DE3936974C1 - Treatment of paint coagulate - comprises mixing fibres with coagulate, forming layer and heat treating - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von Lackkoagulat zu Gegenständen, wie es beispielsweise aus der GB-OS 20 48 288 als bekannt hervorgeht.

In industriellen Großlackieranlagen fällt eine erhebliche Menge an Lackkoagulat an, weil etwa 20 bis 30% des auf dem industriellen Erzeugnis niedergeschlagenen Lackes zu­ nächst als Farbnebel in der Lackkabine an den zu den lak­ kierenden Gegenständen vorbeigesprüht wird; dieser Lack­ nebel wird abgesaugt und aus dem Luftstrom ausgewaschen. Die im Wasser suspendierten Lacknebeltröpfchen koagulie­ ren; das Lackkoagulat sedimentiert und wird auf unter­ schiedliche Arten weiter eingedickt. Dieses Lackkoagulat stellt den Betreiber der Lackieranlagen vor Entsorgungs- und Umweltprobleme, die dadurch beseitigt werden können, daß das Lackkoagulat als Rohstoff für die Herstellung von Gegenständen verwendet wird.

Die eingangs erwähnte GB-OS 20 48 288 sieht zu diesem Zweck ein zweistufiges Entwässern des Lackkoagulates vor, wobei als zweite Entwässerungsstufe Pressen, Rollen oder Extrudieren vorgesehen ist. In noch feuchtem Zustand des Lackkoagulates werden Fasern zugemischt, wobei diese lose oder in mattengebundener Form vorliegen können. Um dieses Mischen zu erleichtern, d. h. um die Viskosität des Schlammes zu reduzieren, kann das Lackkoagulat beim Zu­ mischen erhitzt werden. Anschließend wird das Gemisch in einer Formpresse getrocknet und ausgehärtet, wobei die erwähnten Gegenstände geformt werden. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, daß das Lackkoagulat beim Einbringen in die Formpresse einen relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt hat, so daß das Koagulat in der Formpresse zunächst erst ausgetrocknet werden muß, was relativ lange Formpreß­ zeiten erforderlich macht. Nachteilig ist ferner, daß aufgrund des relativ hohen Wassergehaltes im Lackkoagulat in dem dem Formpressen unmittelbar vorausgehenden Zustand dieses Lackkoagulat relativ schwer und voluminös ist. Häufig findet nämlich das Zumischen der Fasern und das Formpressen in einem anderen Betrieb als dem Lackierbe­ trieb statt, so daß das entwässerte Lackkoagulat über möglicherweise große Entfernungen transportiert werden muß. Hierbei macht sich das hohe Gewicht und das hohe Vo­ lumen des noch sehr feuchten Lackkoagulates störend be­ merkbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrunde gelegte Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß kürzere Preßzeiten erzielbar sind und daß das Transportgewicht und -volumen des entwässerten Lackkoagulates möglichst gering sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank einer ther­ misch vorsichtigen Trocknung des Lackkoagulates bis zu einem rieselfähigen Pulver kann dem Lackkoagulat nahezu vollständig die Feuchtigkeit entzogen werden, wodurch das Transportvolumen und das Transportgewicht des Lackkoagu­ lates reduziert und wodurch ferner die Taktzeiten beim anschließenden Formpressen verkürzt werden. Außerdem läßt sich das Pulver sehr gut mit Fasern - sei es in loser Form, sei es in mattengebundener Form - vermischen. Dank des Entklebens des Lackkoagulates in noch sehr wässriger Phase wird die spätere Entwässerung durch Sedimentation und durch Fliehkrafteinfluß ganz wesentlich erleichtert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Un­ teransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfin­ dung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert; dabei zeigt die einzige Figur ein Verfahrensschema zur Entsorgung des Lackkoagu­ lates von Lackierkabinen zu Massenartikeln.

In dem zeichnerisch dargestellten Verfahrensschema ist links oben eine Lackierkabine 2 gezeigt, in der eine Ka­ rosserie 3 für Personenkraftwagen als Beispiel eines Lak­ kiergutes mittels Lackzerstäubereinrichtungen 4 lackiert wird. Über Zuluftgebläse 5 wird die Kabinenatmosphäre und mit ihr der in der Kabine enthaltene Lacknebel nach unten geblasen, tritt durch ein Gitterrost 7 in eine unterhalb der Aufstellebene der Karosserie 3 angeordnete Farbnebel­ auswaschung ein, in welcher der in der Luft enthaltene Nebel durch Wasser aus ihr herausgewaschen wird. Die ein­ gefangenen Farbnebeltröpfchen sind in dem Auswaschwasser 8 suspendiert. Aus dem Lacknebel-Sammelraum wird die von Lacknebel weitgehend gereinigte Spritzkabinenluft mittels des Absauggebläses 6 abgesaugt.

Die im Auswaschwasser suspendierten Lacknebeltröpfchen sind sehr klebrig und setzen sich überall fest, was ins­ besondere dann störend ist, wenn die Lacknebeltröpfchen zu größeren Klumpen koaguliert sind. Um ein solches Festkle­ ben der Koagulate bei der Weiterbehandlung des Auswasch­ wassers zu verhindern, wird diesem ein sogenanntes Ent­ klebungsmittel zugesetzt. Und zwar wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel aufgeschlemmte Tonerde 10 als Beispiel eines Koaguliermittels aus einem Behälter mittels einer Dosierpumpe einem Mischer 9 zugesetzt, wo sich die Tonerde innig mit dem Auswaschwasser vermischt. Die Tonerde lagert sich an die suspendierten Lackpartikelchen an und nimmt ihnen ihre Klebewirkung. Auch andere Entklebungsmittel sind möglich, z.B. Natronlauge, Calciumchlorid usw. die aber nicht so wirkungsvoll sind. Nach dem Entkleben wird das Auswaschwasser 8 in ein Absetzbecken 11 geleitet, in welchem sich das Auswaschwasser beruhigt und die darin enthaltenen, durch Anlagerung von Tonerde beschwerten und entklebten Lacknebeltröpfchen schwerkraftbedingt zu einem stark wasserhaltigen Koagulationsschlamm 12 absetzen. Diesem dünnen und leicht fließenden Koagulationsschlamm 12 wird ein Flockungsmittel in einem Reaktionsgefäß zugegeben um sein Entwässerungsverhalten zu verbessern; anschließend wird dieses Gemisch einer Zentrifuge 14 zugeleitet, in welcher das Lackkoagulat durch Fliehkrafteinfluß weiter entwässert wird. An der Zentrifuge tritt ein stichfester Koagulationsschlamm 13 mit einer Restfeuchte von etwa 50% aus. Sowohl am Absetzbecken 11 als auch an der Zentrifuge 14 fällt laufend an der Klarwasserrinne 28 bzw. an der Ringkammer 29 von Lacknebeltröpfchen befreites Wasser an. Die Wasserfraktion der Zentrifuge wird in das Absetzbecken zurückgeleitet, wogegen der Überlauf der Klarwasserrinne 28 am Absetzbecken über eine Waschwasserpumpe 30 in den Waschkreislauf für Lackkabinenluft zurückgespeist wird.

Das solcherart entwässerte Lackkoagulat wird zu Massenar­ tikel 1 nach dem nachfolgend beschriebenen, sich an­ schließenden Verfahren weiterverarbeitet. Der an der Zen­ trifuge 14 austretende Koagulationsschlamm 13 wird über eine z. B. als Förderschnecke ausgebildete Dickstoffpumpe 25 in einem Trocknungsofen 15 gepumpt, in welchem das Ko­ agulat thermisch vorsichtig getrocknet wird. Und zwar muß darauf Acht gegeben werden, daß die Reaktionsfähigkeit des im Lackkoagulat noch enthaltenen Binders des Lackes noch erhalten bleibt. Das bedeutet, daß die beim Trocknen im Lackkoagulat herrschenden Spitzentemperaturen unter 125° bis 130°C bleiben, mögen die Wandungstemperaturen des Ofens selber auch geringfügig darüber liegen. Der Ofentyp selber ist von sekundärer Bedeutung; beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Drehrohrofen gezeigt, der mit Dampf beheizt ist. Durch förderwirksame Inneneinbauten z. B. Schaufeln oder Schnecken, die jedoch nicht gezeigt sind und/oder durch eine Neigung des Drehrohrofens in Schwer­ kraftrichtung wird der eingebrachte Koagulationsschlamm langsam in Axialrichtung durch den Ofen hindurch gefördert und tritt schließlich am Ende getrocknet aus dem Ofen aus. Dabei fällt ein rieselfähiges Pulver an; in jedem Fall sollte die Prozeßführung und Garnierung des Ofens derart ausgebildet sein, daß das getrocknete Produkt nicht ver­ klumpt, sondern - wie gesagt - zu einem Pulver oder einem feinkörnigen Granulat zerfällt. Gegebenenfalls kann auch ein Mahlvorgang nachgeschaltet werden. Das aus dem Trock­ nungsofen 15 austretende getrocknete Lackkoagulat ist mit 17 bezeichnet; es kann nach kurzer Zwischenlagerung in Silos oder entsprechenden Lagerstätten anschließend un­ mittelbar weiterverarbeitet oder auch zu entsprechenden Verarbeitungsbetrieben verfrachtet werden.

Bei der Trocknung des Lackkoagulates fällt die im Koagu­ lationsschlamm 13 zunächst noch enthaltene Feuchtigkeit als Dampf in der Ofenatmosphäre an. Diese Ofenluft wird laufend über eine Absaughaube 16 und ein entsprechendes Absauggebläse aufgefangen und aus dem Ofen abgeführt, wo­ bei am anderen Ofenende entsprechende Frischluft zugeführt wird. Zweckmäßigerweise kann die Frischluft über einen Wärmetauscher 26 vorgewärmt werden, wobei dieser wärme­ aufnahmeseitig von der abgesaugten Abluft gespeist wird. Aufgrund der Abkühlung der abgesaugten Ofenatmosphäre in dem Wärmetauscher 26 kondensiert darin weitgehend das zu­ nächst dampfförmig in der abgesaugten Ofenluft enthaltene Wasser, welches sich in dem Kondensatsammler 27 sammelt.

Dieses Wasser kann ebenfalls - und zwar aus Umweltschutz­ gründen - in den Wasserkreislauf des Kabinenwaschwassers zurückgespeist werden.

Nachdem das getrocknete Lackkoagulat 17 zu Massenartikeln 1 weiterverarbeitet werden soll und diese letztlich voll­ ständig von Feuchtigkeit befreit sein müssen, ist es zweckmäßig, diese im Endeffekt vollständige Trocknung auch im Trocknungsofen 15 vorzunehmen. Aus diesem Grunde wird man zweckmäßigerweise das Lackkoagulat 17 in dem Trock­ nungsofen auf eine Restfeuchte von 10 bis 2% trocknen. Je geringer die Restfeuchte in dem Lackkoagulat 17 ist, um so kürzere Taktzeiten können in dem späteren Weiterverarbeitungsprozeß eingehalten werden. Andererseits ist es nicht zweckmäßig, das Lackkoagulat absolut trocken, also ohne jegliche Restfeuchte auszutrocknen, weil dann die Gefahr einer Überhitzung des Lackkoagulates in der Endphase des Trockenvorganges besteht. Dieses absolute Austrocknen des Lackkoagulates sollte auf den Formge­ bungsprozeß, in welchem das Lackkoagulat zu einem formbe­ ständigen Körper verpreßt und ausgehärtet wird, beschränkt bleiben.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Fahr­ zeugkarosserien lackiert. Dabei fallen je produziertem Fahrzeug erfahrungsgemäß etwa 1,6 kg nahezu vollständig trockenes Lackkoagulat an. Man wird zur Vermeidung von Transportwegen nach Möglichkeiten suchen, Massenartikel herzustellen, die bei dem Produkt verbaut werden können, welches in der Lackieranlage lackiert worden ist, die den Lackschlamm hervorbringt. Bei der Lackierung von Kraft­ fahrzeugkarosserien wird man daher zweckmäßigerweise Mas­ senartikel produzieren, die sich in dem Kraftfahrzeug verbauen lassen. Dies könnten beispielsweise Verklei­ dungsteile oder auch Dämmmatten sein. Soweit - aus welchen Gründen auch immer - eine Weiterverarbeitung des anfal­ lenden Lackkoagulates 17 innerhalb des gleichen Fabrika­ tionsbetriebes zu verbaubaren Einzelteilen nicht möglich ist, ist selbstverständlich auch eine Weiterverarbeitung zu anderen Artikeln, die nicht innerhalb des Fabrikati­ onsbetriebes verbaut werden können, möglich, die jedoch dann als fertige Artikel an andere Betriebe weiter­ geliefert werden. Daneben ist es auch denkbar, überschüs­ siges Lackkoagulat 17 in Pulverform zu anderen Weiterverarbeitungsbetrieben zu verfrachten. Ein solcher Transportweg ist aus Kostengründen viel eher zu vertreten, weil es sich bei dem getrockneten Lackkoagulat 17 weniger um einen Abfallstoff, als vielmehr um einen durchaus noch wiederverwendbaren Rohstoff handelt.

Die Weiterverarbeitung des pulverförmigen oder feingranu­ lierten Lackkoagulates 17 geschieht grundsätzlich durch Heißpressen in einem formgebenden Werkzeug, wobei eine sehr starke Volumenreduzierung zustandekommt. Durch das Heißpressen in dem formgebenden Werkzeug werden die Körner des Lackkoagulates zu einem homogenen Werkstoffverbund verpreßt, der thermisch aufgrund der noch verbliebenen Reaktionsfähigkeit des darin enthaltenen Binders zu einem stabilen Körper abbindet.

Die unten im Verfahrensschema gezeigte Weiterverarbeitung betrifft ein formstabiles Verkleidungsteil, beispielsweise eine Verkleidungsplatte für Kraftfahrzeugtüren. Ausgangs­ stoff hierfür ist eine aufgewickelte Faserbahn 19 aus Ju­ te, die eine eingenadelte Wirrlage von Jutefasern in einer Stärke von etwa 30 mm enthält. Die aufgenadelten Jutefa­ sern liegen dabei sehr locker und weitmaschig. In diese lockere und weitmaschige Faserstruktur wird, nach einem Einsprühen eines Klebers, das pulverförmige Lackkoagulat über einen Einschüttrichter zunächst auf der einen Seite zu einer Aufschüttung 20 und - nach Umlenkung über eine Walze - auch auf die andere Seite aufgeschüttet - Auf­ schüttung 20′. Dank des vorher eingesprühten Klebers haften die Aufschüttungen an der Faserstruktur fest. Die solcherart gebildete lockere Rohbahn wird in einer Quer­ schneideeinrichtung 21 zu formentsprechenden Stanzlingen geschnitten, die in ein geeignetes Formpreßwerkzeug 22 eingegeben werden. Die Formhälften des Formpreßwerkzeuges sind mit einer Heizung 23 versehen. Durch Schließen des Formpreßwerkzeuges und Zusammenpressen der Werkzeughälften unter hohem Druck bei gleichzeitiger Anwendung von Hitze wird der Zuschnitt aus der Rohbahn sehr stark verdichtet und unter der Hitzeeinwirkung ausgehärtet. Durch die An­ wendung von hohem Preßdruck und hoher Temperatur wird ein formstabiler Massenartikel 1 als Endprodukt erzeugt, der durch die eingelagerten Fasern eine gute Festigkeit hat und beispielsweise als Verkleidungsteil innerhalb eines Fahrzeuges verbaut werden kann.

Bei dem erwähnten Beispiel der Herstellung von Türver­ kleidungsplatten wurden je Plattenseite etwa 200 g, also etwa 400 g je Türverkleidungsplatte verpreßt. Bei einem viertürigen Kraftfahrzeug könnten unter Umständen auf diese Weise 1600 g Lackkoagulat je Fahrzeug verarbeitet werden. Bisher wurden derartige Türverkleidungsplatten aus kunstharzgebundenen Holzfasern - sogenannte Hartfaser­ platten - hergestellt. Die aus Lackkoagulat hergestellten Türverkleidungsplatten entsprechen in vieler Hinsicht durchaus den an solche Bauteil zu stellenden Anforde­ rungen, so daß die ersten Erprobungen durchaus ermutigend sind. Vorteilhaft an den aus Lackkoagulat hergestellten Türverkleidungsplatten ist ihre glatte Oberfläche, die sich für die spätere Kaschierung der Türverkleidungs­ platten mit Dekorfolien gut eignet.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, andere Innenaus­ bauteile, die ebenfalls später mit Dekorfolie überzogen werden, unter Verwendung von Lackkoagulat herzustellen. Hierbei ist es denkbar, dem Lackkoagulat auch andere faserartigen Stoffe, wie z.B. Holzfasern zuzumischen. Bei dem Erfordernis höherer Festigkeiten ist es auch denkbar, dem pulverförmigen Lackkoagulat vor seiner Weiterverarbeitung Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, in Längen zwischen wenigen Millimetern und einigen Zentimetern zuzumischen.

Auch Dämmatten lassen sich unter der Verwendung von ge­ trocknetem Lackkoagulat herstellen. Hierbei wird zunächst auch von einer Fasermatte ausgegangen, die mit einer Mischung aus Bitumen und Lackkoagulat getränkt und unter mäßiger Preßkraft und Hitze zu einem relativ formstabilen aber gleichwohl noch flexiblen Formkörper verpreßt wird. Die solcherart vorgefertigte Dämmatte wird innenseitig auf eine Karosserie aufgeklebt, die anschließend noch einmal die Endlackierung durchläuft. Beim Einbrennen einer Zwi­ schen-Lackschicht wird dann auch die Dämmatte noch einmal ausgehärtet, wobei sie sich aufgrund ihrer Flexibilität eng an die Karosserieoberfläche anschmiegt und dabei aus­ härtet. Auch in dieser Hinsicht sind erste Versuche er­ folgversprechend verlaufen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Verarbeiten von aus dem Lackauswasch­ wasser von Lackierkabinen stammenden, entwässerten und getrockneten Lackkoagulat zu formbeständigen Gegenständen,

• - wobei dem weitgehend getrockneten Lackkoagulat Fasern zugemischt werden oder das Lackkoagulat auf in Mattenform gebundenen Fasern verteilt wird und
• - eine solche Stoffgemischlage unter Wärmeeinwirkung bei Temperaturen von mindestens 130°C und unter Druck in einem Formpreßwerkzeug zu einem der Gegenstände gepreßt wird, gekennzeichnet durch folgende Ausgestaltung von Verfahrensschritten:
  • a) in das von der Lackierkabine abgezogene Lackaus­ waschwasser wird eine Aufschwemmung kleinster Partikel mit großer Oberfläche, insbesondere Tonerde als physi­ kalisch wirkendes Entklebungsmittel und/oder Koagula­ tionsmittel für den koagulierenden Lack zugemischt,
  • b) das lediglich durch Massewirkung, nämlich durch Schwerkraft- und Fliehkraftabscheidung bewirkte Ent­ wässern des Lackkoagulates wird - gegebenenfalls unter Einsatz von Entwässerungschemikalien - bis zu einem Wassergehalt von etwa 50% betrieben,
  • c) das entwässerte Lackkoagulat wird thermisch vor­ sichtig, d. h. unter zumindest teilweise Aufrechter­ haltung der Reaktionsfähigkeit des enthaltenen Binders bei Temperaturen im Bereich zwischen 90 und 110°C bis zu einem rieselfähigen Pulver und einer Rest­ feuchte von etwa 2 bis 10% getrocknet;
  • d) erst in dem Zustand des rieselfähigen Pulvers wird das Lackkoagulat mit den Fasern zusammengebracht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Matte gebundenen Fasern in Form eines lockeren Schlingenteppichs oder losen Filzes mit ober- und unterseitig abstehenden Schlingen ausgebildet sind, daß die Schlingen vor dem Mischen mit Lackkoagulat mit Kleb­ stoff versehen und daß das rieselfähige Lackkoagulat beidseitig in die Schlingen eingestreut oder eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lackkoagulat mit Bitumen vermischt wird.