DE69217384T2

DE69217384T2 - Verbesserungen in bezug auf ein verfahren und eine vorrichtung zur beschichtung von gegenständen

Info

Publication number: DE69217384T2
Application number: DE69217384T
Authority: DE
Inventors: Robert C/- Osaka Sanso Kogyo Ltd 4-1-14 Myahara Yodogawa-Ku Osaka 532 Bowes; Yutaka Hyogo 662 Kamada; Yoshihiro 4-723 Minamida-Cho Kyoto Matsumoto
Original assignee: INT PARTNERS GLASS RES; BOC Group Ltd
Current assignee: INT PARTNERS GLASS RES; BOC Group Ltd
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP3242922B2; AU660509B2; CA2124357C; ES2098554T3; DK0614449T3; CA2124357A1; EP0614449A4; EP0614449B1; DE69217384D1; EP0614449A1; AU2936392A; WO1993011079A1; JPH07505111A; ATE148681T1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein eine Verbesserung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf den Außenflächen von Gegenständen und insbesondere eines Verfahrens und einer Vorrichtung, bei dem bzw. in dem zerbrechliche Gegenstände mit einem Monomer- oder Polymermaterial tauchbeschichtet werden, um ihre dynamische Festigkeit zu erhöhen. Das Verfahren und die Vorrichtung sind auf grundsätzlich zylindrische Glasgegenstände, wie beispielsweise zylindrische Flaschen und andere Behälter, anwendbar, um ihre Beständigkeit und Aufprallfestigkeit gegenüber Bruch zu erhöhen, und im folgenden wird die Erfindung der Einfachheit halber anhand dieser beispielhaften Anwendung beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist.
Die australische Patentanmeldung 70941/91 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei dem bzw. bei der Glasbehälter kurz in ein Material getaucht werden, um eine Außenbeschichtung des Materials aufzubringen. Ein bei dem Verfahren und der Vorrichtung verwendetes bevorzugtes Beschichtungsmaterial ist ein Monomer- oder Polymerharz auf Lösungsmittelbasis. Ein allgemein verwendetes Lösungsmittel ist Methylethylketon (MEK). Bei einem Material mit einem Anteil von ca. 75% MEK hat sich erwiesen, daß es eine gut ausgehärtete Beschichtung liefert. Die aufgebrachte Beschichtung hat eine Dicke von bis zu ca. 10 µm, wobei das Verfahren und die Vorrichtung mit dem bevorzugten Beschichtungsmaterial gleichmäßige Dicken von ca. 5 bis 6 µm erzielen.
Obwohl das Verfahren und die Vorrichtung im allgemeinen zufriedenstellend arbeiten und eine akzeptable Beschichtung der Gegenstände erzielen, ergeben sich Probleme in Zusammenhang mit der Verwendung des bevorzugten Beschichtungsmaterials.
Es ist allgemein bekannt, daß MEK ein leicht flüchtiges Lösungsmittel ist, das am Aufstellungsort der Vorrichtung erhebliche Feuer- oder Explosionsrisiken mit sich bringt. Dies gilt insbesondere für die beispielhafte Anwendung, bei der die Vorrichtung praktischerweise auf einem Glühofen- Förderer zum Tauchbeschichten erwärmter Glasbehälter angeordnet ist. Außerdem stellen die Lösungsmitteldämpfe, die während der Wärmealterung der Beschichtung verdampft werden, eine unangenehme und möglicherweise schädliche Arbeitsumgebung für das Bedienungspersonal der Vorrichtung dar. Somit stellen das Verfahren und die Vorrichtung eine potentiell gefährliche Situation dar.
In dem Bemühen, diese Situation zu entschärfen, ist die Vorrichtung gemäß der Patentanmeldung 70941/91 mit einem Entlüftungssystem versehen worden, um die Lösungsmitteldämpfe zu verdünnen und aus der Vorrichtung abzusaugen. Die Dämpfe sind jedoch ins Freie geleitet worden, was einen Verlust des Lösungsmittels bedeutet. Außerdem kann die Emission des Lösungsmittel ins Freie umweltschädlich sein.
Bei der Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der obengenannten Patentanmeldung ist gleichbleibend eine Mindestdicke der Beschichtung von etwa 5 bis 6 µm erzielt worden. Beim Herstellen dünnerer Beschichtungen von etwa 1 bis 3 µm ergeben sich Probleme. Diesbezüglich wird es schwierig, die Beschichtung in der dafür vorgesehenen Luftatmosphäre auszuhärten, da Sauerstoff den Aushärtprozeß hemmt, so daß die Beschichtung von innen her (an der Berührungsfläche mit dem Glas) aushärtet. Es besteht jedoch Einigkeit darüber, daß eine dünnere Beschichtung im Sinne einer geringeren Menge und damit geringeren Kosten der Beschichtung wirtschaftlicher wäre, während die dynamische Festigkeit der beschichteten Behälter nicht in unzulässiger Weise verschlechtert würde.
Es hat sich gezeigt, daß ein einwandfreies Aushärten des Beschichtungsmaterials relativ hochenergetische Strahlungsquellen für ultraviolettes Licht erfordert. Der Grund hierfür sind die wenigen verfügbaren Stellen für solche Einheiten im Vergleich zu den daran vorbeitransportierten Gegenständen sowie die Umgebungsbedingungen, unter denen sie eingesetzt sind. Solche Einheiten haben hohe Anschaffungs- und Betriebskosten, was in der gesamten Kostenstruktur für die Beschichtung der Gegenstände zu Buche schlägt.
Des weiteren stellte man fest, daß sich das in die Aushärtzone gelangende MEK-Lösungsmittel aufspaltet, wodurch sich Ruß auf den Ultraviolettlicht-Bestrahlungseinheiten niederschlägt. Dadurch wird wiederum das Ultraviolettlicht allmählich immer stärker daran gehindert, die Behälteroberfläche zu erreichen, wodurch sich der Aushärtvorgang der Beschichtung verschlechtert. Im Ergebnis kann die Beschichtungsqualität und damit die Behälterqualität schwanken.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile durch Bereitstellen eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zum Aufbringen von Schutzüberzügen zu mildern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Schutzüberzugs bereitzustellen, deren Ausführung und Betrieb sicherer und sauberer sind als ähnliche frühere Anordnungen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein effizienteres Verfahren und eine effizientere Vorrichtung zum Aufbringen eines Schutzüberzugs auf zerbrechliche Gegenstände, wie Glasflaschen und sonstige Glasbehälter, bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Beschichten der Außenflächen erwärmter Glasbehälter, die einen Glühofen mit einer geregelten Temperatur verlassen, bereitgestellt, das folgendes beinhaltet: Transport der Behälter entlang einer Beschichtungsstraße, die nacheinander durch eine Tauchzone, eine Wärmealterungszone und eine Aushärtzone einer Beschichtungskammer führt, so daß die Behälter in einer berührungslosen Beziehung zueinander angeordnet sind; Tauchen der durch die Tauchzone transportierten Behälter zumindest teilweise in ein Bad mit unter ultraviolettem Licht aushärtbarem flüssigem Beschichtungsmaterial, um eine Schicht des Beschichtungsmaterials auf den Außenflächen der Behälter aufzubringen; thermisches Altern der aufgebrachten Beschichtung der durch die Wärmealterungszone transportierten Behälter; und Aussetzen der durch die Aushärtzone transportierten Behälter einer Bestrahlung mit ultravioletter Lichtstrahlung zum Aushärten der Beschichtung, wobei die Behälter in einer gegenüber der Beschichtung reaktionsträgen Atmosphäre getaucht, thermisch gealtert und bestrahlt werden, wobei die Inertgasatmosphäre ein Druckgefälle entlang der Beschichtungsstraße aufweist, durch das das Inertgas veranlaßt wird, innerhalb der Beschichtungskammer im allgemeinen in Richtung von der Aushärtzone zur Tauchzone zu strömen, wodurch das Inertgas Dämpfe des Beschichtungsmaterials mitnimmt, um sie aus der Aushärtzone zu entfernen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Beschichten der Außenflächen erwärmter Glasbehälter, die einen Glühofen mit einer geregelten Temperatur verlassen, bereitgestellt, die folgendes beinhaltet: eine Beschichtungskammer mit einer Tauchzone, eine Wärmealterungszone und eine Aushärtzone; eine Fördereinrichtung, die eine Beschichtungsstraße definiert, die nacheinander durch die Tauchzone, die Wärmealterungszone und die Aushärtzone der Beschichtungskammer führt und die so betrieben werden kann, daß die Behälter entlang der Beschichtungsstraße transportiert werden, daß sie in einer berührungslosen Beziehung zueinander angeordnet sind; einen Beschichtungskessel in der Tauchzone zur Aufnahme eines Bades flüssigen unter ultraviolettem Licht aushärtbaren Beschichtungsmaterials, wobei die Fördereinrichtung so angeordnet ist, daß die von ihr transportierten Behälter getaucht werden, um eine Schicht des Beschichtungsmaterials auf den Außenflächen der Behälter aufzubringen; eine Bestrahlungseinrichtung in der Aushärtzone, die so betrieben werden kann, daß sie die entlang der Beschichtungsstraße transportierten beschichteten Behälter einer Bestrahlung mit ultravioletter Lichtstrahlung zum Aushärten der Beschichtung aussetzt; und Einrichtungen zum Bereitstellen einer Inertgasatmosphäre in der Beschichtungskammer, so daß die Atmosphäre in der Tauchzone, der Wärmealterungszone und der Aushärtzone gegenüber dem Beschichtungsmaterial reaktionsträge ist, wobei die Einrichtungen zum Bereitstellen einer Inertgasatmosphäre mindestens einen Einlaß in die Beschichtungskammer zum Zuführen frischen Inertgases und mindestens einen Auslaß aus der Beschichtungskammer zum Abziehen des Inertgases daraus enthalten, wobei der Ein- und Auslaß so angeordnet sind, daß die Strömung des Inertgases im allgemeinen in Richtung von der Aushärtzone zur Tauchzone erfolgt, wodurch das Inertgas Dämpfe des Beschichtungsmaterials mitnimmt, um sie aus der Aushärtzone zu entfernen.
Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel erfolgen das Tauchen der Behälter in das Beschichtungsmaterial, die Wärmealterung der aufgebrachten Beschichtung und das Bestrahlen der beschichteten Behälter in einer Stickstoffgasatmosphäre. Die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre kann so betrieben werden, daß sie bei diesem Ausführungsbeispiel die Stickstoffgasatmosphäre bereitstellt.
Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel ist der Druck der Inertgasatmosphäre in der Aushärtzone höher als der Druck der Gasatmosphäre in der Wärmealterungszone, der wiederum höher ist als der Druck der Gasatmosphäre in der Tauchzone.
Vorzugsweise wird der Aushärtzone frisches Inertgas zugeführt, und das die Dämpfe des Beschichtungsmaterials mitnehmende Inertgas wird aus der Tauchzone abgesaugt. Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel wird frisches Inertgas außerdem in die Wärmealterungszone und in die Tauchzone geliefert. Die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre enthält vorzugsweise mindestens einen Einlaß in die Beschichtungskammer zum Zuführen frischen Inertgases und mindestens einen Auslaß aus der Beschichtungskammer zum Absaugen des Inertgases daraus. Der Einlaß und der Auslaß sind so angeordnet, daß die obige Strömung des Inertgases in der Beschichtungskammer erzielt wird. Die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre enthält vorzugsweise mindestens einen Einlaß in die Aushärtzone und mindestens einen Auslaß in der Tauchzone. Außerdem enthält die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre vorzugsweise mindestens einen Einlaß in die Wärmealterungszone und in die Tauchzone, um frisches Inertgas dorthin zu liefern.
Die Inertgasatmosphäre in der Beschichtungskammer ist vorzugsweise gegenüber der Umgebungsluftatmosphäre abgedichtet, um das Eindringen von Luft in die Beschichtungskammer und das Entweichen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Beschichtungskammer zu verhindern. Außerdem ist der Druck der Inertgasatmosphäre vorzugsweise höher als der Druck der Umgebungsluftatmosphäre.
Zu diesem Zweck weist die Beschichtungskammer vorzugsweise einen Einlaß auf, durch den die Behälter in die Kammer gelangen, und einen Auslaß, durch den die Behälter die Kammer verlassen. Am Ein- und Auslaß sind vorzugsweise Gasdichtungen vorgesehen, die einen Durchgang der Behälter ermöglichen, während sie ein Eindringen von Luft in die Beschichtungskammer und ein Entweichen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Beschichtungskammer verhindern.
Die Wärmealterungszone ist vorzugsweise gegenüber der Aushärtzone abgedichtet, um ein Eindringen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Wärmealterungszone in die Aushärtzone zu verhindern. Außerdem ist die Tauchzone vorzugsweise gegenüber der Wärmealterungszone abgedichtet, um ein Eindringen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Tauchzone in die Wärmealterungszone zu verhindern. Die Abdichtung zwischen den Zonen erfolgt bei mindestens einem Ausführungsbeispiel mittels Gasdichtungen.
Das Inertgas und die mitgenommenen Dämpfe des Beschichtungsmaterials werden vorzugsweise aus der Beschichtungskammer entfernt und aufbereitet, um die Dämpfe des Beschichtungsmaterials zurückzugewinnen. Das von den Dämpfen des Beschichtungsmaterials gereinigte Inertgas wird vorzugsweise zum Zurückführen in die Beschichtungskammer bereitgestellt. Bei mindestens einem Ausführungsbeispiel wird das gereinigte Inertgas vorzugsweise in die Tauchzone zurückgeführt. Dies wird vorzugsweise mit Hilfe einer Gasaufbereitungseinrichtung erzielt, wobei die Aufbereitungseinrichtung einen Einlaß für das rückgeführte Inertgas in die Tauchzone aufweist.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Zum besseren Verständnis der Erfindung bezieht sich die Beschreibung auf die beiliegende Zeichnung, die eine bevorzugte Vorrichtung zum Ausführen des bevorzugten Verfahrens darstellt. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf die im folgenden beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Die Zeichnung ist eine grundsätzliche Seitenansicht einer Beschichtungsvorrichtung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die die Beschichtungsvorrichtung 1 zum Tauchbeschichten zylindrischer Flaschen B in einem Bad mit flüssigem Beschichtungsmaterial M, um auf deren Außenfläche eine Beschichtung C aufzubringen, zeigt. Obwohl sich diese Beschreibung auf Flaschen B bezieht, sollte darauf hingewiesen werden, daß das Verfahren und die Vorrichtung auch auf andere Behälter und Gegenstände aus Glas anwendbar sind. Nachfolgend wird klarer ersichtlich, daß die Vorrichtung 1 ähnliche Merkmale hat wie die in der australischen Patentanmeldung 70941/91 beschriebene Vorrichtung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 in eine Fertigungsstraße für Flaschen integriert, so daß die Flascheubeschichtung im Rahmen der Flaschenherstellung erfolgt.
Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung 1 in der Fertigungsstraße so angeordnet, daß die Beschichtung nach einem Durchlauf-Glühofen (nicht dargestellt) erfolgt. Die Vorrichtung 1 befindet sich oberhalb eines Förderers R eines Glühofens, so daß die Flaschen B vom Förderer R aufgenommen, beschichtet und anschließend wieder auf den Förderer R gebracht werden, ohne die Fertigungsstraße für die Flaschen zu unterbrechen oder den Prozeß im allgemeinen zu stören. Insbesondere braucht die Bewegung der Flaschen B entlang des Förderers R aus dem Glühofen und ansonsten stromaufwärts wegen des Beschichtens nicht verzögert zu werden. Es besteht Einigkeit darüber, daß die Bezeichung "Glühofen-Förderer R" ein Glühofen-Förderband oder eine davon getrennte Fördereinrichtung umfaßt.
Obwohl das Verfahren und die Vorrichtung vorzugsweise integriert werden, so daß Flaschen im Ursprungszustand zur Beschichtung gelangen, ist es denkbar, daß das Verfahren und die Vorrichtung auch extern zum getrennten Beschichten der zuvor hergestellten Flaschen verwendet werden können. In diesem Fall erfolgt das Beschichten vorzugsweise innerhalb von etwa 24 Stunden nach der Herstellung oder mindestens vor dem Eintreten einer Oberflächenverschlechterung der Flaschen, die das Aufbringen der Beschichtung nachteilig beeinflussen könnte. Noch längere Verzögerungen können ein Vorbehandeln der Flaschen B vor dem Beschichten erforderlich machen. Diese Vorbehandlung kann Reinigen und Glühen beinhalten, um Wasser oder sonstige Verunreinigungen von der Flaschenoberfläche zu entfernen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Flaschen B der Vorrichtung 1 zum Beschichten mit einer glatten Glasaußenfläche zugeführt werden. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können diese Flaschen B jedoch feuerverzinnt werden, wobei ein Zinnüberzug auf der Außenfläche aufgebracht wird, über den die Tauchbeschichtung aufgebracht wird. Diese Beschichtung schützt die Glasaußenfläche und erhöht allgemein die Festigkeit der Flaschen B. Der Zinnüberzug wird typischerweise eine Dicke zwischen 30 und 50 Schichtdickeneinheiten (coating thickness units; ctu) aufweisen.
Die Flaschen B gelangen zur Vorrichtung 1, wobei sie sich in einem Zustand geregelter Temperatur befinden, um die Beschichtung zu verbessern und um insbesondere die Wahrscheinlichkeit, daß das aufgebrachte Beschichtungsmaterial M "Tränen" hinterläßt oder von den Flaschen B heruntertropft, zu verringern und um zur Verbindung zwischen dem Beschichtungsmaterial M und den Flaschen B beizutragen. Außerdem kann die zur Wärmealterung der Beschichtung C erforderliche Zeit (wie später im einzelnen beschrieben wird) vor dem Bestrahlen erheblich verringert werden oder entfallen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Flaschen eine Temperatur zwischen 50º und 150ºC, vorzugsweise zwischen 600 und 80º, wenn sie zur Vorrichtung 1 gelangen. Typischerweise werden die Flaschen B den Glühofen mit einer Temperatur von ca. 140ºC verlassen, so daß die Flaschentemperatur durch Abkühlen der Flaschen, bevor sie zur Vorrichtung gelangen, geregelt werden kann. Die Möglichkeit, den erwärmten Zustand der Flaschen B beim Verlassen des Glühofens zu nutzen, ist ein weiterer vorteilhafter Grund für das integrierte Beschichten der Flaschen während ihrer Herstellung.
In der Vorrichtung 1 werden die Flaschen B kontinuierlich entlang einer Beschichtungsstraße 2 in Richtung von Pfeil A von einer Eintrittszone 3 zu einer Austrittszone 4, die entlang der Glühofen-Fördereinrichtung R im Abstand zueinander angeordnet sind, transportiert. Die Flaschen B werden in einer Linienformation, bestehend aus einzelnen nacheinander angeordneten Flaschen B (nicht dargestellt) oder in Reihen von Flaschen B, die eine neben der anderen stehend angeordnet sind, um die Reihe zu bilden (wie dargestellt), transportiert. Es sind Reihen von bis zu etwa achtundvierzig (48) Flaschen B je nach Kapazität der Flaschen-Fertigungsstraße denkbar.
Der Transport der Flaschen B entlang der Beschichtungsstraße 2 beinhaltet das Sammeln der Flaschen B in der Eintrittszone 3 und das Abstellen der Flaschen in der Austrittszone 4. Das Sammeln der Flaschen B beinhaltet ihr Aufnehmen von der Glühofen-Fördereinrichtung R, während das Abstellen der Flaschen B beinhaltet, daß sie zurück auf die Glühofen-Fördereinrichtung R gestellt werden. Während des Transports entlang der Beschichtungsstraße 2 durchlaufen die Flaschen B nacheinander eine geschlossene und abgedichtete (gegenüber der Umgebungsluftatmosphäre) Beschichtungskammer 6, die eine Tauchzone 5 umfaßt, in der die Flaschen B mit dem Beschichtungsmaterial M tauchbeschichtet werden, eine Wärmealterungszone 7, in der die Beschichtung auf den Flaschen B thermisch gealtert wird, und eine Aushärtzone 8, in der die Beschichtung auf den Flaschen B ausgehärtet wird.
Um diesen Transport vornehmen zu können, enthält die Vorrichtung 1 eine Fördereinrichtung 9 mit einem Transportmechanismus 10. Dieser Mechanismus 10 enthält ein Endlos-Förderelement 11, das auf Stützelementen 12 aufliegt und kontinuierlich entlang einem Transportweg 13 beweglich ist, von dem sich ein Abschnitt 13a entlang der Beschichtungsstraße 2 durch die Beschichtungskammer 5 erstreckt.
Der Transportmechanismus 10 enthält außerdem eine Antriebseinheit 14 zum Bewegen des Förderelements 11 entlang dem Transportweg 13. Diese Antriebseinheit 14 enthält einen Antriebsmotor 15, beispielsweise einen elektrischen Antriebsmotor, der mit dem Förderelement 11 entweder direkt (nicht dargestellt) oder über einen geeigneten Riementrieb oder einen Kettentrieb 16 (wie dargestellt) gekoppelt ist.
Die Fördereinrichtung 9 enthält des weiteren eine Reihe Flaschen- Aufnahmemechanismen 17, die im Abstand zueinander entlang dem Förderelement 11 und mit diesem verbunden angeordnet sind, um sich mit diesem zu bewegen. Die Mechanismen 17 werden nacheinander betätigt, um die Flaschen B vom Förderer R in der Eintrittszone 3 aufzunehmen und freigebbar zu greifen, entlang der Beschichtungsstraße durch die Beschichtungskammer 5 und insbesondere die Tauchzone 6, die Wärmealterungszone 7 und die Aushärtzone 8 zu tragen, die beschichteten Flaschen B wieder auf den Förderer R in Richtung der Austrittszone 4 zu stellen und die Flaschen B freizugeben. Jeder Aufnahmemechanismus 17 hält die Flaschen B an einem oberen Hals N neben ihrem Ende F, so daß sie im allgemeinen am Mechanismus 17 hängend in das Bad mit dem Beschichtungsmaterial M getaucht werden. Die Mechanismen 17 halten die Flaschen B senkrecht und stabil hängend und drehen die Flaschen B nicht um ihre Mittelachsen.
Die Aufnahmemechanismen 17 können jede geeignete Konstruktion und Betriebsweise haben und können wie in der australischen Patentanmeldung 70941/91 beschrieben konstruiert sein und arbeiten.
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Förderelements 11 ist so gewählt, daß die Flaschen B in der Eintrittszone 3 von den umlaufenden Aufnahmemechanismen 17 mit einer Rate aufgenommen werden, die in etwa der Ankunftsrate in der Eintrittszone 3 entspricht. Auf diese Weise wird der Fertigungsprozeß der den Glühofen verlassenden Flaschen B nicht unzulässig verzögert. Die Geschwindigkeit kann so eingestellt sein, daß sich die Flaschen B mit einer Rate zwischen etwa 200 und 600 Flaschen pro Minute bewegen, wenn sie seitlich nebeneinander in Reihen mit zwischen 22 und 48 Flaschen pro Reihe angeordnet sind. Somit werden zwischen 9 und 13 Reihen der Flaschen B je Minute entlang der Beschichtungsstraße 2 bewegt.
Der Abschnitt 13a des Transportwegs 13, der sich entlang der Beschichtungsstraße 2 durch die Tauchzone 6 erstreckt, ist so ausgeführt, daß sich die von den Aufnahmemechanismen 17 gehaltenen Flaschen B in einer Tauchoperation nach unten in ein Bad mit flüssigem Beschichtungsmaterial M bewegen. Der angrenzend an das Bad verlaufende Abschnitt 13a des Transportwegs hat eine im allgemeinen gekrümmte Form, so daß die gefaßten Flaschen B mit den sich entlang dem Abschnitt 13a bewegenden Mechanismen 17 in das und aus dem Bad mit dem Beschichtungsmaterial M gebracht werden. Die Flaschen B bewegen sich durch das Bad entlang der Beschichtungsstraße 2. Die Beschichtungsstraße 2 ist verstellbar, so daß die Rate des Tauchens in das Bad mit flüssigem Beschichtungsmaterial M, die maximale Tauchzeit und die Rate der Entnahme aus dem Bad geändert werden können, um die gewünschte Beschichtungsdicke zu erhalten. Ein Verstellen der Beschichtungsstraße 2 kann ein Verstellen des Transportwegs 13 und insbesondere des Abschnitts 13a neben dem Bad mit dem Beschichtungsmaterial M enthalten.
Dauer und Rate des Tauchens der Flaschen können je nach Art und Form der Flaschen B sowie der Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials M und der gewünschten Beschichtung verschieden sein. Allgemein läßt sich sagen, daß das Tauchen über eine Dauer und mit einer Rate erfolgt, die ausreicht, um die Flaschen B mit einer akzeptablen Beschichtung C zu versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Tauchdauer in der Größenordnung von ca. 10 Sekunden, um eine gleichmäßige Beschichtung mit einer Dicke zwischen etwa 3 und 5 µm (nach dem Aushärten) auf den Flaschen B zu erzeugen, obwohl eine Beschichtungsdicke bis zu 10 µm (nach dem Aushärten) um den unteren Rand und über den Boden jeder Flasche B aufgebracht werden kann. Diese zusätzliche Dicke trägt zum Schutz der Flaschen B bei ihrer späteren Verwendung bei. Die Tauchzeit und -rate der Flaschen kann durch örtliches Verändern der allgemein gekrümmten Form des Wegabschnitts 13a, insbesondere unmittelbar neben dem Bad mit dem Beschichtungsmaterial M, verstellt werden.
Die Vorrichtung 1 enthält innerhalb der Tauchzone 6 einen Behälter 18 zum Aufnehmen des Bades aus flüssigem Beschichtungsmaterial M. Der Behälter 18 kann jede beliebige Form und Größe haben, die zum Tauchbeschichten von Flaschen geeignet sind. Der Behälter 18 hat eine offene Oberfläche 19, ein Paar Seitenwände 20 und ein Paar Stirnwände 21. Die Seitenwände 20 verlaufen quer zur Beschichtungsstraße 2 und konvergieren von der offenen Oberfläche 19 nach unten, so daß das Endprofil des Behälters 18 in etwa der Linie der Flaschenbewegungung durch das Bad aus Beschichtungsmaterial M entspricht. Dadurch kann die Menge des im Behälter 18 während der Beschichtung aufgenommenen überschüssigen Beschichtungsmaterials M auf einem Minimum gehalten werden. Die offene Oberfläche 19 kann teilweise geschlossen oder zumindest geschirmt sein, um Altern oder Aushärten des Beschichtungsmaterials M auf einem Minimum zu halten und damit die Lebendauer des Bades mit dem Beschichtungsmaterial M zu verlängern.
Die Vorrichtung 1 enthält auch eine Vorkehrung zum Entfernen eventueller Tropfenbildungen des Beschichtungsmaterials am Boden der Flaschen B, wenn sie den Behälter 18 verlassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß ein Strahl oder ein Stoß heißen Gases auf die Flaschenböden gerichtet wird, wenn die Flaschen den Behälter 18 verlassen, wobei der Gasstrahl oder -stoß die Tropfen vom Beschichtungsmaterial trennt. Der Gasstrahl oder -stoß kann aus einer Gasdüse 22 kommen, die neben dem Behälter 18 angebracht und mit einer Quelle heißen Gases (nicht dargestellt) verbunden ist. Um die Tropfen leichter entfernen zu können, sieht die Vorrichtung 1 vor, daß sich die Tropfen an einer entsprechenden Stelle jeder Flasche B sammeln, wenn die Flasche die Gasdüse 22 passiert. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die von den Aufnahmemechanismen 17 herunterhängenden Flaschen B geneigt werden, so daß eventuell vorhandenes überschüssiges Beschichtungsmaterial M an der untersten Zone des unteren Randes der Flaschen B einen Tropfen bildet.
Das Beschichtungsmaterial M kann jede geeignete Zusammensetzung haben. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zählen die in der australischen Patentanmeldung 15269/88 beschriebenen Polymere zu den geeigneten Beschichtungsmaterialien.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält das Beschichtungsmaterial M Methylethylketon (MEK), ein flüchtiges Lösungsmittel. Demzufolge wird das Bad aus Beschichtungsmaterial M im Behälter 18 auf einer Temperatur unter dem Verdampfungs- oder Siedepunkt dieses Lösungsmittels gehalten. Bei diesem bestimmten Ausführungsbeispiel wird das Beschichtungsmaterial M im Behälter 18 auf einer Umgebungstemperatur bis zu 30ºC gehalten, während die Flaschen B beim Eintritt in das Beschichtungsmaterial M eine Temperatur zwischen etwa 60º und 75ºC haben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das aufgebrachte Beschichtungsmaterial M innerhalb der Alterungszone 7 thermisch gealtert, um das MEK-Lösungsmittel vor dem Aushärten aus dem Beschichtungsmaterial zu entfernen. Die Wärmeenergie für dieses Altern wird bei diesem Ausführungsbeispiel von den erwärmten Flaschen selbst geliefert, obwohl ggf. in der Alterungszone 7 getrennte Heizeinrichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen werden können. Die Länge des Abschnitts 13a des Transportweges innerhalb der Alterungszone 7 ist so gewählt, daß ein einwandfreies thermisches Altern der Flaschen B vor dem Aushärten des Beschichtungsmaterials M erreicht wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das gealterte Beschichtungsmaterial M innerhalb der Aushärtzone 8 ausgehärtet, indem das Material M einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Die Bestrahlung findet statt, während die Flaschen B von den Aufnahmemechanismen 17 gehalten werden, und erfolgt durch Bestrahlungseinrichtungen 23 für ultraviolettes Licht in der Aushärtzone 8. Die Bestrahlungseinrichtung 23 umfaßt Strahlungseinheiten 24, die an gegenüberliegenden Seiten des Transportwegs 13 angeordnet sind, so daß die Strahlung auf die dazwischen passierenden Flaschen B gerichtet ist. Der zwischen den Strahlungseinheiten 24 hindurchführende Transportweg 13 verläuft nach unten, und die Strahlungseinheiten 24 sind im Winkel angeordnet, so daß die Strahlung im wesentlichen über den Transportweg 13 gerichtet ist. Da die Flaschen B von den Aufnahmemechanismen 17 nach unten hängen, werden sie von der Strahlung der Strahlungseinheiten 24 vollständig erfaßt.
Die Vorrichtung 1 ist so eingerichtet, daß das Beschichtungsverf ahren in einer Atmosphäre durchgeführt wird, die gegenüber dem Beschichtungsmaterial M reaktionstrage ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Inertgasatmosphäre aus einer Stickstoffgasatmosphäre oder umfaßt eine solche, die sich gegenüber dem bevorzugten Beschichtungsmaterial M aus Harz/MEK-Lösungsmittel reaktionsträge verhält. Die reaktionsträge Atmosphäre enthält bei diesem Ausführungsbeispiel weniger als 5% Sauerstoff und vorzugsweise weniger als 2%.
Die reaktionsträge Atmosphäre ist in der Aushärtzone 8 vorgesehen.
Die Verwendung einer Stickstoffatmosphäre in der Aushärtzone 8 ermöglicht das einwandfreie Aufbringen einer dünneren Beschichtung auf den Flaschen B, ohne die Festigkeit der Flasche zu verringern. Ein überraschendes Ergebnis aus der Verwendung der Stickstoffatmosphäre in der Aushärtzone 8 ist, daß eine dünnere Beschichtung als 5 µm, z.B. zwischen 1 und 3 µm, eine höhere Festigkeit der Flaschen B bewirkt als eine luftgehärtete Beschichtung mit einer Dicke zwischen 5 und 10 µm. Als Grund hierfür wird das gleichmäßige Aushärten angenommen, das in der gesamten Beschichtung stattfindet und das innere Spannungen, die beim Lufthärten in der Beschichtung auftreten, vermeidet. Der Sauerstoff beim Lufthärten hemmt den Aushärtprozeß, was in Zugspannungen in der Flaschenoberfläche resultiert, wodurch die festigkeitsfördernde Wirkung der Beschichtung vermindert wird.
Darüber hinaus kann der Einsatz einer Stickstoffatmosphäre statt einer Luftatmosphäre in der Aushärtzone 8 die zum einwandfreien Aushärten erforderliche Energieleistung der Bestrahlungseinrichtung 23 verringern. Diesbezüglich können aufgrund der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht Strahlungseinheiten 24 mit verringerter Energieleistung eingesetzt werden, was mit entsprechenden Einsparungen an Kapital- und Betriebskosten verbunden ist.
Die Inertgasatmosphäre ist außerdem in der Wärmealterungszone 7 vorgesehen. Durch Bereitstellen einer Stickstoffatmosphäre in dieser Zone 7 wird die potentielle Brand- und Explosionsgefahr, die aufgrund des verdampfenden Lösungsmittels entsteht, im Vergleich zu einer Luftatmosphäre, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von 10% und darüber, auf ein Mindestmaß gesenkt.
Die Inertgasatmosphäre ist außerdem in der Tauchzone 6 vorgesehen. Damit umgibt bei diesem Ausführungsbeispiel die Inertgasatmosphäre den Beschichtungsbehälter 18, so daß die Flaschen B umgeben von der Inertgasatmosphäre in das Beschichtungsmaterial M getaucht werden.
Die Verwendung einer Stickstoffatmosphäre in dieser Tauchzone 6 kann besonders vorteilhaft sein, wenn Beschichtungen von 1 bis 3 µm auf den Flaschen B aufgebracht werden. Solche dünnen Beschichtungen können so zusammengesetzt sein, daß sie eine verminderte Viskosität haben, wodurch ein verbessertes Abdecken der Flasche, insbesondere der Oberflächenfehler der Flaschen, und ein verbessertes Ablaufen des überschüssigen Materials nach dem Tauchen erreicht wird und ein Überzug von geringerer, gleichmäßiger Dicke verbleibt. Diese verminderte Viskosität kann durch eine Zusammensetzung mit höherem Lösungsmittelgehalt erreicht werden. Durch Bereitstellen einer Stickstoffatmosphäre anstelle einer Luftatmosphäre bei Einsatz des Beschichtungsmaterials M mit einem höheren Lösungsmittelgehalt verringert sich außerdem die durch Verdampfen des Lösungsmittels entstehende Brand- und Explosionsgefahr.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Inertgasatmosphäre mit der Beschichtungskammer 5 entlang der gesamten Beschichtungsstraße 2 zwischen den Eintritts- und Austrittszonen 3, 4.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung 25 zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre vorgesehen, um innerhalb der Beschichtungskammer 5 eine geregelte Inertgasatmosphäre aufrechtzuerhalten. Die Einrichtung 25 zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre enthält eine Inertgas-Versorgungsquelle 26, einen oder mehrere Einlässe 27 in die Beschichtungskammer 5, durch den bzw. die sauberes frisches Inertgas von der Gasversorgungsquelle 26 zugeführt wird, und mindestens einen Auslaß 28, durch den das Inertgas (und mitgenommenes Lösungsmittel) entfernt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel arbeitet die Einrichtung 25 zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre so, daß die den Gehalt des verdampften Lösungsmittels in der Inertgasatmosphäre auf einem vorgegebenen Wert oder unterhalb desselben hält. Dieser Wert kann bis zu 25% betragen und darf nicht höher sein als zwischen etwa 5% und 10% der Inertgasatmosphäre. Dieser Wert läßt sich durch eine kontrollierte Strömung des Inertgases durch die Zonen 6, 7 und 8 erzielen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Gaseinlaß 27 stromabwärts von mindestens einem Gasauslaß 28, bezogen auf die Bewegung der Flaschen B entlang der Beschichtungsstraße 2 vorgesehen. Auf diese Weise wird das Gasdruckgefälle zwischen dem (den) Einlaß (Einlässen) 27 und dem (den) Auslaß (Auslässen) 28 bewirken, daß das Inertgas in einer der Richtung der beschichteten Flaschen entgegengesetzten Richtung strömt, wobei das Lösungsmittel von dem Inertgas mitgenommen wird, wenn es vom (von den) Einlaß (Einlässen) 27 zum (zu den) Auslaß (Auslässen) 28 strömt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Gaseinlaß in der Aushärtzone 8 vorgesehen, so daß die Gasströmung weg von der Bestrahlungseinrichtung 23 erfolgt. Dadurch ergibt sich wiederum die Tendenz, das verdampfende Lösungsmittel in der Wärmealterungszone 7 von der Bestrahlungseinrichtung 23 femzuhalten und damit die Gefahr einer möglichen Beschädigung der Ultraviolett-Strahlungseinheiten 24 auf ein Minimum zu senken.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel (wie dargestellt) sind Einlässe 27 in jeder der Zonen 6, 7, 8 vorgesehen, während ein Auslaß 28 in der Tauchzone 6 vorgesehen ist.
Das Inertgas kann mit jeder geeigneten Temperatur, die die Behälterbeschichtung erleichtert, zugeführt werden. Wenn das Gas neben der Bestrahlungseinrichtung 23 eintritt, kann die Temperatur so gewählt werden, daß es als Kühlmittel für die Strahlungseinheiten 24 und die Aushärtzone 8 allgemein wirkt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Gasstrahl oder -stoß, der aus der Gasdüse 22 auf die den Beschichtungsbehälter 18 verlassenden Flaschen B gerichtet ist, von der Inertgas-Versorgungsquelle 26 geliefert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Inertgas-Versorgungsquelle 26 in einem Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem 29 integriert sein, das das von dem aus der Beschichtungskammer 5 entfernten Inertgas mitgenommene Lösungsmittel wiedergewinnt und zurückführt. Eine solche Anordnung kann durch die Wiederverwendung des Lösungsmittels nicht nur die Beschichtungskosten, sondern auch die Lösungsmittelemissionen verringern.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem 29 mit geschlossenem Kreislauf und zum Bereitstellen einer Stickstoffatmosphäre, wie es von Airco, USA, entwickelt wurde, zum Bereitstellen der Inertgasatmosphäre und zum Rückgewinnen des Lösungsmittels eingesetzt werden. Dieses Rückgewinnungssystem 29 enthält eine Absaugpumpe 30 zum Entfernen des Inertgases mit dem mitgenommenen Lösungsmittel durch den Gasauslaß 28 und eine Aufbereitungseinheit 31 zum Trennen und Rückgewinnen des Lösungsmittels Das rückgewonnene Lösungsmittel wird in einem Auffangbehälter 32 innerhalb des Systems 29 gespeichert, um bei Bedarf wiederverwendet werden zu können. Die Aufbereitungseinheit 31 sorgt für das Rückführen des vom rückgewonnenen Lösungsmittel gereinigten Inertgases durch einen oder mehrere weitere Einlässe 33 in die Beschichtungskammer 5. Wie bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt, ist der weitere Einlaß 33 in der Tauchzone 6 vorgesehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Unversehrheit der Inertgasatmosphäre innerhalb der Zonen 6, 7 und 8 aufrechterhalten, und das verdampfte Lösungsmittel wird um die Beschichtungsstraße 2 eingeschlossen, indem die Beschichtungskammer 5 gegenüber der umgebenden Luftatmosphäre gasdicht abgedichtet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Beschichtungskammer 5 an der Eintritts- bzw. Austrittszone 3 bzw. 4 der Beschichtungsstraße einen Einlaß 34 und einen Auslaß 35, in denen Gasdichtungen 36 vorgesehen sind, die den Flaschendurchgang gestatten, während sie das Eindringen von Luft und das Entweichen von Lösungsmittel verhindern. Das Eindringen von Luft wird außerdem dadurch verhindert, daß die Gasatmosphäre innerhalb der Beschichtungskammer auf einem Druck gehalten wird, der höher ist als der Druck der Umgebungsluftatmosphäre.
Es können beliebige Gasdichtungen 36 verwendet werden, wie die dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthalten die Gasdichtungen 36 Dichtungseinrichtungen 37, die vom Lösungsmittel-Rückgewinnungssystem 29, das die Inertgas-Versorgungsquelle 26 enthält, gespeiste Inertgasvorhänge erzeugen. Die Dichtungseinrichtungen 37 sind jeweils so ausgeführt, daß stets mindestens ein Aufnahmemechanismus 17 und die zugehörigen gefaßten Flaschen B während des Betriebs der Vorrichtung von jeder Einrichtung 37 aufgenommen sind. Zu diesem Zweck sind die Dichtungseinrichtungen 37 jeweils entlang dem Transportweg 13 in einem gewählten Abstand zueinander angeordnet, so daß immer dann, wenn ein Aufnahmemechanismus 17 die Dichtungseinrichtung 37 verläßt, ein nachfolgender Aufnahmemechanismus 17 in diese Dichtungseinrichtung 37 eintritt. Auf diese Weise tragen die Aufnahmemechanismen 17 und die Flaschen B dazu bei, den Einlaß 34 und den Auslaß 35 gegen eindringende Luft und entweichendes Inertgas zu schließen.
Darüber hinaus ist die abgeschlossene und abgedichtete Beschichtungskammer 5 geteilt, so daß die getrennte Tauchzone, die Alterungszone 7 und die Aushärtzone 8 begrenzt werden. Die Teilung erfolgt durch Trennwände 38 und 39, die im wesentlichen durch die Kammer 5 verlaufen, aber durch die der Beschichtungspfad 2 durch die Zonen 6, 7, 8 verläuft. Die Trennwände 38 und/oder 39 können weitere Gasdichtungen 40 (in der Wand 39, jedoch nicht in der Wand 38 dargestellt) beinhalten, die mindestens die Gasströmung zwischen den Zonen 6, 7 und 8 in Richtung des Flaschentransports verhindern. Die Trennwände 38, 39 zusammen mit den Gasdichtungen 40 gestatten den Aufbau von Differenzgasdrücken innerhalb der Zonen 6, 7 und 8, wodurch ein Gasdruckgefälle entlang der Beschichtungsstraße 2 vorliegt. Insbesondere wird die Gasatmosphäre in der Wärmealterungszone 7 auf einem Druck gehalten, der höher ist als der Druck der Gasatmosphäre in der Tauchzone 6. Diese Druckdifferenzen bringen einen Strom frischen Inertgases, der in die Aushärtzone 8 eingeleitet wird, dazu, in die Wärmealterungszone 7 und dann in die Tauchzone 6 zu strömen, wodurch eine Lösungsmittelströmung in der Bewegungsrichtung der Flaschen B und insbesondere in die Aushärtzone 8 verhindert wird. Die Gasdurchsatzrate wird durch Steuern des Drucks in der Aushärtzone 8 und der Gasströmung an der bzw. jeder Gasdichtung 40 eingeregelt.
Die bzw. jede Gasdichtung 40 kann aus einer Dichtungseinrichtung 41 bestehen, die Inertgasvorhänge erzeugt, durch die die Beschichtungsstraße 2 verläuft. Bei solchen Dichtungseinrichtungen 41 kann es sich um Kastentunnel-Dichtungseinrichtungen handeln, die identisch oder ähnlich den Dichtungseinrichtungen 37 sind, oder um alternative Konfigurationen.
Bei Einsatz des obenbeschriebenen Ausführungsbeispiels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kommen Glasflaschen B an der Eintrittszone 3 auf einem Glühofen-Förderer R an. Erforderlichenfalls kann ein Stapelmechanismus (nicht dargestellt) neben der Eintrittszone 3 angeordnet werden, um die Flaschen B zur Aufnahme bereit einzeln oder in Reihen in einer durchgehenden Linie anzuordnen.
Das Förderelement 11 läuft kontinuierlich um, so daß sich aufeinanderfolgende Aufnahmemechanismen 17 der Eintrittszone 3 nähern und diese passieren. Beim Eintritt in die Zone 3 wird jeder Mechanismus 17 nacheinander betätigt, um die entsprechende Flasche B zu greifen.
Die Aufnahmemechanismen 17 und die aufgenommenen Flaschen B werden dann von dem Förderelement 11 kontinuierlich entlang der Beschichtungsstraße 2 zur Austrittszone 4 bewegt. Während dieser Bewegung treten die Flaschen B durch die Gasdichtung 36 am Kammereinlaß 34 in die Beschichtungskammer 5 ein, wandem durch die Beschichtungskammer 5 und dann durch die Gasdichtung 36 am Kammerauslaß 35 aus der Kammer 5 heraus. Beim Durchgang durch die Beschichtungskammer 5 werden die Flaschen B nacheinander in das Bad aus Beschichtungsmaterial M im Behälter 18 innerhalb der Tauchzone 6 getaucht, zur Gasdüse 22 gebracht, um eventuell daran gebildete Matenaitropfen zu entfernen, in der Wärmealterungszone 7 thermisch gealtert und der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht aus den Strahlungseinheiten 24 innerhalb der Aushärtzone 8 ausgesetzt, damit das Beschichtungsmaterial aushärtet. Das Förderelement 11 führt dann die Flaschen B zurück auf den Glühofen-Förderer R, wo die Aufnahmemechanismen 17 erneut betätigt werden, um die Flaschen B freizugeben.
Die Verbesserung des Verfahrens und der Vorrichtung zum Beschichten von Gegenständen ermöglicht es, Probleme in Zusammenhang mit der Verwendung eines Lösungsmittels im Beschichtungsmaterial, wie z.B. MEK, zu verringern. Insbesondere sind die Betriebssicherheit des Verfahrens und der Vorrichtung wie auch die Sauberkeit erhöht worden, da die Lösungsmittelemissionen kontrolliert werden.
Die vorliegende Erfindung läßt eine größere Vielfalt der aufzubringenden Beschichtungsdicke zu, und gegenüber früheren Anordnungen insbesondere eine verringerte Dicke.
Die vorliegende Erfindung gestattet außerdem einen verringerten Energieverbrauch zum aushärten der Behälterbeschichtung. Damit verbunden ist die Aussicht auf eine lange Lebensdauer der Bestrahlungseinrichtungen, wie der für dieses Aushärten verwendeten Ultraviolett-Strahlungseinheiten.
Die Verbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung führt zu einem kostengünstigeren und effizienteren Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung zum Ausführen der Behälterbeschichtung.
Durch Verwenden einer abgedichteten Atmosphäre, in der die Beschichtung erfolgt, kann eine saubere Beschichtungsumgebung aufrechterhalten werden. Dies wiederum senkt die Verunreinigung von Behälter und Beschichtung während des Beschichtungsverfahrens auf ein Minimum, was zu weniger Beschichtungsmängeln führt.

Claims

1. Verfahren zum Beschichten der Außenflächen erwärmter Glasbehälter, die einen Glühofen mit einer geregelten Temperatur verlassen, das folgendes beinhaltet: Transport der Behälter entlang einer Beschichtungsstraße, die nacheinander durch eine Tauchzone, eine Wärmealterungszone und eine Aushärtzone einer Beschichtungskammer führt, so daß die Behälter in einer berührungslosen Beziehung zueinander angeordnet sind; Tauchen der durch die Tauchzone transportierten Behälter zumindest teilweise in ein Bad mit unter ultraviolettem Licht aushärtbarem flüssigem Beschichtungsmaterial, um eine Schicht des Beschichtungsmaterials auf den Außenflächen der Behälter aufzubringen; thermisches Altern der aufgebrachten Beschichtung der durch die Wärmealterungszone transportierten Behälter; und Aussetzen der durch die Aushärtzone transportierten Behälter einer Bestrahlung mit ultravioletter Lichtstrahlung zum Aushärten der Beschichtung, wobei die Behälter in einer gegenüber der Beschichtung reaktionsträgen Atmosphäre getaucht, thermisch gealtert und bestrahlt werden, wobei die Inertgasatmosphäre ein Druckgefälle entlang der Beschichtungsstraße aufweist, durch das das Inertgas veranlaßt wird, innerhalb der Beschichtungskammer im allgemeinen in Richtung von der Aushärtzone zur Tauchzone zu strömen, wodurch das Inertgas Dämpfe des Beschichtungsmaterials mitnimmt, um sie aus der Aushärtzone zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die beschichteten Behälter in einer Stickstoffgasatmosphäre bestrahlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Tauchen der Behälter in das Beschichtungsmaterial, die Wärmealterung der aufgebrachten Beschichtung und die Bestrahlung der beschichteten Behälter in einer Stickstoffgasatmosphäre erfolgen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Druck der Inertgasatmosphäre in der Aushärtzone höher ist als der Druck der Gasatmosphäre in der Wärmealterungszone, der wiederum höher ist als der Druck der Gasatmosphäre in der Tauchzone, so daß das inerte Gas in Richtung von der Aushärtzone zur Wärmealterungszone und von der Wärmealterungszone zur Tauchzone strömt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Aushärtzone frisches Inertgas zugeführt und das mit Dämpfen des Beschichtungsmaterials befrachtete Inertgas der Tauchzone entzogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Wärmealterungszone frisches Inertgas zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Tauchzone frisches Inertgas zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, das des weiteren ein Abdichten der Inertgasatmosphäre in der Beschichtungskammer gegenüber der Umgebungsluftatmosphäre enthält, um das Eindringen von Luft in die Beschichtungskammer und das Entweichen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Beschichtungskammer zu verhindern.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Druck der Inertgasatmosphäre höher ist als der Druck der Umgebungsluftatmosphäre.

10. Verfahren nach Anspruch 8, das des weiteren ein Abdichten der Wärmealterungszone gegenüber der Aushärtzone enthält, um ein Eindringen der Dämpfe des Beschichtungsmaterials aus der Wärmealterungszone in die Aushärtzone zu verhindern.

11. Verfahren nach Anspruch 8, das des weiteren ein Abdichten der Tauchzone gegenüber der Wärmealterungszone enthält, um ein Eindringen der Dämpfe des Beschichtungsmaterials aus der Tauchzone in die Wärmealterungszone zu verhindern.

12. Verfahren nach Anspruch 1, das des weiteren ein Entfernen des mit den Dämpfen des Beschichtungsmaterials befrachteten Inertgases aus der Bschichtungskammer, ein Aufbereiten des Gases zur Rückgewinnung der Dämpfe des Beschichtungsmaterials und ein Rückführen des von den Dämpfen des Beschichtungsmaterials gereinigten Inertgases in die Beschichtungskammer enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das gereinigte Inertgas in die Tauchzone zurückgeführt wird.

14. Vorrichtung zum Beschichten der Außenflächen erwärmter Glasbehälter, die einen Glühofen mit einer geregelten Temperatur verlassen, das folgendes beinhaltet: eine Beschichtungskammer mit einer Tauchzone, einer Wärmealterungszone und einer Aushärtzone; eine Fördereinrichtung, die eine Beschichtungsstraße definiert, die nacheinander durch die Tauchzone, die Wärmealterungszone und die Aushärtzone der Beschichtungskammer führt und so betrieben werden kann, daß die Behälter entlang der Beschichtungsstraße transportiert werden, während sie in einer berührungslosen Beziehung zueinander angeordnet sind; einen Beschichtungskessel in der Tauchzone zur Aufnahme eines Bades flüssigen unter ultraviolettem Licht aushärtbaren Beschichtungsmaterials, wobei die Fördereinrichtung so angeordnet ist, daß die von ihr transportierten Behälter getaucht werden, um eine Schicht des Beschichtungsmaterials auf den Außenflächen der Behälter aufzubringen; eine Bestrahlungseinrichtung in der Aushärtzone, die so betrieben werden kann, daß sie die entlang der Beschichtungsstraße transportierten beschichteten Behälter einer Bestrahlung mit ultravioletter Lichtstrahlung zum Aushärten der Beschichtung aussetzt; und Einrichtungen zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre in der Beschichtungskammer, so daß die Atmosphäre in der Tauchzone, der Wärmealterungszone und der Aushärtzone gegenüber dem Beschichtungsmaterial reaktionstrage ist, wobei die Einrichtungen zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre mindestens einen Einlaß in die Beschichtungskammer zum Zuführen frischen Inertgases und mindestens einen Auslaß aus der Beschichtungskammer zum Abziehen der Inertgases daraus enthalten, wobei der Ein- und Auslaß so angeordnet sind, daß die Strömung des Inertgases im allgemeinen in Richtung von der Aushärtzone zur Tauchzone erfolgt, wodurch das Inertgas Dämpfe des Beschichtungsmaterial mitnimmt, um sie aus der Aushärtzone zu entfernen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre so betrieben werden kann, daß sie mindestens in der Aushärtzone eine Stickstoffgasatmopsphäre bereitstellt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre so betrieben werden kann, daß sie innerhalb der gesamten Beschichtungskammer eine Stickstoffgasatmopsphäre bereitstellt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre mindestens einen Einlaß in der Aushärtzone und mindestens einen Auslaß in der Tauchzone enthält, so daß das Inertgas in Richtung von der Aushärtzone zur Tauchzone strömt, wobei es die Dämpfe des Beschichtungsmaterials zum Entfernen aus der Aushärtzone mitnimmt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre mindestens einen Einlaß in die Wärmealterungszone zur Zufuhr frischen Inertgases enthält.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen einer Schutzgasatmosphäre mindestens einen Einlaß in die Tauchzone zur Zufuhr frischen Inertgases enthält.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Beschichtungskammer einen Einlaß hat, durch den die Behälter in die Kammer gelangen, und einen Auslaß, durch den die Behältr die Kammer verlassen, sowie des weiteren Gasdichtungen am Ein- und Auslaß, die den Durchgang der Behälter gestatten, während sie das Eindringen von Luft in die Beschichtungskammer und das Entweichen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Beschichtungskammer verhindern.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, die des weiteren eine gasdichte Abdichtung der Wärmealterungszone gegenüber der Aushärtzone enthält, um das Eindringen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Wärmealterungszone in die Aushärtzone zu verhindern.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, die des weiteren eine gasdichte Abdichtung der Tauchzone gegenüber der Wärmealterungszone enthält, um das Eindringen von Dämpfen des Beschichtungsmaterials aus der Tauchzone in die Wärmealterungszone zu verhindern.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14, die des weiteren Einrichtungen zum Aufbereiten des Inertgases und der aus der Beschichtungskammer mitgenommenen Dämpfe des Beschichtungsmaterials enthält, um die Dämpfe des Beschichtungsmaterials zurückzugewinnen und das von den Dämpfen des Beschichtungsmaterials gereinigte Inertgas zur Beschichtungskammer zurückzuführen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Aufbereitungseinrichtung einen Einlaß in die Tauchzone enthält, durch den das gereinigte Inertgas in die Beschichtungskammer zurückgeführt wird.