DE4328088B4 - Process for coating workpieces with organic coating materials - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Beschichten von Werkstücken mit einem organischen Beschichtungsstoff, der mit Hilfe mindestens eines hochspannungsführenden Zuführrohres elektrostatisch aufgeladen und strahlförmig in mindestens einen Druckknotenbereich eines stehenden Ultraschallfeldes eingeleitet wird, das von zwei auf einer gemeinsamen Schwingerachse einander mit Abstand gegenüberliegenden aktiven Ultraschallschwingern mit im wesentlichen gleichen Kenngrößen erzeugt wird, sowie im Ultraschallfeld zu einem Zerstäubungsprodukt zerstäubt und von dort direkt auf das Werkstück überführt wird.method for coating workpieces with an organic coating material, with the help of at least a high-voltage supply pipe electrostatically charged and jet-shaped in at least one pressure node area a standing ultrasonic field is initiated, that of two on a common transducer axis opposite each other by far active ultrasonic vibrators produced with substantially the same characteristics is atomized as well as in the ultrasonic field to a sputtering product and of There is transferred directly to the workpiece.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken mit organischen Beschichtungsstoffen.The The invention relates to a method for coating workpieces organic coating materials.
Verfahren zum Zerstäuben von organischen Bechichtungsstoffen sind bekannt, z.B. aus WO 92/00342 A1. Bei dem bekannten Verfahren werden wärmehärtbare Kunstharze in einem Extruder aufbereitet und anschließend zerstäubt. Das in Form eines Aerosols vorliegende Zerstäubungsprodukt ergibt nach Abkühlen auf Raumtemperatur ein rieselfähiges Pulver oder Granulat mit mehr oder weniger kugelförmigen Harzpartikeln. Dieses Produkt ist lagerfähig und wird mit Hilfe an sich bekannter Verfahren, wie Sprüh- und Spritzeinrichtung auch unter Zuhilfenahme elektrostatischer Aufladung zum Beschichten von Werkstücken verwendet. Zur Herstellung des Granulats bedient man sich bekannter Rotationszerstäuber oder Zerstäuber mit Hochgeschwindigkeitsgasströmen.method for atomising of organic coating materials are known, e.g. from WO 92/00342 A1. In the known method are thermosetting resins in one Extruder processed and then atomized. This in the form of an aerosol present atomization product results after cooling to room temperature, a free-flowing powder or granules with more or less spherical resin particles. This Product is storable and is by means of known methods, such as spraying and spraying also with the aid of electrostatic charging for coating of workpieces used. For the preparation of the granules used to familiar Rotary atomizer or atomizer with high velocity gas streams.
Aus
der vorgenannten Druckschrift ist auch bekannt, die Zerstäubung in
einem stehenden Ultraschallfeld vorzunehmen, das von zwei auf einer
gemeinsamen Schwingerachse einander mit Abstand gegenüberliegenden
aktiven Ultraschallschwingen mit im wesentlichen gleichen Kenngrößen erzeugt wird.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus
Ein ähnliches
Verfahren zum Zerstäuben
eines flüssigen
Mediums mit Hilfe einer stehenden Ultraschallwelle ist aus der
Aus
der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken mit einem organischen Beschichtungsstoff anzugeben, das eine besonders effektive Zerstäubung des Beschichtungsstoffes sowie eine direkte Verarbeitung des organischen Beschichtungsstoffes und somit eine direkte Beschichtung der Werkstücke erlaubt.Of the The present invention is based on the object, a method for coating workpieces with an organic coating material that is a particular effective atomization the coating material as well as a direct processing of the organic Coating material and thus a direct coating of the workpieces allowed.
Das diese Aufgabe lösende Verfahren gemäß der Erfindung ist in Patentanspruch 1 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüche.The solving this task Method according to the invention is defined in claim 1. Advantageous developments and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird das als Beschichtungsstoff dienende Fluid oder Schmelze dem elektrostatisch aufgeladenen Stehwellenzerstäuber zugeführt, so dass der Beschichtungsstoff bereits bei der Zuführung elektrostatisch aufgeladen wird, und gelangt nach der Zerstäubung ohne Zwischenlagerung direkt auf das Werkstück. Die bereits bei der Zuführung erfolgende elektrostatische Aufladung des durch Erhitzen fluidisierten Beschichtungsstoffes fördert den Zerstäubungsprozess durch Herabsetzen der effektiven Oberflächenspannung und führt gleichzeitig wegen des wirksamen elektrischen Feldes zu einem gezielteren Transport der Partikel zum Werkstück. Durch die abfallarme Überführung des Aerosols auf das Werkstück ergibt sich ein verringerter Werkstoffverlust und eine wirtsohaftlichere Oberflächenvergütung.According to the invention as a coating material serving fluid or melt the electrostatic charged standing wave atomizer supplied so that the coating material already electrostatic during the supply is charged, and passes after the atomization without intermediate storage directly on the workpiece. The already at the feeder electrostatic charging of the fluidized by heating Promotes coating material the sputtering process by lowering the effective surface tension and performs at the same time because of the effective electric field to a more targeted transport the particle to the workpiece. Due to the low-waste transfer of Aerosols on the workpiece results a reduced material loss and a more economic Surface Treatment.
Durch den Einsatz von, Stehwellenzerstäubern gelingt es somit, neben den heute üblichen durch Lösemittel verdünnten Harzlösungen auch lösemittelarme bzw. lösemittelfreie Filmbildner in Aerosole bzw. runde oder rundliche Festpartikel oder Tropfen zu überführen. Selbst bei Raumtemperatur feste, d. h. klebfreie Harze können nach Verflüssigung ohne jegliche weitere Verdünnung durch flüchtige Lösemittel mit Stehwellenzerstäubern verarbeitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt daher eine direkte Beschichtung von Werkstücken mit zerstäubbaren Fluiden, die ein breites Viskositätsspektrum aufweisen. Auf den Einsatz von Lösemitteln kann teilweise oder sogar vollständig verzichtet werden. Überschüssiges, d. h. das Werkstück verfehlendes Material kann durch die Klebfreiheit der Einzelpartikel ohne aufwendige verfahrenstechnische Maßnahmen durch Filter oder Zyklone zurückgewonnen werden und steht damit für einen erneuten Einsatz als Beschichtungsstoff zur Verfügung.Through the use of standing wave atomizers, it is thus possible to convert low-solvent or solvent-free film formers into aerosols or round or roundish solid particles or droplets in addition to the resin solutions diluted by solvents today. Even at room temperature solid, ie tack-free resins can be processed after liquefaction without any further dilution by volatile solvents with standing wave sputtering. The method according to the invention therefore permits direct coating of workpieces with atomisable fluids which have a broad viscosity spectrum. The use of solvents can be omitted partially or even completely. Excess material, that is, the workpiece missing material can be recovered by the tackiness of the individual particles without complex procedural measures by filters or cyclones and thus stands for a renewed Use as coating material available.
Durch die elektrische Aufladung der Aerosole und durch den gleichzeitig geringen Eigenimpuls bei Stehwellenzerstäubung sind hohe Materialausbeuten zu erreichen.By the electric charge of the aerosols and by the same time Low self-impulse at standing wave sputtering are high material yields to reach.
Die Anwendung von Stehwellenzerstäubern mit elektrostatischer Unterstützung hat gerade bei der Direktverarbeitung von aufgeschmolzenen Festharzen Vorteile, da beim Zerstäuben und direktem Beschichten von Werkstücken wegen des Entfallens von Anforderungen an die Blockfestigkeit die Verwendung von Harzen mit niedrigerer Glastemperatur als sie bei herkömmlicher Pulverlackiertechnologie üblich ist, möglich wird. Damit sind niedrigere Aufschmelztemperaturen zu erreichen. Ein besserer Verlauf wird auch bei dünneren Schichten erzielt. Dies verbessert die Qualität und erspart Material. Ferner entfallen bei Einsatz von Stehwellenzerstäubern zur Direktverarbeitung von Polymerschmelzen im Vergleich zur herkömmlichen Pulverlackiertechnik kostenintensive Mahlprozesse. Die sphärische Partikelform des Zerstäubungsproduktes gewährleistet eine gleichmäßigere Verteilung der statischen Aufladung an der Oberfläche und führt zu einer gleichmäßigeren Schichtverteilung. Schließlich spielt die Lager- bzw. Transportfähigkeit des Beschichtungsstoffes keine Rolle mehr, da die Zerstäubung und Beschichtung unmittelbar aufeinander folgen.The Application of standing wave sputtering with electrostatic support currently has direct processing of molten solid resins Advantages, because when sputtering and direct coating of workpieces due to omission of Requirements for blocking resistance the use of resins with lower glass transition temperature than is customary in conventional powder coating technology, possible becomes. This allows lower melting temperatures to be achieved. A better course is achieved even with thinner layers. This improves the quality and saves material. Furthermore, omitted when using standing wave sputtering for Direct processing of polymer melts compared to conventional ones Powder coating technology cost-intensive grinding processes. The spherical particle shape of the atomization product ensures a more even distribution the static charge on the surface and leads to a more uniform Layer distribution. After all plays the storage or transportability of the coating material no longer matter, because the atomization and coating immediately follow each other.
Insgesamt bietet deshalb die elektrostatisch unterstützte Ultraschall-Stehwellenzerstäubung nicht nur graduelle Verbesserungen derzeitiger Applikationstechniken, sondern eröffnet völlig neue Wege für die Erarbeitung einer schadstoffreien Lackiertechnologie.All in all therefore offers the electrostatically assisted ultrasonic standing wave sputtering not only gradual improvements of current application techniques, but open completely new ways for the Development of a pollution-free coating technology.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be explained below with reference to the drawing. It shows:
Der
in einen oder mehrere Druckknotenbereiche der Stehwelle eingeleitete
Beschichtungsstoff wird zerstäubt
und gelangt direkt als Aerosol
In
der in
Für Pulverlacke,
die aus einer Schmelze verarbeitet werden müssen, erfolgt die Aufbereitung durch
vorheriges physikalisches Abmischen und anschließendes Compoundieren in einem nicht
dargestellten Extruder. Der Extruder führt das Material über das
Zuführorgan
Die Härtung der Beschichtung auf dem Werkstück kann in üblicher Weise erfolgen, z.B. mit Konvektionstrocknern, Infra rothärtung und Kombinationen hiervon, soweit es sich um chemisch reagierende Systeme handelt. Ist der eingesetzte Beschichtungsstoff jedoch strahlenhärtend, so muß die Zufuhr geeigneter Strahlung erfolgen, z.B. Elektronenstrahlhärtung oder UV-Härtung.The hardening the coating on the workpiece can in usual Manner, e.g. with convection dryers, infrared curing and Combinations thereof, as far as chemically reactive systems are concerned is. However, if the coating material used is radiation-curing, then must the feed suitable radiation, e.g. Electron beam hardening or UV curing.
Claims (11)
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DE19934328088 DE4328088B4 (en) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | Process for coating workpieces with organic coating materials |
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