.
Die Entfernung der genannten Beschichtungen oder Beläge von Oberflächen, bei spielsweise aus Holz, hat sich insbesondere im Zusammenhang mit der Bearbeitung von großen Flächen als außerordentlich schwierig, mühsam oder umständlich erwiesen. Die auftretenden Probleme werden im folgenden anhand des Beispiels der Entwachsung von Parkettböden aufgezeigt.The removal of the above-mentioned coatings or coverings from surfaces for example made of wood, has become particularly in connection with the processing of large areas as extremely difficult, tedious or cumbersome proven. The problems that arise are explained below using the example of Dewaxing of parquet floors shown.
Parkettböden sind in der Regel mit einer bis zu 5 mm dicken Wachsschicht überzogen. Die Entfernung der Wachsschicht vom Parkett oder Reinigung des Parketts von im Wachs eingelagertem Schmutz ohne eine Beschädigung des Parketts ist insbeson dere bei historischen Parkettböden erforderlich. Die Bearbeitung durch abrasive Strahlmittel oder mechanische Hilfsmittel führt unweigerlich zu Beschädigungen des Parketts und scheidet daher aus. Der Einsatz von Lösemitteln ist ebenfalls problema tisch, da Lösemittel den Schmutz besser als das Wachs "mobilisieren", was gerade zu einer Sammlung des Schmutzes im Parkett führt. Außerdem wird dadurch Wachs unter die Parkettfläche getragen, was Anhebungen des Parketts verursachen kann.Parquet floors are usually covered with a layer of wax up to 5 mm thick. The removal of the wax layer from the parquet or cleaning the parquet from im Dirt embedded in wax without damaging the parquet is particularly necessary for historical parquet floors. Processing through abrasive Blasting media or mechanical aids inevitably lead to damage to the Parquets and is therefore excluded. The use of solvents is also problematic table, because solvents "mobilize" the dirt better than the wax, which is exactly what a collection of dirt in the parquet. It also makes wax worn under the parquet surface, which can cause the parquet to rise.
Neben den aufgezählten Möglichkeiten bietet sich grundsätzlich die Alternative des Einsatzes von Trockeneis als reinigendes Strahlmittel an. In diesem Fall wird festes Kohlendioxid (CO₂) in Form von komprimierten, in der Regel reiskorngroßen Pellets eingesetzt. Diese CO₂-Pellets werden in einer Strahlanlage in einen Gasstrom eindosiert, mit dem Gasstrom zu einer Strahldüse gefördert und durch die Strahldüse auf die zu bearbeitende Oberfläche geleitet. Die Strahldüse ist dabei in der Regel in einer Strahlpistole eingebaut. Die Strahldüse ist im Zusammenhang mit der Erfindung als Strahldüse in weiterem Sinne zu verstehen, so daß hiervon auch beispielsweise ein offenes Schlauchende umfaßt ist. Die Pellets prallen mit hoher Geschwindigkeit auf die zu bearbeitende Oberfläche auf. Bei Reinigungsversuchen mit CO₂-Pellets an Holzoberflächen wurden jedoch durch die Schmutz-bzw. Wachsentfernung verursach te Oberflächenschäden festgestellt.In addition to the options listed, there is basically the alternative of Use of dry ice as a cleaning abrasive. In this case it becomes solid Carbon dioxide (CO₂) in the form of compressed, usually rice grain-sized pellets used. These CO₂ pellets are turned into a gas stream in a blasting system metered in, conveyed with the gas stream to a jet nozzle and through the jet nozzle directed to the surface to be processed. The jet nozzle is usually in a blasting gun installed. The jet nozzle is related to the invention to be understood as a jet nozzle in a broader sense, so that, for example, a open hose end is included. The pellets hit the surface to be machined. When trying to clean with CO₂ pellets Wooden surfaces were, however, by the dirt or. Wax removal causes te surface damage found.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine wirksame, aber gleichwohl ma terialschonende Entfernung von Beschichtungen oder Belägen von Oberflächen und/oder eine ebensolche Reinigung der Oberflächen gewährleisten.The invention is therefore based on the object of a method and a device of the type mentioned at the beginning, which is an effective but nevertheless ma Gentle removal of coatings or coverings from surfaces and / or ensure the same cleaning of the surfaces.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren dadurch gelöst, daß die CO₂-Pellets zwischen Vorratsbehälter der Strahlanlage und dem Austritt aus der Strahldüse zerkleinert werden. This object is achieved for the method in that the CO₂ pellets between the blasting system reservoir and the outlet from the blasting nozzle be crushed.
Überraschenderweise wurde nämlich festgestellt, daß die Oberflächenschäden bei der Behandlung mit CO₂-Pellets durch den Anteil der größeren Pellets im Strahl verursacht wurden. Üblicherweise werden Trockeneis-Pellets in einem Pelletierer hergestellt. Hierzu wird flüssiges Kohlendioxid in den Pelletierer eingespritzt, durch Entspannung in Trockeneis (Schnee) überführt, zu einem "Kuchen" komprimiert und schließlich durch eine Matrize gepreßt. Als Resultat entstehen etwa reiskorngroße CO₂-Pellets mit einer gewissen Größenverteilung. Das so hergestellte Granulat weist typischerweise Mittelwerte von einer Länge von 8 mm und einem Durchmesser von 3 mm auf.Surprisingly, it was found that the surface damage in the Treatment with CO₂ pellets caused by the proportion of larger pellets in the jet were. Dry ice pellets are usually produced in a pelletizer. For this purpose, liquid carbon dioxide is injected into the pelletizer by relaxation transferred into dry ice (snow), compressed into a "cake" and finally pressed through a die. The result is roughly the size of a grain of rice CO₂ pellets with a certain size distribution. The granules so produced typically have Mean values of a length of 8 mm and a diameter of 3 mm.
Die Reinigungsleistung von CO₂-Pellets basiert ebenso wie bei anderen Strahlmitteln wie Wasser, Sand und Kunststoffgranulat auf der kinetischen Energie der einzelnen Strahlmittelteilchen. Darüber hinaus weist Trockeneis-Granulat spezielle physikalische Eigenschaften auf, die zusätzlich die Reinigungswirkung erhöhen. Die CO₂-Pellets besitzen eine Temperatur von etwa -78°C, wodurch eine schockartige Abkühlung der zu behandelnden Oberfläche bewirkt wird. Resultierende thermische Spannungen lockern den Verbund zwischen Beschichtung bzw. Belag und Oberfläche. Eine ge steigerte Reinigungsleistung wird außerdem durch Haftminderung infolge von Erstar rung und Verspröden erzielt. Die Sublimation des CO₂ bedeutet eine explosionsartige Volumenvergrößerung etwa um den Faktor 600, was zu einem Absprengen oder Ab blasen der Beschichtungen und Beläge führt.The cleaning performance of CO₂ pellets is based just like with other abrasives like water, sand and plastic granulate on the kinetic energy of each Abrasive particles. In addition, dry ice granules have special physical Properties that also increase the cleaning effect. The CO₂ pellets have a temperature of about -78 ° C, which causes a shock-like cooling of the surface to be treated is effected. Resulting thermal stresses loosen the bond between coating or covering and surface. A ge Increased cleaning performance is also due to reduced adhesion due to freezing achieved and embrittlement. The sublimation of CO₂ means an explosion Volume increase about a factor of 600, resulting in a detachment or ab blow the coatings and coverings.
Die Bearbeitung mit CO₂-Pellets verläuft rückstandsfrei, da das sublimierte gasförmige CO₂ problemlos entweichen kann. CO₂-Pellets weisen eine Härte vergleichbar der von Gips auf, weshalb empfindliche Oberflächen geschont werden und weshalb beim Bestrahlen mit CO₂-Pellets keine oder nur eine geringe Abrasivität vorliegt, während dies aber beispielsweise beim Einsatz von Sand nicht der Fall wäre.Processing with CO₂ pellets is residue-free because the sublimed gaseous CO₂ can easily escape. CO₂ pellets have a hardness comparable to that of Plaster on why sensitive surfaces are protected and why the Irradiation with CO₂ pellets has little or no abrasiveness while this would not be the case, for example, when using sand.
Die erfindungsgemäße Zerkleinerung der CO₂-Pellets führt zu einer verringerten mitt leren kinetischen Energie der auf die Oberfläche auftreffenden CO₂-Pellets, da die Größenverteilung der CO₂-Pellets zu kleineren Werten verschoben wird. Auf diese Weise läßt sich die oberflächenschonende Bearbeitung und/oder Reinigung erklären. Einer Bearbeitung und Reinigung ohne Beschädigung des Parketts kommt jedoch gerade bei der Entwachsung von insbesondere historischen Parkettböden eine große Bedeutung zu. The crushing of the CO₂ pellets according to the invention leads to a reduced mitt leren kinetic energy of the CO₂ pellets hitting the surface, because the Size distribution of the CO₂ pellets is shifted to smaller values. To this This explains the surface-friendly processing and / or cleaning. However, processing and cleaning without damaging the parquet comes a big one, especially when dewaxing historic parquet floors Meaning too.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, daß diese Vorrichtung Mittel zum Zerkleinern der CO₂- Pellets zwischen Vorratsbehälter der Strahlanlage und dem Austritt aus der Strahldüse umfaßt. Mittel zum Zerkleinern der CO₂-Pellets sind also innerhalb der Vorrichtung bis zum Austritt aus ihr vorgesehen.The object underlying the invention is achieved according to the invention with regard to Device solved in that this device means for crushing the CO₂- Pellets between the blasting system reservoir and the outlet from the blasting nozzle includes. Means for crushing the CO₂ pellets are thus within the device intended to exit from it.
Eine Möglichkeit der erfindungsgemäßen Zerkleinerung der CO₂-Pellets bietet eine mechanische Beanspruchung der CO₂-Pellets an der Innenfläche eines Schlauches, der üblicherweise die Strahlanlage mit der Strahlpistole bzw. Strahldüse verbindet und zur Beförderung der CO₂-Pellets über einen Gasstrom dient. Die mechanische Bean spruchung der CO₂-Pellets an der Innenseite des vorzugsweise biegsamen Schlau ches kann durch eine Oberfläche der Schlauchinnenseite mit erhöhter Rauhigkeit oder Struktur verstärkt werden. Die Rauhigkeit oder Struktur sollte vorzugsweise etwa in der Größenordnung der Pelletgröße liegen. Gute Ergebnisse konnten beispielsweise mit einem Wellrohrschlauch erzielt werden. Hierbei bewirkt die Wellrohrstruktur der Schlauchinnenseite eine Zerkleinerung der CO₂-Pellets. Daher ist die Verwendung eines Wellrohrschlauches ohne Abdeckung der Wellrohrstruktur (etwa durch einen glatten Innenschlauch oder Innen-"Liner") zu empfehlen.One possibility of comminuting the CO₂ pellets according to the invention offers a mechanical stress on the CO₂ pellets on the inner surface of a hose, who usually connects the blasting system with the blasting gun or blasting nozzle and serves to transport the CO₂ pellets via a gas stream. The mechanical bean saying the CO₂ pellets on the inside of the preferably flexible sly ches can be caused by a surface of the inside of the hose with increased roughness or Structure will be reinforced. The roughness or structure should preferably be approximately in the Order of magnitude of the pellet size. For example, good results were achieved with a corrugated tube hose can be achieved. The corrugated pipe structure causes the The inside of the hose shreds the CO₂ pellets. Hence the use a corrugated pipe hose without covering the corrugated pipe structure (e.g. by a smooth inner tube or inner "liner") is recommended.
Eine zusätzliche oder auch alternative Möglichkeit der erfindungsgemäßen Zerkleine rung bietet eine Ablenkplatte am Strahlaustritt der Strahldüse, mit welcher der Strahl der CO₂-Pellets am Austritt aus der Strahldüse umgelenkt wird. Bei diesem Abprallen von der Ablenkplatte werden die CO₂-Pellets zerkleinert. Der Reinigungsvorgang durch die CO₂-Pellets bzw. die Zerkleinerung mit Hilfe der Ablenkplatte sind besonders effektiv, wenn als Strahldüse eine Flachstrahldüse eingesetzt wird.An additional or alternative possibility of the shredding according to the invention tion offers a baffle plate at the jet outlet of the jet nozzle with which the jet the CO₂ pellets are deflected at the outlet from the jet nozzle. At this ricochet the CO₂ pellets are crushed by the baffle. The cleaning process through the CO₂ pellets or crushing with the help of the baffle plate are special effective if a flat jet nozzle is used as the jet nozzle.
Die CO₂-Pellets können aber auch ausschließlich oder zusätzlich an von den Pellets umströmten Einbauten, insbesondere Gitter und/oder Messer, zerkleinert werden. Diese Einbauten können in der Strahlanlage, in der Strahlpistole bzw. der Strahldüse und/oder im Schlauch zwischen Strahlanlage und der Strahlpistole bzw. der Strahldüse vorgesehen sein.The CO₂ pellets can also exclusively or additionally from the pellets flow around internals, in particular grids and / or knives, are crushed. These internals can be used in the blasting system, in the blasting gun or in the blasting nozzle and / or in the hose between the blasting system and the blasting gun or the blasting nozzle be provided.
Die aufgezählten erfindungsgemäßen Möglichkeiten der Zerkleinerung sind deshalb so vorteilhaft, weil sie die Möglichkeit einer definierten Zerkleinerung bieten. So kann eine gewünschte Größenverteilung eingestellt werden. In Ausgestaltung der Erfindung werden die CO₂-Pellets auf eine mittlere Größe von 10 µm bis 1 mm zerkleinert. The enumerated possibilities of comminution according to the invention are therefore as follows advantageous because they offer the possibility of a defined size reduction. So one can desired size distribution can be set. In an embodiment of the invention the CO₂ pellets are crushed to an average size of 10 µm to 1 mm.
In Weiterbildung der Erfindung wird ein Strahldruck der CO₂-Pellets von bis zu 16 bar absolut, vorzugsweise von 1,5 bis 5,2 bar absolut eingestellt. Strahldrücke von 1,5, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 13 und 15 bar wurden erprobt.In a further development of the invention, a jet pressure of the CO₂ pellets of up to 16 bar absolute, preferably from 1.5 to 5.2 bar absolute. Jet pressures of 1.5, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 13 and 15 bar were tested.
Es hat sich ferner gezeigt, daß eine effektive Reinigung ermöglicht wird, wenn die CO₂-Pellets unter einem Auftreffwinkel von 10 bis 60°, vorzugsweise von 20 bis 50° auf die zu bearbeitende Oberfläche auftreffen. Versuche wurden hier mit Auftreff winkeln von 15, 25, 35, 45 und 55° durchgeführt.It has also been shown that effective cleaning is possible if the CO₂ pellets at an impact angle of 10 to 60 °, preferably from 20 to 50 ° hit the surface to be machined. Attempts were made here with impact angles of 15, 25, 35, 45 and 55 °.
Eine weitere Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren zu optimieren, besteht darin, daß die freie Strahllänge zwischen Strahldüse und der zu reinigenden Ober fläche auf einen Abstand von 10 bis 80 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm begrenzt wird. Die freie Strahllänge wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der Art und Zusammensetzung der zu bearbeitenden Beschichtungen oder Belägen geeignet gewählt.There is another possibility for optimizing the method according to the invention in that the free jet length between the jet nozzle and the surface to be cleaned area limited to a distance of 10 to 80 mm, preferably from 20 to 50 mm becomes. The free beam length is advantageously dependent on the type and Composition of the coatings or coverings to be processed chosen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahldüse mit einer Bewegungsrichtung parallel zur Faser des Ober flächenmaterials (z. B. des Holzes) und/oder entgegen der Austrittsrichtung des CO₂- Pellet-Strahles bewegt. Ein derartiges Vorgehen bewirkt eine besonders material schonende Bearbeitung.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention becomes the jet nozzle with a direction of movement parallel to the fiber of the upper surface material (e.g. of the wood) and / or against the direction of exit of the CO₂ Pellet beam moves. Such a procedure results in a particularly material gentle processing.
Mit Vorteil wird die zu bearbeitende oder zu reinigende Oberfläche vom Strahl der CO₂-Pellets mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 10 m pro Minute, vorzugsweise von 2 bis 8 m pro Minute überstrichen. In Abhängigkeit von dieser Überstreichgeschwindig keit wird bei einem bestimmten Massenstrom an CO₂-Pellets die auf die behandelte Oberfläche übertragene Kälte festgelegt. Die Art, die Zusammensetzung und die Dicke der Beschichtungen oder Beläge, aber auch die Materialart der Oberfläche wie beispielsweise die Holzart beeinflussen, welche Geschwindigkeit im Einzelfall geeignet ist.The surface to be processed or cleaned is advantageously blasted by the jet CO₂ pellets at a speed of 1 to 10 m per minute, preferably 2 swept up to 8 m per minute. Depending on this sweep speed speed is at a certain mass flow of CO₂ pellets on the treated Surface transferred cold set. The type, the composition and the Thickness of the coatings or coverings, but also the type of material of the surface like For example, the type of wood influences which speed is suitable for the individual case is.
Der Gasstrom zur Förderung der CO₂-Pellets kann aus jedem geeigneten Gas oder Gasgemisch zusammengesetzt sein. In der Regel wird zur Versorgung der Strahl anlage Druckluft, beispielsweise mit einem Druck von 5 bis 20 bar, mit einem Taupunkt von 5°C oder trockener, eingesetzt. Die CO₂-Pellets werden dem Luftstrom zudosiert, mit Hilfe des Luftstromes durch die Strahldüse gefördert, auf eine Geschwindigkeit von bis zu 300 m/s beschleunigt und auf die zu reinigende Fläche geleitet. The gas flow to promote the CO₂ pellets can be made from any suitable gas or Gas mixture be composed. Usually the beam is used to supply compressed air system, for example with a pressure of 5 to 20 bar, with a dew point of 5 ° C or drier. The CO₂ pellets are metered into the air flow, conveyed through the jet nozzle to a speed of accelerated up to 300 m / s and directed to the surface to be cleaned.
Üblicherweise kann über ein Steuerung die Bearbeitungs- bzw. Reinigungsleistung (Fläche pro Zeit) an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden.The processing or cleaning performance can usually be controlled (Area per time) to be adapted to the respective requirements.
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