DE3312410C1 - Verfahren zum Lackbeschichten von lackfreien Schweißnähten von Zargen - Google Patents

Description

• Das Verfahren bietet viele Vorteile. Unabhängig von der Zargenlänge kann der Nahtbereich in einem Arbeitsgang sowohl innen als auch außen beschichtet werden. Es können praktisch lösungsmittelfreie wäßrige Dispersionsiacke verwendet werden. Der Lackauftrag kann nur dort erfolgen, wo noch kein Lacküberzug vorhanden ist, so daß ein minimal notwendiger Lackverbrauch gesichert ist. Beschichtete Flächen können, da sie isolierend wirken, nicht mehr beschichtet werden, allerdings werden in der Lackschicht vorhandene Poren beschichtet, was ein zusätzlicher Vorteil ist. Die aus dem Elektrophoresebad herauskommende Zarge ist nach dem Abtropfen schon im hohen Grade trocken, so daß nur kurze Trocken- und Einbrennzeiten erforderlich sind.
• Der nicht verbrauchte Lack durchläuft ein Filtersystem und wird vollständig zurückgewonnen, wodurch der Lackverbrauch weiter verringert wird.
• Durch die Maßnahme des Anspruchs 2 und die des Anspruchs 3, der das Abblasen von anhaftenden Tropfen vorsieht, wird die Trockengüte erhöht und die Trockenzeit weiter gesenkt.
• Vorzugsweise erfolgt das Beschichten gemäß Anspruch 4 in einer relativen Ruhestellung zwischen Lack und Zarge, wodurch eine hohe Güte des Lackauftrags über die ganze Naht innen und außen gesichert wird.
• Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 5 wird dies auch bei einem kontinuierlichen Betrieb gesichert, wobei vorzugsweise die Zarge mit einer Geschwindigkeit von 5 10-3 bis 1 m s- ' durch das Becken transportiert wird.
• Nachstehend werden einige grundsätzliche Erläuterungen zur Durchführung des Verfahrens sowie konkrete Parameter von Ausführungsbeispielen angeführt.
• Geformte und geschweißte Zargen werden mit nach unten ausgerichteter unbeschichteter Naht nacheinander einem Transportmittel übergeben, was die Zargen den einzelnen Operationen zuführt. Die Zargen werden vom Transportmittel so aufgenommen, daß diese Aufnahme gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung der Zarge dient. Mittels des Transportmittels werden sie in ein Becken zugeführt, das am Boden eine oder mehrere Elektroden in der Transportlinie der Zargen deren Naht gegenüberliegend und einen Elektrophoreselack enthält. Die Lackspiegelhöhe wird mit einem Niveauregler so eingestellt, daß auf jeden Fall während des Transports der Zarge im Becken der gesamte Außen- und Innennahtbereich vom Lack umgeben ist. Die Transportführung der Zarge soll so erfolgen, daß die Naht in möglichst geringem Abstand über die Elektroden geführt wird, wobei aber jegliche Berührung mit Sicherheit ausgeschlossen werden muß.
• Während des Eintauchens der Zargen in den Lack kann schon eine Spannung angelegt sein diese kann aber auch erst dann angelegt werden, wenn die gesamte Naht mit Lack bedeckt ist. Die Zarge kann sowohl als Anode als auch als Kathode geschaltet sein. Beim Anliegen einer Gleichspannung zwischen Zarge und Elektrode werden die freien metallischen Flächen beschichtet. Zunächst wird vor allem die der Elektrode zugewandte Fläche und dann mit zunehmender Schichtstärke auf dieser Fläche auch die innere Fläche mittels des sogenannten »Umgriffs« beschichtet.
• Vorzugsweise wird das Verfahren kontinuierlich durchgeführt, ein taktweiser Betrieb ist jedoch auch möglich.
• Versuche haben gezeigt, daß hinsichtlich der Qualität der Lackbeschichtung hervorragende Ergebnisse erzielt werden, wenn die Zarge im Verhältnis zum Lack im wesentlichen in Ruhe ist. Im kontinuierlichen Betrieb ist es daher von Vorteil, wenn der Lack im Becken im Zargeneintauchbereich in eine laminare Strömung und Richtung versetzt wird, deren Geschwindigkeit der Transportgeschwindigkeit und Richtung der Zargen durch das Becken entspricht.
• Zu große Relativgeschwindigkeiten zwischen Lack und Zargen behindern die Lackabscheidung.
• Nach dem Beschichten soll der Lack beim Herausführen aus dem Becken abtropfen, was durch einen Luftstrom unterstützt werden kann. Das Verfahren ist auch deshalb so vorteilhaft, da praktisch kein unproduktiver Lackverbrauch entsteht. Vorzugsweise führt man den Elektrophoreselack in einem geschlossenen Umlauf, in dem Ultra-, Osmose-Umkehr- oder andere geeignete Filter eingeschaltet sind, wobei die entnommenen Lackbestandteile laufend ergänzt werden.
• Danach bringt man die Zargen in ein oder gegebenenfalls mehrere Wasserbäder zum Spülen ein. Nach dem Herausführen aus dem letzten Bad wird zur Beseitigung noch anhaftender Wassertropfen vom Lackfilm ein Luftstrom eingeführt. Danach wird die nur eine sehr geringe Restfeuchtigkeit aufweisende Beschichtung in einem Ofen eingebrannt.
• In Abhängigkeit vom eingesetzten Lack, der gewünschten Beschichtungsdicke, -stärke und Gleichmäßigkeit über die Nahtlänge sowie der Dauer der Beschichtung sind die folgenden Verfahrensbedingungen in den angegebenen Bereichen normalerweise einzuhalten: Gleichspannung 30 bis 300 Vvorzugsweise 50 bis 160 V Stromstärke 0,5 bis 15 A vorzugsweise 1 bis 5 A Bewegungsgeschwindigkeit bei kontinuierlichem Betrieb 5 10-3 bis 1 m s-t Leitfähigkeit des Lacks 600 bis 6000 als cm-1 vorzugsweise 800-1200 uS cm-1 pH-Wert des Lacks 3,5 bis 9,5 bei anodischer Beschichtung vorzugsweise7,2 bis 7,8 bei kathodischer Beschichtung 3,8 bis 4,2 Temperatur des Lacks 20 bis 30° C vorzugsweise 25° C Nachstehend werden Parameter von konkreten Durchführungsbeispielen tabellarisch zusammengestellt (Seite 10).
• Die in allen Beispielen verwendeten Zargen waren aus vorlackiertem Weißblech durch Verschweißen hergestellt. Hierdurch war die Naht unverzinnt, da die Zinnschicht beim Verschweißen verbrennt Tabelle Beispiel 1 2 3 4 5 Elektrophoreselack mit einer Epoxid Epoxid Polyester Acryl Epoxid Harzbasis pH-Wert 7,4 7,6 8,5 7,3 4 Festkörpergehalt im Lack in 0/0 5-15 5-8 10 12 10 Leitfähigkeit in US cm-' 800-1200 850-1050 1500 1000-1200 1800 Beschichtungsart anodisch anodisch anodisch anodisch kathodisch GleichspannunginV 150-270 30-135 50-160 50-160 150-200 StromstärkeinA 5-15 1-5 2-8 1-5 1-5 Elektrode Aluminium Aluminium Aluminium rostfreier Aluminium Stahl Abscheidezeit in s 0,3 0,3 0,8 0,4 1 Abscheidetemperatur in "C 22 25 30 25 24 Die Qualitätskontrolle der beschichteten Nähte ergab, daß sie den üblichen Qualitätsanforderungen, die an Dosenzargen aus Weißblech gestellt werden, voll entsprechen.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Lackbeschichten von lackfreien Schweißnähten von Zargen, die aus einem lackierten Metallblech durch Formen und Verschweißen der lackfreien Ränder hergestellt sind, durch kontinuierliches oder diskontinuierliches Aufbringen eines Lacks und anschließendem Trocknen und Einbrennen des Lacks, wobei die ausgerichteten Zargen durch Transportmittel den Verfahrensschritten zugeführt werden, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zu beschichtende Zarge durch das Transportmittel mit der Naht nach unten erfaßt wird, daß ein elektrischer Kontakt mit der Zarge hergestellt wird, wonach die Zarge mit dem inneren und äußeren Nahtbereich in ein einen Elektrophoreselack und eine unter der Transportlinie der Zargen angeordnete Elektrode enthaltendes Becken gerade eingetaucht und an die Zarge und die Elektrode eine Gleichspannung gelegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zarge nach dem Verlassen des Elektrophoreselackbeckens in mindestens ein Wasserbad eingetaucht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zarge nach Verlassen des Elektrophoreselackbeckens und/oder des letzten Wasserbades einer Luftströmung ausgesetzt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Elektrophoreselack und darin eingetauchter Zarge mindestens zeitweise gleich Null ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrophoreselack im Becken mit einer Geschwindigkeit und in einer Richtung in einer laminaren Strömung geführt wird, die der Transportgeschwindigkeit und -richtung der Zargen im Becken gleich sind.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zarge mit einer Geschwindigkeit von 5 10-3 bis 1 m st durch das Becken transportiert wird.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackbeschichten von lackfreien Schweißnähten von Zargen, die aus einem lackierten Metallblech durch Formen und Verschweißen der lackfreien Ränder hergestellt sind, durch kontinuierliches oder diskontinuierliches Aufbringen eines Lacks und anschließendem Trocknen und Einbrennen des Lacks, wobei die ausgerichteten Zargen durch Transportmittel den Verfahrensschritten zugeführt werden.

   Heute werden dreiteilige Dosen, die z. B. als Konserven- oder Getränkedosen ihre Verwendung finden, überwiegend aus vorher beschichteten Metallblechen geformt, wobei deren Ränder ohne Lackauftrag bleiben bzw. davon gereinigt und miteinander verschweißt werden. Hierdurch lassen sich sehr geringe Überlappungszonen und auch geringe Schweißnähte erzielen. Insbesondere für Nahrungsmittel, aber auch bei anderen, z. B.

   aggressiven Füllgütern, ist es erforderlich, daß sowohl der innere als auch der äußere Nahtbereich einen Schutzbelag in Form einer Lackschicht erhält.

   Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Nahtbeschichten bekannt. Einmal wird die Naht gespritzt entweder durch schräges Einspritzen oder durch Ein- und Ausfahren eines die Spritzdüse(n) tragenden Dorns. Ein anderes Verfahren besteht im Aufwalzen eines Lackfilms (siehe z. B. die US-PS 42 49 476), der über Rollen einem Lackbad entnommen wird. Für alle diese Verfahren werden Lösungsmittel enthaltende Lacke eingesetzt, was neben Absaugvorrichtungen auch bedingt, daß verhältnismäßig lange Trocknungszeiten und Trockenstrecken für das vollständige Verdampfen der Lösungsmittel und zum Einbrennen der Lacke notwendig sind. Das Spritzen ist insbesondere wegen der Lösungsmittel und des Lackdunstes umweltbelastend, erfordert wegen der notwendigen speziellen Kabinen mit Absaug- und Auffangvorrichtungen viel Platz; zudem sind diese während des Spritzens absolut unzugänglich. Die Verluste an Lack sind durch die sich bildenden Nebel und die erforderlichen relativ breiten Abdecknähte sehr hoch, was die Verfahren verteuert. Außerdem besteht beim Spritzen das Problem des richtigen An- und Abschaltens der Spritzaggregate.

   Die Kombination Schweißen, Lösungsmitteldämpfe und Trocknen stellt ein latent vorhandenes Explosionspotential dar, das spezielle Vorkehrungen erfordert.

   Die Anpassung an verschiedene Nahtlängen bereitet ebenfalls Schwierigkeiten. Die beiden zuletzt genannten Probleme bestehen beim Walzen zwar nicht, aber hier ergeben sich erhebliche Probleme bei der genauen und beständigen Einstellung der Zargen zu den Lackauftragsrollen; da bei schlechter Einstellung ein Lackauftrag ungleicher Dicke erfolgt, ja sogar unbeschichtete Stellen nachbleiben können.

   Ein weiteres Verfahren ist das Pulverbeschichtungsverfahren (siehe z. B. die DE-OS 27 04 501). Hierbei ist der durch ein Medium erfolgende Lackauftrag nur schwer zu kontrollieren. Im allgemeinen ist eine relativ dicke Lackschicht notwendig, um einen eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistenden Lackschichtfilm zu erzeugen.

   Der aufgetragene Lack kann mittels einer Induktionsspule sekundenschnell zum Auspolymerisieren gebracht werden. Geeignete sehr feinpulverige Lacke sind jedoch sehr teuer.

   Mit den geschilderten Verfahren kann in einem Vorgang nur eine Nahtseite beschichtet werden; es ist also ein zweiter Mechanismus erforderlich, um die zweite Nahtseite auch zu beschichten.

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das einen umweltfreundlichen, bezüglich des Lackverbrauchs maximal sparsamen und dennoch absolut dichten, in seiner Stärke leicht regelbaren Lackfilmauftrag gleichzeitig auf der äußeren und inneren Naht bei hoher Leistung ermöglicht, und wobei auch die Trockenzeit und damit der dafür benötigte Energieaufwand reduziert wird.

   Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst.