DE19758451A1 - Kontinuierliche Abreinigung und Rückgewinnung von Overspray bei der Pulverbeschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von in einer Kabine als Farbwolke versprühten Farbpartikeln. Die Erfin­ dung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens. Die Pulverbeschichtung von Werkstücken mit Farbparti­ keln wird in Kabinen durchgeführt, deren Kabinenwände aus korro­ sionsgeschütztem Blech oder Kunststoffplatten gefertigt sind.

Die Pulverbeschichtung wird bekanntlich mit auf ein elektrisches Potential gebrachten Farbpartikeln vorgenommen, wobei das Werk­ stück auf ein gegenpoliges elektrisches Potential gebracht wird. Dennoch gelangt ein nicht unerheblicher Teil der Farbpartikel nicht auf das zu beschichtende Werkstück sondern lagert sich als Overspray-Farbwolke an den Kabinenwänden ab, die daher von Zeit zu Zeit aufwendig gereinigt werden müssen. Die Kabinen werden üblicherweise durch eine Absaugeinrichtung unter einen gewissen Unterdruck gesetzt, um sicherzustellen, daß immer Luft von außen nach innen gesaugt wird, also keine Farbpartikel aus der Kabine herausgelangen können. Die mit der abgesaugten Luft mitgerisse­ nen Farbstoffpartikel müssen aus dem Luftstrom entfernt werden, was beispielsweise mit einem Elektrofilter gelingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Reinigung der An­ lagen für die Pulverbeschichtung zu erleichtern und eine umwelt­ freundliche Verfahrensweise zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß auf wenig­ stens einem Teil der Kabinenwände ein laminar fließender Wasser­ film ausgebildet wird, an den eine Hochspannung angelegt wird, so daß die Farbpartikel auf der Oberfläche des Wasserfilms aus dem Innenbereich der Kabine geleitet werden, und daß die Farb­ partikel von dem Wasser getrennt und getrocknet und Farbpartikel und Wasser wiederverwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lagert sich die Overspray- Farbwolke auf der Wasseroberfläche ab und wird aus dem Innenbe­ reich der Beschichtungskabine mit dem Wasser, vorzugsweise in eine Filterzentrifuge, geleitet und dort mechanisch von dem Was­ ser als Träger getrennt. Das Wasser fließt in den Sammelbehälter zurück, während der abgefilterte Farbpulverbrei mit niedriger Rest feuchte aufbereitet wird, vorzugsweise in einem Niedertempe­ raturtrockner. Der Trocknungsvorgang kann mit einem Siebprozeß kombiniert werden, um das Pulver in den homogenen Ausgangs zu­ stand zurückzuführen und unmittelbar in den Pulvervorratsbehäl­ ter einzuspeisen. Durch die oberflächliche Benetzung mit Wasser wird auch die elektrische Ladung der Pulverpartikel neutrali­ siert, so daß nicht nur mechanisch sondern auch elektrisch der Ausgangszustand hergestellt wird.

Mit dieser Einrichtung entsteht ein in sich geschlossener Kreis­ lauf des Pulvers, der ein 100%iges Recyceln des Oversprays er­ möglicht.

Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aus der Kabine ein Luftstrom abgesaugt und mit einem Elektrofilter gereinigt wer­ den. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem Elektrofil­ ter der Luftstrom mit laminar fließenden Wasserelektroden gerei­ nigt wird und das beladene Wasser des Elektrofilters mit dem Wasser des Wasserfilms aufbereitet wird.

Die Wasseraufbereitung kann vorzugsweise mit einem zweistufigen Filtervorgang ausgeführt werden, bei dem ein Feinstanteil der Farbpartikel ausgesondert wird.

Das erfindungsgemäße Naßverfahren beinhaltet als Nebeneffekt die Erhöhung der Sicherheit gegen Staubexplosionen und ermöglicht auch eine bisher nicht durchführbare Reinraum-Beschichtung, wenn die bisher übliche Luftschleuse als Luftvorhang ausgebildet wird, so daß keine Staubpartikel von außen in die Beschichtungs­ kammer eingesaugt werden.

Die eingangs erwähnte Aufgabe wird ferner mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Kabine mit einer Farb­ sprüheinrichtung, einer Halterung für zu beschichtende Werk­ stücke und einer Absaugeinrichtung zur Erzeugung eines Unter­ drucks in der Kabine gelöst durch eine im oberen Bereich der Kabine angeordnete Berieselungseinrichtung zur Ausbildung eines Wasserfilms auf Kabinenwänden, einer Spannungsquelle zum Anlegen einer Hochspannung an den Wasserfilm, eine Ableitung des abge­ laufenen Wassers zu einem Filter, einer Rückführung des gerei­ nigten Wassers in einem Wasserkreislauf und durch eine Trock­ nungsstufe und eine Rückführung der abgeschiedenen Farbpartikel in einen Farbpartikelkreislauf.

Das Filter ist vorzugsweise durch eine Filterzentrifuge gebil­ det, die zweistufig kaskadiert zur Abscheidung eines unerwünsch­ ten Feinstpartikelanteils ausgeführt sein kann.

In einer Versuchsanordnung wurde eine Pulverprobe viermal durch den erfindungsgemäßen Recyclingprozeß geleitet und anschließend unter gleichen Bedingungen mit neuem Pulver parallel zur Pulver­ beschichtung eingesetzt. Eine Qualitätsprüfung zeigte keinen Unterschied in den Eigenschaften der untersuchten Proben.

Das wieder aufgegangene und gereinigte Wasser zeigt keine Trü­ bung und kann durch eine Umwälzpumpe zur Kabinenabdeckung ge­ fördert und über Düsenrohre zu einem Wasserfilm auf den Wänden verteilt werden, so daß der Wasserkreislauf als kontinuierlich wirkender Transportmechanismus geschlossen ist.

Da ein in sich geschlossener Wasserkreislauf besteht, kann das Wasser bezüglich Benetzungsfähigkeit, Kalkhaltigkeit, Ionenhal­ tigkeit usw. prozeßbezogen optimiert werden. Hierbei ist auch eine antibakterielle Bestrahlung mit UV-C möglich.

Durch die vorliegende Erfindung lassen sich alle Komponenten der Kabine, insbesondere alle Kabinenwände während des Betriebes kontinuierlich abreinigen. Nach dem Leerfahren der Anlage, wenn also kein Pulver mehr im Umlaufwasser ist, ist ein problemloser Farbwechsel möglich, da sämtliche Inneneinbauten sauber und ohne Farbrückstände sind.

Im erfindungsgemäßen Farbpartikelkreislauf findet keine Ent­ mischung des Pulvers statt, weil das gesamte Korngrößenspektrum im Filter festgehalten und über die Siebstufe ständig neu ge­ mischt werden kann. Der Rückgewinnungsgrad des Farbpulvers ent­ spricht 100%, wenn nicht unerwünschter Feinstanteil ausgeson­ dert wird.

Die geschlossenen Kreisläufe, getrennt in Pulver- und Wasser­ kreislauf, verhindern eine Wechselwirkung mit der Umwelt. Dar­ über hinaus werden Beschichtungskosten dadurch reduziert, das Pulvermaterial eingespart wird.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. In einer Kabine 1 wird ein Werkstück 2, das über ein Werkstücktransportsystem 3 zugeführt worden ist, zur Beschichtung gehalten. Eine Sprüheinrichtung 4 sprüht Farbstoffpartikel 5 gegen das Werkstück 2, wobei jedoch wesentliche Teile an dem Werkstück 2 in Richtung einer Kabinen­ wand 6 gesprüht werden. Mittels Düsen einer Berieselungseinrich­ tung 7 wird an Kabinenwänden 6 ein Wasserfilm 8 erzeugt, der laminar an den Wänden 6 abläuft. Die Kabine 1 weist eine Ansaug­ öffnung 9 auf, an die ein Absauggebläse 10 über ein Elektrofil­ ter 11 angeschlossen ist. Das Elektrofilter 11 bewirkt eine Zu­ führung von Hochspannung zum Wasserfilm 8 und eine Trennung der Farbstoffpartikel 5 aus dem über das Gebläse 10 abgesaugten Luftstrom. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet des Elektrofilter 11 mit laminar strömenden Wasserelektroden, so daß aus dem Elektrofilter mit Farbstoffpartikeln beladenes Wasser einem als Filterzentrifuge ausgebildeten Filter 12 zugeleitet wird. Das Wasser des Wasserfilms 8 gelangt aus einer Ablauföff­ nung 13 der Kabine zusammen mit den an der Wasseroberfläche haf­ tenden Farbstoffpartikeln 5 heraus und gelangt ebenfalls in das Filter 12, in dem die Farbstoffpartikel 5 von dem Wasser ge­ trennt werden. Das gereinigte Wasser gelangt in einen Wassersam­ melbehälter 14 und wird mittels einer Umwälzpumpe 15 in einen Wasserkreislauf 17 zurückgepumpt aus dem die Berieselungsein­ richtung 7 und das Elektrofilter 11 gespeist werden.

Der im Filter 12 abgefilterte Farbpulverbrei gelangt in einen Trockner 15, wo er bei niedriger Temperatur getrocknet wird. An den Trockner 15 schließt sich eine Siebstufe 18 und eine Frisch­ pulverergänzung 19 an. Das gesiebte Pulver gelangt in einen Pul­ vervorratsbehälter 20 und von dort in einen Pulverkreislauf 21 zur Sprüheinrichtung 4 zurück.

Somit sind zwei geschlossene Kreisläufe 17, 21 für das Wasser und das Pulver ausgebildet, die sich im Bereich des Wasserfilms 8, des Elektrofilters 11 und des Filters 12 überschneiden, im übrigen aber separat ausgebildet sind.

In der Zeichnung sind an Öffnungen der Kabine 1 und innerhalb der Kabine 1 strichlierte Pfeile dargestellt, die einen offenen Luftkreislauf verdeutlichen, der über die Absaugöffnung 9 und das Elektrofilter 11 zum Gebläse 10 führt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von in einer Kabine (1) als Farbwolke versprühten Farbpartikeln, dadurch gekennzeich­ net, daß auf wenigstens einem Teil der Kabinenwände (6) ein laminar fließender Wasserfilm (8) ausgebildet wird, an den eine Hochspannung angelegt wird, so daß die Farbpartikel auf der Oberfläche des Wasserfilms (8) aus dem Innenbereich der Kabine (1) geleitet werden, und daß die Farbpartikel von dem Wasser getrennt und getrocknet und Farbpartikel und Wasser wiederverwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Kabine (1) abgesaugter Luftstrom mit einem Elektro­ filter (11) gereinigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Elektrofilter (11) der Luftstrom mit laminar fließenden Wasserfilmelektroden gereinigt wird und daß das beladene Wasser des Elektrofilters (11) mit dem Wasser des Wasser­ films (8) aufbereitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wasseraufbereitung mit einem zweistufigen Filtervorgang ausgeführt wird, bei dem ein Feinstanteil der Farbpartikel ausgesondert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Reinraum-Beschichtung durchgeführt wird, in dem das Eindringen von Staubpartikeln in die Kabine (1) mit einer als Luftvorhang gebildeten Luftschleuse verhin­ dert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Kabine (1) mit einer Farb­ sprüheinrichtung (4), einer Halterung für zu beschichtende Werkstücke (2) und einer Absaugeinrichtung (10) zur Erzeu­ gung eines Unterdrucks in der Kabine (1), gekennzeichnet durch eine im oberen Bereich der Kabine (1) angeordnete Berieselungseinrichtung (7) zur Ausbildung eines Wasser­ films (8) auf Kabinenwänden (6), einer Spannungsquelle zum Anlegen einer Hochspannung an den Wasserfilm (8), eine Ab­ leitung des abgelaufenen Wassers zu einem Filter (12), ei­ ner Rückführung des gereinigten Wassers in einen Wasser­ kreislauf (17) und durch eine Trocknungsstufe (15) und eine Rückführung der abgeschiedenen Farbpartikel in einen Farb­ partikelkreislauf (21).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet, durch einen der Absaugeinrichtung (10) vorgeschalteten Elektrofilter (11) mit laminar strömenden Wasserfilmelektroden und einer Wasser-Verbindungsleitung zum Filter (12).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (12) durch eine Filterzentrifuge gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzentrifuge zweistufig kaskadiert zur Abscheidung eines unerwünschten Feinstpartikelanteils ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeich­ net durch eine Öffnung der Kabine (1) mit einer als Luft­ vorhang ausgebildeten Luftschleuse.