DE19721461A1 - Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelstrukturen oder montierten Baugruppen beliiebiger Struktur - Google Patents

Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelstrukturen oder montierten Baugruppen beliiebiger Struktur

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Lac­ ken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelteilen oder montierten Baugruppen beliebiger Struktur im Durchlauf­ verfahren bzw. im stationären Betrieb in einem erwärmten Trocknungsraum, insbesondere von Lacken auf Aluminiumbautei­ len oder auf Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen für Luft­ fahrzeuge, wobei als Lacke vorzugsweise wasserverdünnbare wie auch lösemittelhaltige Ein- oder Zweikomponentenlacke auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis verwendet werden.
Eine Trocknung von auf metallischen Bauteilen oder Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen aufgebrachten Lacken, insbeson­ dere von Zweikomponentenlacken, in Konvektionsöfen mittels warmer Luft innerhalb eines Temperaturbereiches von z. B. 40 bis 90°C ist allgemein bekannt. Ebenso bekannt ist die Trocknung derartiger Lacke mit Hilfe von Infrarotstrahlung. Nachteile dieser Trocknungsverfahren sind in einem verhält­ nismäßig hohen Energieaufwand sowie in langen Trocknungszei­ ten zu sehen. Auch können nachteiligerweise mittels der In­ frarotstrahlung wegen entstehender Schattenbildung lediglich Bauteile von einfacher geometrischer Gestalt getrocknet wer­ den.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein energie­ sparendes Trocknungsverfahren zu schaffen, mit dem auch eine schnelle Trocknung von Bauteilen mit komplizierter Geometrie sichergestellt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Wärmequelle im Trocknungsraum mindestens ein Mikrowellenmo­ dul zur Erzeugung von mittels Hohlleitern mit definierten Austrittsöffnungen in den Trocknungsraum eingeleiteten Mi­ krowellen verwendet wird, daß Luft zur Umströmung der Ein­ zelteile bzw. Baugruppen in den Trocknungsraum eingeleitet wird, daß die eingeleitete Luft mit einem Zusatzstoff mit Dipolcharakter derart angereichert wird, daß das Luftgemisch einen relativen Anteil an Zusatzstoff innerhalb eines vorge­ gebenen steuerbaren Bereiches von 20% bis 90% aufweist, und daß der Anteil an Zusatzstoff im Trocknungsraum eingehalten wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhafterweise eine schnelle Trocknung von Bauteilen beliebiger Geometrie bei verhältnismäßig geringen Temperaturen sowie bei einer gleichmäßigen Erwärmung der Lackoberflächen erzielt, was be­ sonders für von im Luftfahrzeugbau verwendete Aluminiumbau­ teile oder Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen von Vorteil ist. Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich in vorteil­ hafterweise den Umstand zunutze, daß zum Ablauf einer wir­ kungsvolleren chemischen Vernetzung ein Teil des Zusatzstof­ fes für die die Einzelteile oder montierten Baugruppen umge­ bende Luft als Reaktionspartner dient. Das aus Luft und einem beigemischten Zusatzstoff hergestellte Luftgemisch umströmt die im Trocknungsraum befindlichen Bauteile oder Baugruppen, wobei die Moleküle des Luftgemisches von den Mikrowellen in Schwingungen versetzt werden. Die auf diese Weise im Luftge­ misch entstehende Wärmeenergie wird auf die zu trocknende Lackoberfläche übertragen und begünstigt die chemische Ver­ netzung. Hierbei können beispielsweise neun Mikrowellenmodule mit jeweils vier Magnetrons mit einer Hochfrequenzleistung von z. B. jeweils 1,2 KW verwendet werden. Hieraus ergibt sich die gesamte aufgewendete Leistung von 43,2 KW, wovon etwa 36 KW nutzbar sind.
Erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben. Diese Ausgestaltungen bestehen beispielsweise darin, daß die Einzelteile auf einem Förderband - vorzugsweise in auf dem Förderband befindlichen Behältnissen - durch den Trocknungsraum transportiert werden. Auch kann ein Kettenförderer mit hängend durch den Trock­ nungsraum transportierten Einzelteilen oder Baugruppen oder auch ein Chargentrockner im stationären Betrieb verwendet werden.
Erfindungsgemäß kann der Zusatzstoff, vorzugsweise Wasser­ dampf, zur Erzeugung des vorgebenen Feuchteanteiles entweder durch in der Umgebung der Magnetrons der Mikrowellenmodule angeordnete Feinvernebelungsdüsen oder mittels regelbarer Klimatisierungsgeräte in den Trocknungsraum eingeleitet wer­ den. Auch ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenen Feuchteanteiles eine in der Nähe der Magnetrons der Mikrowellenmodule angeordnete Lösung mit bekanntem Dampfdruck verwendet wird, die über ein Ge­ bläse in den Trocknungsraum eingeleitet wird.
Um auf Strukturen mit komplizierten Geometrien aufgebrachte Lacke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren trocknen zu kön­ nen, ist die Erzeugung eines inhomogenen Mikrowellenfeldes im Trocknungsraum erforderlich. Dieses kann erfindungsgemäß durch eine gezielte Steuerung der Hochfrequenzleistung der Magnetrons und/oder des Verhältnisses aus Luft und Zusatz­ stoff erfolgen.
Neben den eingangs erwähnten Ein- oder Zweikomponentenlacken auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis ist mit Hilfe des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens auch die Trocknung von Lacken auf anderer chemischer Basis möglich, beispielsweise von Alkyd­ harz-Lacken.

Claims (9)

1. Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen bzw. nichtmetallischen Einzelteilen oder montierten Baugruppen beliebiger Struktur im Durchlaufverfahren bzw. im statio­ nären Betrieb in einem erwärmten Trocknungsraum, insbe­ sondere von Lacken auf Aluminiumbauteilen oder auf Bau­ teilen aus Faserverbundwerkstoffen für Luftfahrzeuge, wobei als Lacke vorzugsweise wasserverdünnbare wie auch lösemittelhaltige Ein- oder Zweikomponentenlacke auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmequelle im Trocknungsraum mindestens ein Mikrowellenmodul zur Erzeugung von mittels Hohlleitern mit definierten Austrittsöffnungen in den Trocknungsraum eingeleiteten Mikrowellen verwendet wird, daß Luft zur Umströmung der Einzelteile bzw. Baugruppen in den Trocknungsraum eingeleitet wird, daß die eingeleitete Luft mit einem Zusatzstoff mit Dipolcharakter derart an­ gereichert wird, daß das Luftgemisch einen relativen An­ teil an Zusatzstoff innerhalb eines vorgegebenen steuer­ baren Bereiches von 20% bis 90% aufweist, und daß der An­ teil an Zusatzstoff im Trocknungsraum eingehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile bzw. Baugruppen auf einem Förderband durch den Trocknungsraum transportiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kettenförderer mit hängend durch den Trocknungsraum transportierten Einzelteilen bzw. Baugruppen verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im stationären Betrieb ein Chargentrockner verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff Wasserdampf verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenen Feuch­ teanteiles durch in der Umgebung der Magnetrons der Mikro­ wellenmodule angeordnete Feinvernebelungsdüsen in den Trocknungsraum eingeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenem Feuch­ teanteiles eine in der Nähe der Magnetrons der Mikrowel­ lenmodule angeordnete Lösung mit bekannten Dampfdruck verwendet wird, die über ein Gebläse in den Trocknungs­ raum eingeleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenen Feuch­ teanteiles mittels regelbarer Klimatisierungsgeräte in den Trocknungsraum eingeleitet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeich­ net durch die Erzeugung eines inhomogenen Mikrowellen­ feldes im Trocknungsraum.
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