DE3801028C1 - Process and apparatus for coating ceramic parts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Keramikteilen durch Erhitzen der Keramikteile und anschließendem Aufsprühen eines Kunststoffpulvers sowie eine Pulverbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Keramikteilen mit einem Kunststoffpulver, mit einer Transporteinrichtung, die Keramikteile durch einen Ar­ beitskanal hindurchführt, auf dessen einer Seite minde­ stens eine Pulversprüheinrichtung und auf dessen ande­ rer Seite eine Absaugeinrichtung und eine Pulverauffang­ einrichtung angeordnet sind.

Pulverbeschichtungsvorrichtungen ermöglichen einen hohen Auftragswirkungsgrad, eine gleichmäßige Schichtdicke und eine gute Kantenbedeckung. Sie werden daher dort eingesetzt, wo es auf eine hohe Schichtstärkengenauig­ keit und eine gute Oberflächenqualität ankommt.

Beim elektrostatischen Pulverbeschichten wandern Pulver­ teilchen, z. B. Duroplaste, unter dem Einfluß eines elek­ trischen Feldes von einer Sprühdüse zu einem zu be­ schichtenden Werkstück und setzen sich dort ab. Es ist bekannt, Keramikteile, z. B. Blumentöpfe, mit einem Kunststoffpulver, z. B. Epoxipolyester-Mischpulver, zu beschichten, indem die Keramikteile vorher auf eine Temperatur von ca. 250°C erhitzt werden und anschlie­ ßend das Kunststoffpulver elektrostatisch aufgespritzt wird. Bei Keramikteilen ist wegen der porösen Oberfläche hierfür eine Beschichtung von ca. 200 µm erforderlich, um eine einwandfreie Oberflächenqualität mit glatter hochglänzender Oberfäche zu erhalten. Das bekannte Verfahren hat bei Keramikteilen wegen der erforderli­ chen Schichtdicke den Nachteil eines sehr hohen Pulver­ verbrauchs.

Um den Auftragswirkungsgrad zu erhöhen, ist es ferner bekannt, mit Hilfe einer Absaugeinrichtung und einer Pulverauffangeinrichtung den von dem Werkstück nicht aufgenommenen Teil des Pulversprühkegels abzusaugen und wieder zu verwenden, um den Pulververbrauch zu reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Keramikteilen mit Kunststoffpulver zu schaffen, die einen geringeren Verbrauch an Frischpulver ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß in einem ersten Sprühvorgang eine erste Schicht aus mindestens einem als Abfallmaterial anfal­ lenden Kunststoffpulver als Füllschicht für das poröse Keramikmaterial aufgetragen wird und daß in einem zwei­ ten Sprühvorgang eine zweite Schicht aus Frischpulver als Dekorschicht aufgetragen wird.

Die poröse Oberfläche des Keramikmaterials kann demnach zunächst mit einer Mischung verschiedener als Abfallmaterial anfallender Kunststoffpulver be­ schichtet werden, die in Pulverbeschichtungsbetrieben bei der Reinigung von Pulverbeschichtungsvorrichtungen nach jedem Farbwechsel in großen Mengen anfallen und die bis­ her nicht wiederverwendet werden konnten. Da diese Pul­ ver aber hinsichtlich der Kunststoffqualität einwand­ frei sind, sind sie in hervorragender Weise als Füll­ schicht geeignet. Unmittelbar nach dem Auftragen der Füllschicht wird in einem zweiten Sprühvorgang das kostenintensive Frischpulver als Dekorschicht mit der endgültigen Farbgebung aufgetragen. Auf diese Weise können je nach Schichtdicke der ersten Schicht bis zu 75% der Pulverkosten eingespart werden, da das Misch- und Abfallpulver quasi kostenlos zur Verfügung steht.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß eine erste Schicht in einer Dicke, die zwischen 50 bis 75% der Gesamtbe­ schichtung liegt, aufgetragen wird. Eine solche Schicht­ stärke genügt, um die poröse Oberfläche von Keramiktei­ len zu glätten.

Die Dicke der zweiten Schicht beträgt vorzugsweise zwi­ schen 40 und 60 µm. Eine Schichtdicke für die Dekor­ schicht in dieser Größenordnung gewährleistet eine ein­ wandfreie Deckung der zweiten Schicht auf der ersten Schicht.

Bei einer Pulverbeschichtungsvorrichtung zur Durchfüh­ rung des obigen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Pulversprüheinrichtung aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Sprühstationen besteht, von denen die in Transportrichtung erste Sprühstation Kunststoffpulver in Form von mindestens einem Abfallmaterial zum Auftragen einer Füllschicht und die zweite Sprühstation ensprechend dem vorbestimmten Dekorfarbton ausschließ­ lich Frischpulver erhält, und daß die erste Sprühstation zusätzlich das von der Absaugeinrichtung und der Pulver­ auffangeinrichtung sowohl von der ersten als auch von der zweiten Sprühstation gesammelte Kunststoffpulver als Pulver zur Wiederverwendung erhält.

Bei einer solchen Pulverbeschichtungsvorrichtung ent­ fällt in vorteilhafter Weise die Notwendigkeit der Rei­ nigung bei einem Farbwechsel. Für einen Farbwechsel ist es lediglich erforderlich, den Frischpulverbehälter für die zweite Sprühstation auszutauschen, wobei praktisch ohne Anlagenstillstand die nächste Charge mit einer anderen Farbe besprüht werden kann. Die sonst erfor­ derliche Reinigung der Pulverbeschichtungsvorrichtung, die üblicherweise einen Anlagenstillstand von bis zu zwei Stunden zur Folge hat, entfällt, da das Frischpul­ ver von der Absaugeinrichtung und der Pulverauffang­ einrichtung nicht wieder dem Frischpulver zugeführt wird, sondern dem Abfall- und Mischpulverkreislauf. Dadurch kann außerdem auch die Qualität der Beschich­ tung insofern verbessert werden, daß keine Verunreini­ gungen des Frischpulvers durch die Wiederverwendung auftreten können.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Pulverbeschich­ tungsvorrichtung und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Pulverbeschichtungs­ vorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Pulverbe­ schichtungsvorrichtung mit einem Arbeitskanal 1, durch den eine Transportvorrichtung in Form eines Unterflurförde­ rers 2 verläuft, der Keramikteile 3 auf einem Drehteller 4 transportiert, der sich ständig dreht oder auch nur während der Sprühphase gedreht wird.

Auf der einen Seite des Arbeitskanals 1 sind zwei mit Abstand voneinander angeordnete Sprühstationen 5, 6 mit jeweils zwei Sprühpistolen 7, 8 angeordnet, die an einem Halter 9 befestigt sind. Die mit dem Unterflurförderer 2 transportierten Keramikteile 3 kommen aus einem Ofen, in dem sie auf ca. 250°C erhitzt worden sind.

Der untere Teil des Unterflurförderers wird von einem Gehäuse 11 abgedeckt, damit Teile des durch den Ofen hindurchlaufenden Unterflurförderers 2, die ebenfalls auf 250°C erhitzt sind, nicht von dem von der Sprüh­ pistole 7 ausgehenden Sprühstrahl beschichtet werden.

Anschließend durchlaufen die Keramikteile beide Sprüh­ stationen 5, 6, wobei in der ersten Sprühstation 5 eine Füllschicht aus einem Mischpulver, bestehend aus Abfall­ pulvern verschiedener Farben, die beispielsweise bei der Reinigung von Pulverbeschichtungsanlagen in großen Mengen anfallen, aufgetragen wird. Das Misch- und Ab­ fallpulver kann auch aus Ausschußpulvern bestehen, die beispielsweise bei der Herstellung versehentlich verun­ reinigt wurden oder einem gewünschten Farbton nicht entsprachen. Die Füllschicht bewirkt, daß die Poren der keramischen Oberfläche geschlossen werden und eine glatte hochglänzende Oberfläche der Keramikteile ermög­ licht wird.

In der anschließenden zweiten Sprühstation 6 wird darauf hin eine im Verhältnis zur Füllschicht dünne aber deckende Dekorschicht aufgetragen, die den gewünschten Farbton aufweist.

Die jeweils untere Sprühpistole 7 bei beiden Sprühsta­ tionen 5, 6 beschichtet das Keramikteil 3 von außen, während die obere Sprühpistole 8 die Innenbeschichtung des Keramikteils 3 bewirkt.

Für die beiden Sprühstationen 5, 6 sind getrennte Pulver­ behälter vorgesehen, wobei die erste Sprühstation 5 Misch- und Abfallpulver sowie durch Recycling zurückge­ führtes Pulver sowohl von der ersten als auch von der zweiten Sprühstation 6 enthält, während die zweite Sprüh­ station nur Frischpulver aus dem Frischpulverbehälter 10 erhält.

Auf der den Sprühstationen 5, 6 gegenüberliegenden Seite des Arbeitskanals 1 ist eine Pulverauffangeinrichtung 12 mit einer Absaugeinrichtung 13 angeordnet. Die Pul­ verauffangeinrichtung 12 besteht aus einem im wesent­ lichen quaderförmigen Filterraum 14, der auf seiner den Pulversprühdüsen 8 zugewandten Seite mit einem Prall­ gitter abgegrenzt ist. Dieses Prallgitter 15 läßt die nicht vom Keramikteil aufgenommenen Pulverteilchen hin­ durch in den Innenraum des Filterraumes 14, in dem meh­ rere Filterelemente 16 in Form von senkrecht hängenden Filterkerzen angeordnet sind, die über jeweils eine Venturi-Düse an eine Absaugeinrichtung 13 angeschlossen sind. Im Unterteil des Filterraums 14 befindet sich eine Siebeinrichtung 18, z. B. ein 160 µm-Maschensieb, das Pulveragglomerate zurückhalten soll und einen Pul­ verbehälter 19 nach oben hin abschließt. Der Pulverbe­ behälter 19 im Unterteil des Filterraumes 14 weist eine Pulverfördereinrichtung auf, die das Pulver aus dem Pulverbehälter 19 den Pulversprühdüsen der Sprühpistolen 7, 8 der ersten Sprühstation 5 zuführt.

Der überwiegende Teil der nicht von den Keramikteilen 3 aufgenommenen Pulverteilchen wird von den Filterelemen­ ten 16 der Absaugeinrichtung 13 von beiden Sprühsta­ tionen 5, 6 angesaugt. Dabei setzen sich die Pulverteil­ chen sowohl der ersten als auch der zweiten Sprühsta­ tion auf der Filteroberfläche ab oder sedimentieren nach unten, wo sie nach Passieren der Siebvorrichtung 18 in den Pulverbehälter 19 für Misch- und Abfallpulver gelangen. Die an den Filterelementen 16 haftenden Teil­ chen können in regelmäßigen Rückspülvorgängen aus den Filterporen herausgeblasen werden und gelangen dann über die Siebvorrichtung 18 ebenfalls in den Pulverbe­ hälter 19.

Der Pulverbehälter 19 erhält neben dem rückgeführten Pulverstrom aus beiden Sprühstationen zusätzlich Ab­ fall- und Mischpulver über eine Schlauchleitung 21 aus einem weiteren in den Zeichnungen nicht dargestellten Behälter, um den laufenden Pulververbrauch zu ersetzen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Beschichten von Keramikteilen durch Erhitzen der Keramikteile und anschließendem Auf­ sprühen eines Kunststoffpulvers, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem ersten Sprühvorgang eine erste Schicht aus mindestens einem als Abfallmaterial anfallenden Kunststoffpulver als Füllschicht für das poröse Keramikmaterial aufgetragen wird und
daß in einem zweiten Sprühvorgang eine zweite Schicht aus Frischpulver als Dekorschicht aufge­ tragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht in einer Dicke, die zwischen 50 und 75% der Gesamtbeschichtung liegt, aufgetra­ gen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Schicht in einer Dicke zwischen 40 und 60 µm aufgetragen wird.

4. Pulverbeschichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer Transporteinrichtung, die Keramikteile durch einen Arbeitskanal hindurchgeführt, auf dessen einer Seite mindestens eine Pulversprüheinrichtung und auf dessen anderer Seite eine Absaugeinrichtung und eine Pulverauffangeinrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulversprüheinrichtung aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Sprühstationen (5, 6) be­ steht, von denen die in Transportrichtung erste Sprühstation (5) Kunststoffpulver in Form von min­ destens einem Abfallmaterial zum Auftragen einer Füllschicht und die zweite Sprühstation (6) ent­ sprechend dem vorbestimmten Dekorfarbton ausschließ­ lich Frischpulver erhält und
daß die erste Sprühstation (5) zusätzlich das von der Absaugeinrichtung (13) und der Pulverauffang­ einrichtung (12) sowohl von der ersten (5) als auch von der zweiten Sprühstation (6) gesammelte Kunststoffpulver als Pulver zur Wiederverwendung erhält.