DE2621934A1

DE2621934A1 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen einer schutzschicht auf werkstueckoberflaechen

Info

Publication number: DE2621934A1
Application number: DE19762621934
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Theodor Hymmen KG
Current assignee: Theodor Hymmen KG
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1976-05-17
Publication date: 1977-12-01

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen
einer Schutzschicht auf Werkstückoberflächen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Auftragen einer Schutzschicht als Oberflächen Veredlungsschicht auf die Oberflächen von Werkstücken aus Holz oder Holzwerkstoffen.
Es ist bereits bekannt, Werkstückoberflächen mit flüssigen Stoffen zu veredeln und diese durch Bürsten in die Oberflächen einzubringen. Die Oberflächenveredlung mit flüssigen Medien erforder jedoch in der Regel in nachteiliger Weise zusätzliche Lösungsmittel in Beschichtungsmedien und eine gewisse Trockenzeit nach dem Auftragen, so daß diese Oberflächenveredlung arbeitsaufwendig und zeitraubend. ist - außerdem ist die Dosierung der flüssigen Stoffe schwierig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der eine einfache, einwandfreie und rationelle Oberflächenveredlung durch Auftragen von Imprägnierharzen möglich ist - die Oberflächenveredlung soll dabei unter Vermeidung von zusätzlichen Lösungsmitteln und langen Trockenzeiten äußerst wirtschaftlich und auf der gesamten Werkstückoberfläche gleichmäßig erfolgen.
Die Vorrichtung soll einfach und kostensparend aufgebaut sein, wenige Bearbeitungsmittel aufweisen und im Durchlauf arbeiten.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Auftragen einer Schutzschicht auf die Oberfläche von Werkstücken aus Holz oder Holzwerkstoffen dadurch gekennzeichnet, daß in Form von Stangen, Blöcken, Granulat od.dgl. bevorratetes Imprägnierharz kontinuierlich abgestreift, durch Reibungswärme plastifiziert und im plastischen Zustand auf ein vorzugsweise vorgewärmtes, die Plastifizierung unterstützendes Werkstück im Durchlauf aufgetragen wird.
Das vorher eine Reinigungsstation passierende Werkstück läuft beim Einlauf in die erfindungsgemäße Vorrichtung unter einer Heizeinrichtung hindurch. In der anschließenden Auftragsstation wird das plastifizierte Imprägnierharz aufgetragen, wobei der plastische Zustand durch die Werkstückwärme kurzzeitig aufrechterhalten bleibt, und danach von einer Einbürstwalze (Bürstenwalze) in die Oberfläche eingebürstet und nachfolgend von einer Glättwalze (Filzwalze) geglättet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer von einem Vorrichtungsgestell getragenen Werkstück-Bewegungsbahn eine rotierende Auftragswalze aus einem Faserwerkstoff angeordnet und dieser Auftragswalze ein Imprägnierharz-Vorratsbehälter zugeordnet ist, in dem das Imprägnierungsmittel in fester Form lagert, der mit der Auftragswalze zusammenwirkt und von dem die Auftragswalze ständig Imprägnierungsmittel abstreift.
Es ist bevorzugt, den Vorratsbehälter von einer hülsenförmigen Aufnahme zu bilden, indem ein Imprägnierungsmittelblock oder eine Stange mit Spiel liegt und sich durch Eigengewicht auf der Oberfläche der Auftragswalze abstützt; diese Aufnahme ist quer zur Werkstück-Durchlaufrichtung an einer Verschiebeführung über einen motorischen Antrieb hin- und herbewegbar, so daß der Imprägnierungsmittelkörper die gesamte Walzenlänge überstreift und dabei gleichmäßig von der Walze Imprägnierungsmittel abgestriffen wird.
Der Auftragswalze sind eine Heizeinrichtung vorgeschaltet und ein oder mehrere Behandlungswalzen nachgeschaltet.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den anderen Unteransprüchen; der Erfindungsgegenstand erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Oberflächenveredlung von Werkstücken mittels Imprägnierharz vorgenommen, wobei das Beschichtungsmittel in fester Form eingesetzt wird - es ist kein flüssiger Wachs notwendig. Damit sind Lösungsmittel und nachfolgende Trockenzeiten vermieden worden.
Durch die Rotation der Auftragswalze und die feststehende oder hin- und hergehende Bewegung fester Imprägnierungsmittel entsteht eine Reibung, durch die Imprägnierungsmittel von dem Festkörper abgestriffen (abgeschliffen) wird. Die bei der Reibung sich entwickelnde Wärme bewirkt eine Plastifizierung des Imprägnierungsmittels, so daß dieses in seinem plastischen Zustand von der Walze auf die Werkstückoberfläche aufgebracht werden kann.
Das Verfahren ist durch den Einsatz des festen Imprägnierungsmittels und der Ausnutzung der Reibung für die Imprägnierungsmittelabnahme äußerst einfach und wirtschaftlich - außerdem ist durch dieses Verfahren eine einwandfreie Oberflächenbehandlung möglich. Die Vorrichtung ist ebenfalls einfach und kostensparend aufgebaut, hat wenige Bearbeitungsmittel und arbeitet im Durchlauf wirtschaftlich.
Weitere wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung sind: 1. Investitionskosten der Gesamtanlage sind um ein vieles niedriger als bei konventionellen Naßbeschichtungsverfahren.
2. Es sind keine Lösungsmittel im Imprägnierharz vorhanden (100% Festkörper), dadurch keine Materialrückstände, sehr umweltfreundlich, keine Luftverschmutzung.
3. Aufgrund des Fehlens von Lösungsmitteln ist an der Anlage kein Ex-Schutz erforderlich.
4. Die Energiekosteneinsparung gegenüber Naßverfahren sind erheblich (Fortfall von Energie zur Trocknung).
6. Die bei konventioneller Naßbeschichtung erforderliche Trocknung durch Trockenkanäle kann bei neuem Verfahren entfallen. Das Imprägnierharz härtet nach dem Auftrags-und Glättprozeß spontan aus. Die Oberfläche ist fertig und das Werkstück sofort verpackungsfähig.
7. Der Platzbedarf für die Vorrichtung und Werkstückdurchlauf ist stark reduziert worden, und zwar beim erfindungsgemäßen Verfahren max. 3 m, und bei der bisherigen Naßveredlung 20 m.
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Auftragen von Imprägnierungsmittel auf Werkstück-Oberflächen mit oberhalb einer Werkstück-Bewegungsbahn angeordneter Auftragswalze und dieser zugeordneter Imprägnierungsmittel-Aufnahme, Fig. 2 eine Stirnansicht derselben Vorrichtung mit Auftragswalze und quer zur Werkstück-Durchlaufrichtung hin- und herbewegbarer Aufnahme mit Imprägnierungsmittel in Stangenform.
Um die Oberfläche von plattenförmigen und/oder profilierten Werkstücken lo zu veredeln, insbesondere griffest und schmutzabweisend sowie leicht zu säubern auszuführen, wird diese Werkstückoberfläche mit einer Schutzschicht (einem Schutzfilm) versehen.
Dafür wird in Form von Blöcken, Stangen, Granulat od.dgl.
bevorratetes Imprägnierharz 11 kontinuierlich abgestreift, durch die beim Abstreifen entstehende Reibungswärme plastifiziert und im plastischen Zustand auf ein vorzugsweise vorgewärmtes, die Imprägniermittel-Plastifizierung unterstützendes Werkstück lo im Durchlauf aufgetragen.
Diese Plastifizierung erfolgt bei einer Temperatur von etwa 800 bis 1200, vorzugsweise etwa 900 - 1100; unter Imprägniermittel 11 versteht man ein in der Konsistenz wachsähnliches Material in fester Form, das eine Temperatur besitzt, die unterhalb dieser Plastifizierungstemperatur liegt. Das Mittel 11 ist fest und starr und wird durch mechanische und thermische Energie plastifiziert.
Das Imprägnierungsmittel 11 kann ungefärbt oder gefärbt sein - insbesondere wird eine Masse verwendet, die ein Wachs-Harz-Gemisch ist und deren Fließgrenze bei etwa 900 liegt.
Mit 12 ist ein Vorrichtungsgestell- bezeichnet, das eine von einem Tisch, einer Rollenbahn oder einem Transportband gebildete Werkstück-Bewegungsbahn 13 trägt, auf der die Werkstücke lo im ununterbrochenen Durchlauf bewegt werden.
Oberhalb dieser Bewegungsbahn 13 lagert in Seitenteilen 14 eine rotierende, motorisch angetriebene Auftragswalze 15 als sogenannte Schwabbelwalze, die mit ihrer Drehachse 16 quer, vorzugsweise rechtwinklig, zur Werkstück-Durchlaufrichtung steht und sich entgegen der Werkstück-Durchlaufrichtung dreht.
Diese Auftragswalze 15 besteht aus einem Faserwerkstoff, ist insbesondere aus einer Vielzahl aneinandergereihter Textilgewebescheiben (Baumwollprodukt, wie Nesselstoff), gebildet.
Dieser Auftragswalze 15 ist eine Aufnahme 17 als Imprägniermittel-Vorratsbehälter zugeordnet, die in bevorzugter Weise oberhalb der Auftragswalze 15 (über der Auftragswalze 15) liegt und in der Imprägniermittel 11 in fester Form als Block, Stange od.dgl. untergebracht ist.
Die Aufnahme 17 beim Einsatz von Stangen- oder Blockware 11 besteht aus einer Hülse, in der der wachsähnliche Körper mit Bewegungsspiel liegt und sich mit seinem Gewicht auf der Walze 15 abstützt, so daß das Eigengewicht auf die Walze 15 drückt.
Die Aufnahme 17 ist quer, vorzugsweise rechtwinklig zur Werkstück-Durchlaufrichtung und somit parallel zur Walzen-Drehachse 16 hin- und herschiebbar vorgesehen, so daß bei dieser Verschiebung die rotierende Walze 15 durch Abrieb von der Imprägnierharzstange 11 abnimmt. Die Aufnahme 17 lagert an einer Verschiebeführung, die von einer Führungshülse 18 und einem zwischen den Seitenteilen 14 festgelegten Führungsholm 19 (Rohr, Stange, Balken), der von der Hülse 18 mindestens teilweise umfaßt wird, gebildet ist.
Die Aufnahme 17 wird durch ein Verschiebeglied 20, wie Kette, Seil, Zahnstange mit Ritzel, und einen dieses Verschiebeglied 20 bewegenden Motor 21 mit Regelgetriebe 22, hin- und herverschoben. Im Anschluß an beide Stirnenden der Auftragswalze 15 ist an den Seitenteilen 14 jeweils ein Auflaufteil 23, wie Auflaufblech, befestigt, auf das das Schmelzharz 11 nach Verlassen der Walzenoberfläche in seinen beiden Endstellungen aufläuft und somit nicht aus der Aufnahme 17 herausfallen kann.
Die Auftragswalze 15 wird durch einen an einem Seitenteil 14 gelagerten Antriebsmotor 24 über einen Umschlingungs- und/oder Zahnradtrieb 25 in ihre Rotation versetzt.
Der Auftragswalze 15 ist eine Absaugeinrichtung 26 zugeordnet, die in Werkstück-Durchlaufrichtung vor der Auftragswalze 15 zwischen den Seitenteilen 14 festgelegt ist und die überschüssige Harzpartikel absaugt.
Diese Absaugeinrichtung 26 erstreckt sich über die gesamte Breite der Walze 15.
Auf dem Gestell 12 ist im Abstand vor der Auftragswalze 15 (in Werkstück-Durchlaufrichtung gesehen) eine Heizeinrichtung 27 angeordnet, die die Oberfläche der Werkstücke lo erwärmt, vorzugsweise auf eine solche Temperatur vorwärmt, daß die Werkstückoberfläche im Bereich der Auftragswalze 15 eine Temperatur von etwa 400 bis 600, vorzugsweise etwa 500 hat.
Der Auftragswalze 15 ist in Werkstück-Durchlaufrichtung mindestens eine Einbürst- und/oder Glättwalze, vorzugsweise eine Einbürstwalze 28 und eine dieser nachgeschaltete Glättwalze 29 nachgeschaltet, wobei die erste Walze 28 von einer Bürstenwalze und die zweite Walze 29 von einer Filzwalze gebildet sein kann.
Sämtliche Walzen 15, 28, 29 sind gegenüber der Bewegungsbahn 13 stufenlos auf die jeweiligen Werkstücke lo höhenverstellbar vorgesehen.
Die in ihrer Oberfläche zu veredelnden Werkstücke lo laufen nach einem vorherigen Reinigungsprozeß in die erfindungsgemäße Vorrichtung ein und laufen dabei unter der Heizeinrichtung 27 hindurch, wo ihre Oberfläche derart erwärmt wird, daß sie beim Ankommen in den Bereich der Auftragswalze 15 eine für die Schmelzharzplatifizierung günstige Oberflächentemperatur, beispielsweise etwa 500, besitzen.
Gleichzeitig wird die Aufnahme 17 mit der darin stehenden Imprägnierharzstange 11 quer zur Werkstück-Durchlaufrichtung hin- und herbewegt, wobei die rotierende Auftragswalze 15 von der auf ihr aufliegenden Stange 11 Harz abstreift. Durch die Walzenrotation und die Auflage der Stange 11 mit ihrem Gewicht auf der Walzenoberfläche wird ein Abrieb erzeugt und durch diese Reibung erhält die Walzenoberfläche etwa eine Temperatur von 900 bis 1100, die beim Abstreifen des Imprägnierharzes gleichzeitig eine Harzplastifizierung bewirkt. Die rotierende Walze 15 trägt dann das plastifizierte Harz auf die Oberfläche des durchlaufenden Werkstückes lo auf. Dabei unterstützt die vorgewärmte Werkstückoberfläche die Plastifizierung, wodurch ein einwandfreies Benetzen der gesamten Werkstückoberfläche mit einer sehr dünnen Schicht gewährleistet wird.
Die nachfolgende Einbürstwalze 28 bürstet die Harzschicht in die Poren der Werkstückoberfläche ein und die nachgeschaltete Glättwalze 29 glättet dann die mit der Schutzschicht ausgestattete Oberfläche.
Die Drehgeschwindigkeit der Auftragswalze 15 und die Verschiebegeschwindigkeit der Aufnahme 17 sind stufenlos regelbar.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstelle der Harzstange 11 oder des Blockes 11 ein Granulat einzusetzen, wobei dann die Aufnahme 17 von einem Vorratsbehälter gebildet ist, der sich über die gesamte Breite der Auftragswalze 15 erstreckt und der nahe der Walzenoberfläche einen dünnen Austrittsspalt für das Granulat hat, wobei dieser Spalt jedoch so klein sein muß, daß kein Granulat herausfallen kann, sondern die Walzenoberfläche ebenfalls vom Harzgranulat Harz abstreift.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Auftragen einer transparenten oder eingefärbten Schutzschicht auf die Oberfläche von Werkstücken, vorzugsweise aus Holz oder Holzwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, d a s s in Form von Stangen, Blöcken, Granulat od.dgl. bevorratetes Harz (Imprägnierharz) kontinuierlich abgestreift, durch die beim Abstreifen entstehende Reibungswärme plastifiziert und im plastischen Zustand auf ein Werkstück im Durchlauf aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in fester Form vorliegende Harz (Imprägnierharz) an eine Auftragswalze angegeben, durch die durch Reibung zwischen Festharz und Auftragswalze sowie zwischen Auftragswalze und Werkstück entstehende Wärme plastifiziert und im plastischen Zustand auf Werkstücke im Durchlauf aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägnierharz auf ein vorgewärmtes Werkstück im Durchlauf aufgetragen wird.
4. Vorrichtung zum Auftragen einer Schutzschicht auf die Oberfläche von Werkstücken aus Holz oder Holzwerkstoff und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer Werkstück-Bewegungsbahn ein Vorratsbehälter mit Imprägnierharz in erhärteter (erstarrter) Form, wie Harzstange, -block, -granulat od.dgl. und eine rotierende, mit dem Imprägnierharz durch Abrieb zusammenwirkende Auftragswalze angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragswalze (15) aus einem Faserwerkstoff, vorzugsweise aus einer Vielzahl an nebeneinandergereihten Textilgewebescheiben gebildet ist, mit ihrer Drehachse (16) winklig, vorzugsweise rechtwinklig zur Werkstück-Durchlaufrichtung steht und entgegen der Werkstück-Durchlaufrichtung umläuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Imprägnierharz-Vorratsbehälter von einer hülsenförmigen, eine Harzstange oder einen Block (11) mit Spiel haltende Aufnahme (17) gebildet ist, die quer zur Werkstück-Durchlaufrichtung hin- und herverschiebbar vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige Aufnahme (17) an einer Verschiebeführung (18,19), wie Führungsholm und Führungshülse, gelagert und durch ein Verschiebeglied (20), wie Seil, Kette, Zahnstange mit Ritzel, über die gesamte Axiallänge der Auftragswalze (15) hin- und herschiebbar vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragswalze (15) mit ihrer Drehachse (16) und die Verschiebeführung (18,19) zwischen Seitenteilen (14) gelagert sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebeglied (20) mit einem Antriebsmot-or (21) und einem Regelgetriebe (22) und die Auftragswalze (15) über einen Umschlingungs- und/oder Zahnradtrieb (25) mit einem Getriebemotor (24) verbunden sind und beide Antriebe (21, 24) an einem Seitenteil (14) gelagert sind.
lo.Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an beide Stirnenden der Auftragswalze (15) an jedem Seitenteil (14) eine die sich auf der Walzenoberfläche durch ihr Eigengewicht abstützende und lose in der Aufnahme (17) gehaltene Schmelzharzstange (-block) (11) aufnehmende und gegen Herausfallen aus der Aufnahme (17) sichernde Auflauffläche (23), wie Auflaufblech, vorgesehen ist.
11.Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragswalze (15) eine sich über die gesamte Walzenbreite erstreckende Absaugeinrichtung (26) zugeordnet ist, die in Werkstück-Durchlaufrichtung vor der Walze (15) liegt und zwischen den Seitenteilen (14) festgelegt ist.
12.Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragswalze (15) in Werkstück-Durchlaufrichtung eine Heizeinrichtung (27) vorgeschaltet und mindestens eine, vorzugsweise zwei im Abstandhintereinander angeordnete Walzen als Einbürstwalze (28) und als Glättwalze (29) nachgeschaltet sind, wobei die Heizeinrichtung (27) und die Walzen (28,29) oberhalb der Werkstück-Bewegungsbahn (13) angeordnet auf dem Vorrichtungsgestell (lo) gelagert sind.
13.Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragswalze (15) und die Walzen (28,29) gegenüber der Werkstück-Bewegungsbahn (13) stufenlos höheneinstellbar vorgesehen sind.
14.Vorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5 und lo bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter von einem feststehenden, untenseitig einen Spalt aufweisenden und ein Imprägnierharz-Granulat beinhaltenden Trichterbehälter gebildet ist.