EP0398034A2 - Verfahren zur Pulverbeschichtung - Google Patents

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EP0398034A2
EP0398034A2 EP90107391A EP90107391A EP0398034A2 EP 0398034 A2 EP0398034 A2 EP 0398034A2 EP 90107391 A EP90107391 A EP 90107391A EP 90107391 A EP90107391 A EP 90107391A EP 0398034 A2 EP0398034 A2 EP 0398034A2
Authority
EP
European Patent Office
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powder
cylinder
limiting plate
rotation
coating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90107391A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0398034A3 (de
Inventor
Georg Dipl.-Ing. Dr. Häubl
Johann Peinbauer
Heinz Grausam
Reinhold Egginger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemie Linz GmbH
Original Assignee
Chemie Linz GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Chemie Linz GmbH filed Critical Chemie Linz GmbH
Publication of EP0398034A2 publication Critical patent/EP0398034A2/de
Publication of EP0398034A3 publication Critical patent/EP0398034A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C19/00Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces
    • B05C19/04Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces the particulate material being projected, poured or allowed to flow onto the surface of the work

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for powder coating with a rotating cylinder having openings on the lateral surface.
  • Powder coating is used, for example, in the paper, film and textile industry as well as in the printing works for the production of papers, nonwovens, fabrics or films that are refined or surface-modified and surface-treated with special powders.
  • Thermoplastic such as, for. B. polyamides, polyvinyl chloride, polyethylene or highly water-absorbing substances, so-called superabsorbers, such as. B. polyacrylates or polyacrylamides, especially for the production of hygiene articles used.
  • the powder can be applied directly from a storage container via a nozzle by gravity to the web to be coated.
  • a spreading unit consisting of a corrugated metering roller and a brush roller can also be used.
  • the powder trickles from a storage container into the axially extending grooves of the metering roller, from which it is brushed out with the brush roller and spun onto the web to be coated (Vliesstoffe, G. Thieme Stuttgart, New York 1982, page 198).
  • the disadvantage of the known powder coating process lies above all in the large amount of dust generated, especially when using the brush rollers necessary for brushing the powder out of the corrugated metering roller.
  • relatively large and bulky coating units are required, which means that the installation in the coating system is complex and takes up a lot of space.
  • US Pat. No. 4,162,752 describes a carpet cleaning device in which the cleaning powder is discharged from the powder storage container by means of a rotating perforated roller which has an internal scraper.
  • the powder enters the roller through openings in the side and is pressed against the scraper by the roller rotation, whereby it is pressed through the holes in the perforated roller due to the pressure build-up.
  • the disadvantage of this powder discharge process lies primarily in the fact that the powder is compressed due to the pressure build-up, thereby tending to form lumps, and For a perfect powder coating, there is no loose and even powder discharge with good flow properties.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the known powder coating processes, in particular a uniform powder application with good flowability without great dust formation being sought.
  • the object can be achieved in that the powder is discharged from a rotating perforated cylinder with an internal powder limiting plate in such a way that it is not pressed against the powder limiting plate, but is discharged from the other half of the cylinder lying in the direction of rotation after the powder limiting plate.
  • the invention accordingly relates to a method for powder coating, in particular for continuous powder coating of sheet-like materials, which is characterized in that a powder is placed in a rotating cylinder, provided on its outer surface with outlet openings, inside, axially along its outer surface, at an angle alpha from 150 ° to 240 ° measured in the direction of rotation from the vertical upper center line of the cylinder cross-section according to Fig. 2, approximately downward-pointing powder limiting plate is arranged, is entered on that side of the cylinder which lies in the direction of rotation after the powder limiting plate, and that the powder subsequently due to the rotation of the cylinder on the lateral surface in the direction of rotation partially carried upward, partially mixed, discharged through the outlet openings and applied to the object to be coated.
  • the inventive method is particularly suitable for the continuous coating of sheet-like webs, such as. B. paper, textile, fabric or film webs, for example plastic film webs, but it is also suitable for coating, for example, glass, metal, plastic, wood or ceramic plates and composite laminates.
  • the coating powder is applied between two continuously rolling paper, textile, fabric or film webs.
  • the powder coating takes place, for example, on a belt press, a calender or a rewinder and also adds very high production speeds of up to 600 m / min a uniform coating.
  • All powders customary in powder coating can be used.
  • examples are powders based on thermoplastics, such as. B. polyamides, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene, polypropylene or superabsorbents based on crosslinked polyacrylates, polyacrylamides, carboxymethyl celluloses, starch derivatives and copolymers of maleic anhydride, and mixtures of these powders.
  • the use of microfibers or fibrous powders is also possible.
  • the powder limit plate divides the lower part of the cylinder into two parts from the cylinder axis to the cylinder jacket.
  • the position of the powder limit plate is indicated by the angle alpha.
  • Alpha is the angle between the powder limit plate and the vertical top center line of the cylinder in cross section, as indicated in Fig. 2.
  • the ejection point is correspondingly higher, the powder jet is narrower, the mixing of the powder is less.
  • Thorough mixing of the powder is particularly advantageous when powder mixtures or non-uniform powders, for example with different grain sizes, are present, when the powder tends to form agglomerates or lumps and when special requirements are placed on the homogeneity and flowability of the powder.
  • the position of the powder delimitation plate, the peripheral speed and the degree of filling of the cylinder must be coordinated with one another in order to achieve an optimal procedure for powder coating. A high degree of filling of the cylinder results in a wider powder jet than a low degree of filling.
  • a higher peripheral speed results in an increased powder discharge quantity and a wider powder jet as well as better mixing of the powder.
  • the peripheral speed is usually over 0.15 m / min, preferably 0.3 to 50 m / min.
  • the peripheral speed must not be so high that the powder in the other half of the cylinder, which is divided by the powder limiting plate, is taken along.
  • the upper limit of the peripheral speed depends primarily on the powder used and is approximately in the range of 100 m / min.
  • Another object of the invention is a device for powder coating, in particular for continuous powder coating of sheet-like materials, which consists of a rotatably mounted cylinder (1) which has an insertion device (2) on one or both end faces and outlet openings (3) on its outer surface has a powder.
  • a powder limiting plate (4) pointing downward at an angle alpha of 150 to 240 °, measured from the vertical upper center line of the cylinder cross section as shown in Fig. 2.
  • the feed device (2) has outlets (6) which are arranged such that the feed of the powder is distributed as evenly as possible over the length of the cylinder, only in those of the two halves of the cylinder (1) separated by the powder limiting plate (4) which is in the range of a larger angle than that which corresponds to the position of the powder limiting plate.
  • the feed device (2) is designed as a delivery pipe with a filling opening (5) and one or more outlets (6) for the powder which projects into the cylinder (1) from the end face of the cylinder (1) along the cylinder axis .
  • the outlets (6) are only open to that half of the cylinder which is separated by the powder limiting plate (4) and which is in the region of a larger angle than that which corresponds to the position of the powder limiting plate. They consist, for example, of a single slot over the entire length of the delivery pipe or of several openings which are distributed over the length of the delivery pipe, as a result of which an even powder distribution in the cylinder is achieved.
  • the outlets are covered with a grid if necessary. The position of the outlets can be changed by rotating the tube accordingly.
  • the powder can either enter the delivery tube from one end of the cylinder or from both sides, for example via a filling funnel.
  • the powder can be conveyed in the conveying pipe, for example by means of a screw conveyor, by a vibrating device, by means of air, as a fluidized powder, if necessary with a slight inclination of the conveying pipe.
  • the cylinder is made of any material, such as metal or plastic, and has openings on its outer surface.
  • the shape and size of the openings depends primarily on the grain size and the flow properties of the powder and is usually from 1 to 5 mm in diameter.
  • the openings are preferably designed as slots. Fine and free-flowing powders need smaller openings than coarser powders.
  • the lateral surface of the cylinder is preferably designed as a grid through which the powder emerges.
  • it can be reinforced with a support structure, for example metal or plastic ribs, additional support grilles or an additional perforated cylinder.
  • the powder limit plate (4) should lie as close as possible to the inner cylinder wall to prevent the powder from overflowing into the other half of the cylinder. It consists, for example, of a metal or plastic plate which is fastened, for example, to the entry device (2) or to special fastening disks (7).
  • the powder delimitation plate advantageously has a sealing lip made of flexible materials, for example made of rubber or flexible plastic. If a cylinder made of plastic is used, it is advantageous to discharge any electrical charges that may occur by covering the sealing lip with a metal layer or metal foil, for example an aluminum foil, or using a sealing lip made of electrically conductive material, for example made of electrically conductive or through additives such as B.
  • the position of the powder limiting plate can be changed, for example, by turning the fastening disks (7) or the entry device (2) and thus the angle alpha can be varied as required.
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 2 shows the associated cross section (section A - B), the arrow Indicates the direction of rotation of the cylinder.
  • (1) means the cylinder according to the invention with outlet openings (3) on its outer surface
  • the powder limit plate (4) is attached to a mounting disc (7).
  • the angle alpha indicates the position of the powder limiting plate (4), measured in the direction of rotation from the upper vertical center line in FIG. 2, the angle beta the height of the powder level (degree of filling) on the inside wall of the cylinder.
  • the device according to the invention can be installed, for example, in a belt press, a calender or rewinder. Due to the compact design and the small space requirement, installation in existing presses, rewinder or calenders is very easy.
  • the holes on the surface of the cylinder are frustoconical, the hole diameter on the inside wall of the cylinder being 2 mm and increasing outwards at an angle of 90 °.
  • the holes are offset on the outer surface of the cylinder over a length of 225 mm (corresponding to the discharge length or spreading width) with a hole density of 124 holes per dm2.
  • the inside of the cylinder was evenly charged with 160 g / min of a carboxymethyl cellulose powder (powder P1).
  • the type of powder used is given in Table 1, a grain class analysis in Table 2.
  • the cylinder is fed with the powder, as shown in FIGS. 1 and 2, via a conveyor tube (2) with a screw conveyor, which is provided with a slot-shaped outlet (6) for the powder that extends over the entire spreading width. Through this slot-shaped outlet, the powder is conveyed into the half of the rotating cylinder provided for the discharge and divided by the powder limiting plate (4).
  • the height of the powder level on the inner wall of the cylinder measured as the angle beta in the direction of rotation from the vertical upper center line in FIG. 2, was 270 °.
  • the height of the powder level is limited by the upper edge of the slot-shaped outlet (6).
  • the powder was discharged through the holes uniformly and without any appreciable generation of dust, and a paper web located under the cylinder with a width of 220 mm (coating width) was coated with the powder.
  • further coatings were carried out at higher speeds of the cylinder, as well as with higher amounts of powder scattering, as indicated in Table 3, whereby a uniform coating without significant dust generation was also achieved.
  • Coatings were carried out analogously to Example 1, but the type of powder, the position of the powder delimitation plate (angle alpha), the coating width, the inner hole diameter, the number of holes per dm2, the amount of powder spreading, the powder height on the cylinder wall (angle beta) as well as the speed or peripheral speed of the cylinder have been changed in accordance with the information in Table 3.
  • a 1400 mm long cylinder in Example 12 a 500 mm long cylinder, each with a diameter of 110 mm, was used.
  • the powder was in each case discharged uniformly and without any appreciable generation of dust and applied in the coating width given in Table 3 to webs located under the cylinder.
  • Example 17 A powder coating or powder discharge was carried out analogously to Example 17, but the direction of rotation of the cylinder was reversed so that the powder was pressed against the powder limiting plate. The powder discharge was uneven. This can also be seen from the relative standard deviation of 7.2% (average from 5 tests) given in Table 3 compared to 1.8% for the coating according to the invention according to Example 17.
  • Table 1 Powder used powder Powder type Type Manufacturer P-1 Carboxymethyl cellulose Cekol-HDEP Billerud / Sweden P-2 Carboxymethyl cellulose Cekol-HCEP Billerud / Sweden P-3 Carboxymethyl cellulose Niklacell HV / 5 Brigl & Bergmeister / Austria P-4 Polyvinyl alcohol Mowiol 4-88 G.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Verfahren zur Pulverbeschichtung mit Hilfe eines rotierenden Zylinders (1), in dessen Innerem eine axiale Pulverbegrenzungsplatte (4) angeordnet ist. Das Pulver wird durch Öffnungen (3) an der Mantelfläche des Zylinders ausgetragen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pulverbeschichtung mit einem rotierenden, an der Mantelfläche Öffnungen aufweisenden Zylinder.
  • Die Pulverbeschichtung wird beispielsweise in der Papier-, Folien- und Textilin­dustrie sowie in der Druckerei zur Herstellung von durch spezielle Pulver ver­edelten bzw. oberflächenmodifizierten und oberflächenbehandelten Papieren, Vlie­sen, Geweben oder Folien eingesetzt. Als Pulver werden beispielsweise Thermo­plaste wie z. B. Polyamide, Polyvinylchlorid, Polyethylen oder stark wasserabsor­bierende Substanzen, sogenannte Superabsorber, wie z. B. Polyacrylate oder Polyacrylamide, vor allem zur Herstellung von Hygieneartikeln, verwendet. Das Pulver kann dabei direkt aus einem Vorratsbehälter über eine Düse durch die Schwerkraft auf die zu beschichtende Bahn aufgetragen werden. Zur Erzielung eines etwas gleichmäßigeren Pulverauftrages kann auch ein aus einer geriffelten Dosierwalze und einer Bürstwalze bestehendes Streuaggregat eingesetzt werden. Das Pulver rieselt aus einem Vorratsbehälter in die axial verlaufenden Rillen der Dosierwalze, woraus es mit der Bürstwalze herausgebürstet und auf die zu beschichtende Bahn geschleudert wird (Vliesstoffe, G. Thieme Stuttgart, New York 1982, Seite 198). Der Nachteil der bekannten Pulverbeschichtungsverfahren liegt vor allem in der großen Staubentwicklung, vor allem bei Verwendung der für das Ausbürsten des Pulvers aus der geriffelten Dosierwalze notwendigen Bürstwalzen. Außerdem werden relativ große und sperrige Beschichtungsaggregate benötigt, wodurch der Einbau in die Beschichtungsanlage aufwendig und mit hohem Platzbe­darf verbunden ist.
  • In der US 4 162 752 wird ein Teppichreinigungsgerät beschrieben, bei dem das Reinigungspulver mittels rotierender Lochwalze, die einen innenliegenden Abstrei­fer aufweist, aus dem Pulvervorratsbehälter ausgetragen wird. Dabei gelangt das Pulver durch seitliche Öffnungen in die Walze und wird durch die Walzendrehung gegen den Abstreifer gedrückt, wodurch es aufgrund des dadurch bedingten Druckaufbaus durch die Löcher der Lochwalze gedrückt wird. Der Nachteil dieses Pulveraustragsverfahrens liegt vor allem darin, daß das Pulver aufgrund des Druckaufbaus zusammengepreßt wird, dadurch zu Klumpenbildung neigt, und der für eine einwandfreie Pulverbeschichtung notwendige lockere und gleichmäßige Pulveraustrag bei guter Rieselfähigkeit nicht gegeben ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Nachteile der bekannten Pulverbe­schichtungsverfahren auszuschalten, wobei insbesondere ein gleichmäßiger Pul­verauftrag bei guter Rieselfähigkeit ohne große Staubentwicklung angestrebt wird. Die Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß das Pulver aus einem rotierenden Lochzylinder mit innenliegender Pulverbegrenzungsplatte derart ausgetragen wird, daß es nicht gegen die Pulverbegrenzungsplatte gedrückt, sondern aus der anderen, in Drehrichtung nach der Pulverbegrenzungsplatte liegenden Hälfte des Zylinders ausgetragen wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Pulverbeschichtung, insbesondere zur kontinuierlichen Pulverbeschichtung von flächenförmigen Ma­terialien, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Pulver in einen rotierenden, an seiner Mantelfläche mit Austrittsöffnungen versehenen Zylinder, in dessen Innerem, axial entlang seiner Mantelfläche eine in einem Winkel alpha von 150° bis 240° gemessen in Drehrichtung von der senkrechten oberen Mittellinie des Zylinder­querschnittes gemäß Abb. 2, annähernd nach unten weisende Pulverbegrenzungs­platte angeordnet ist, auf jener Seite des Zylinders eingetragen wird, die in Drehrichtung nach der Pulverbegrenzungsplatte liegt, und daß das Pulver an­schließend zufolge der Rotation des Zylinders an dessen Mantelfläche in Drehrich­tung teilweise nach oben mitgenommen, dabei teilweise vermischt, durch die Austrittsöffnungen ausgetragen und auf den zu beschichtenden Gegenstand aufge­tragen wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur kontinuierlichen Beschichtung von flächenförmigen Bahnen, wie z. B. Papier-, Textil-, Gewebe- oder Folienbahnen, beispielsweise Kunststoffolienbahnen, es ist jedoch auch zur Be­schichtung von beispielsweise Glas-, Metall-, Kunststoff-, Holz- oder Keramikplat­ten sowie von Verbundlaminaten geeignet. In einer bevorzugten Art wird das Beschichtungspulver zwischen zwei kontinuierlich abrollenden Papier-, Textil-, Gewebe- oder Folienbahnen aufgetragen. Die Pulverbeschichtung erfolgt beispiels­weise auf einer Bandpresse, einem Kalander oder einem Rewinder und gibt auch bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 600 m/min eine gleichmäßige Beschichtung.
  • Es können alle in der Pulverbeschichtung üblichen Pulver verwendet werden. Beispiele sind Pulver auf Basis von Thermoplasten, wie z. B. Polyamide, Polyvinyl­chlorid, Polyvinylalkohol, Polyethylen, Polypropylen, bzw. Superabsorber auf Basis von vernetzten Polyacrylaten, Polyacrylamiden, Carboxymethylcellulosen, Stärke­derivaten und Copolymeren von Maleinsäureanhydrid, sowie Gemische dieser Pul­ver. Auch die Verwendung von Mikrofasern bzw. faserförmigen Pulvern ist möglich.
  • Die Pulverbegrenzungsplatte teilt den unteren Teil des Zylinders von der Zylinder­achse bis zum Zylindermantel in zwei Teile. Die Position der Pulverbegrenzungs­platte wird durch den Winkel alpha angegeben. Alpha ist der Winkel zwischen Pulverbegrenzungsplatte und senkrechter oberer Mittellinie des Zylinders im Quer­schnitt, wie in Fig. 2 angegeben. Durch Veränderung des Winkels alpha ist es möglich, sowohl die Auswurfstelle für das Pulver und die Breite des Pulverstrahls, als auch den Vermischungsgrad des während der Rotation des Zylinders an seiner inneren Mantelfläche teilweise mitgenommenen und wieder zurückfallenden Pul­vers zu variieren. Bei einem alpha von etwa 150 bis 190° liegt die Auswurfstelle etwa im unteren Teil des Zylinders, bei breitem Pulverstrahl und intensiver Vermischung. Bei einem alpha von etwa 190 bis 240° liegt die Auswurfstelle entsprechend höher, der Pulverstrahl ist schmäler, die Vermischung des Pulvers geringer. Eine gute Durchmischung des Pulvers ist vor allem dann von Vorteil, wenn Pulvergemische oder uneinheitliche Pulver, beispielsweise mit unterschiedlicher Korngröße vorliegen, wenn das Pulver zur Bildung von Agglomeraten oder Klumpen neigt und wenn besondere Anforderungen an die Homogenität und Fließfähigkeit des Pulvers gestellt werden. Zur Erzielung einer optimalen Verfahrensführung bei der Pulverbeschichtung müs­sen die Stellung der Pulverbegrenzungsplatte, die Umfangsgeschwindigkeit sowie der Füllgrad des Zylinders aufeinander abgestimmt werden. Ein hoher Füllgrad des Zylinders bewirkt einen breiteren Pulverstrahl als ein niedriger Füllgrad. Eine höhere Umfangsgeschwindigkeit bewirkt eine erhöhte Pulveraustragsmenge und einen breiteren Pulverstrahl sowie eine bessere Durchmischung des Pulvers. Die Umfangsgeschwindigkeit liegt üblicherweise über 0,15 m/min, bevorzugt bei 0,3 bis 50 m/min. Die Umfangsgeschwindigkeit darf nicht so hoch sein, daß das Pulver in die andere, durch die Pulverbegrenzungsplatte geteilte Hälfte des Zylinders mit­genommen wird. Die obere Begrenzung der Umfangsgeschwindigkeit ist vor allem vom jeweils verwendeten Pulver abhängig und liegt etwa im Bereich von 100 m/min.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Pulverbeschich­tung, insbesondere zur kontinuierlichen Pulverbeschichtung von flächenförmigen Materialien, die aus einem drehbar gelagerten Zylinder (1) besteht, der an einer oder beiden Stirnseiten eine Eintragsvorrichtung (2) und an seiner Mantelfläche Austrittsöffnungen (3) für ein Pulver aufweist. Im Inneren des Zylinders, axial entlang seiner Mantelfläche ist eine in einem Winkel alpha von 150 bis 240°, gemessen von der senkrechten oberen Mittellinie des Zylinderquerschnittes gemäß Abb. 2 annähernd nach unten weisende Pulverbegrenzungsplatte (4) angeordnet. Die Eintragsvorrichtung (2) besitzt Auslässe (6), die derart angeordnet sind, daß der Eintrag des Pulvers möglichst gleichmäßig über die Länge des Zylinders verteilt, nur in jene der beiden durch die Pulverbegrenzungsplatte (4) getrennten Hälften des Zylinders (1) möglich ist, die im Bereich eines größeren Winkels liegt als jener, der der Position der Pulverbegrenzungsplatte entspricht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Eintragsvorrichtung (2) als Förderrohr mit einer Einfüllöffnung (5) und einer oder mehreren Auslässen (6) für das Pulver ausgeführt, das von der Stirnseite des Zylinders (1) entlang der Zylinderachse in den Zylinder (1) ragt. Die Auslässe (6) sind nur nach jener durch die Pulverbegren­zungsplatte (4) getrennten Hälfte des Zylinders offen, die im Bereich eines größeren Winkels liegt als jener, der der Position der Pulverbegrenzungsplatte entspricht. Sie bestehen beispielsweise aus einem einzigen Schlitz über die gesamte Länge des Förderrohres oder aus mehreren Öffnungen, die über die Länge des Förderrohres verteilt sind, wodurch eine gleichmäßige Pulververteilung im Zylinder erreicht wird. Die Auslässe sind gegebenenfalls mit einem Gitter abge­deckt. Durch entsprechende Drehung des Rohres kann die Position der Auslässe verändert werden. Das Pulver kann entweder von einer Stirnseite des Zylinders oder von beiden Seiten, beispielsweise über einen Einfülltrichter in das Förderrohr gelangen. Die Förderung des Pulvers im Förderrohr ist beispielsweise mittels Förderschnecke, durch eine Rüttelvorrichtung, mittels Luft, als fluidisiertes Pul­ver, gegebenenfalls bei leichter Neigung des Förderrohrs möglich.
  • Der Zylinder besteht aus beliebigen Werkstoffen, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff und besitzt an seiner Mantelfläche Öffnungen. Die Form und Größe der Öffnungen ist vor allem von der Korngröße und den Fließeigenschaften des Pulvers abhängig und liegt üblicherweise bei einem Durchmesser von 1 bis 5 mm. Im Falle von faserförmigen Pulvern sind die Öffnungen bevorzugt als Schlitze ausgeführt. Feine und gut fließende Pulver benötigen kleinere Öffnungen als gröbere Pulver. Vor allem bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten des Zylinders erweist es sich als vorteilhaft, die Öffnungen kegelstumpfförmig, also mit nach außen zunehmendem Durchmesser, auszubilden. Je mehr und je kleinere Öffnungen am Zylindermantel angebracht sind, desto gleichmäßiger ist der Pulveraustrag. Bevorzugt ist die Mantelfläche des Zylinders als Gitter ausgeführt, durch welches das Pulver austritt. Zum besonderen Schutz des Gitters kann dieses mit einer Stützkonstruk­tion, beispielsweise Metall- oder Kunststoffrippen, zusätzlichen Stützgittern oder einem zusätzlichen Lochzylinder, verstärkt werden.
  • Die Pulverbegrenzungsplatte (4) soll möglichst dicht an der inneren Zylinderwand anliegen, um ein Überfließen des Pulvers in die andere Zylinderhälfte zu verhin­dern. Sie besteht beispielsweise aus einer Metall- oder Kunststoffplatte, die beispielsweise an der Eintragsvorrichtung (2) oder an speziellen Befestigungsschei­ben (7) befestigt ist. Zur besseren Abdichtung gegen die Zylinderwand weist die Pulverbegrenzungsplatte vorteilhafterweise eine Dichtlippe aus flexiblen Materia­lien, beispielsweise aus Gummi oder flexiblem Kunststoff auf. Im Falle der Verwendung eines Zylinders aus Kunststoff erweist es sich zur Ableitung eventuell auftretender elektrischer Aufladungen als vorteilhaft, die Dichtlippe mit einer Metallschicht bzw. Metallfolie, beispielsweise einer Aluminiumfolie zu überziehen, oder eine Dichtlippe aus elektrisch leitfähigem Material einzusetzen, beispiels­weise aus elektrisch leitenden bzw. durch Zusätze wie z. B. Metallpulver, Graphit oder Rußteilchen leitfähig gemachten Kunststoffen oder aus Metallen, wie z. B. flächenförmigen Metallbändern oder Metallfolien. Die Position der Pulverbegren­zungsplatte kann beispielweise durch Drehen der Befestigungsscheiben (7) bzw. der Eintragsvorrichtung (2) verändert und somit der Winkel alpha bei Bedarf variiert werden.
  • Fig. 1 stellt eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, Fig. 2 den zugehörigen Querschnitt (Schnitt A - B), wobei der Pfeil die Drehrichtung des Zylinders anzeigt. (1) bedeutet den erfindungsgemäßen Zylinder mit Austrittsöffnungen (3) an seiner Mantelfläche, (2) eine Eintragsvorrichtung, die in der Zeichnung als Förderrohr mit Einfüllöffnung (5) und innenliegender Förder­schnecke dargestellt ist. Am Förderrohr sind Auslässe (6) für das Pulver ange­bracht. Die Pulverbegrenzungsplatte (4) ist an einer Befestigungsscheibe (7) be­festigt. Der Winkel alpha gibt die Stellung der Pulverbegrenzungsplatte (4), gemessen in Drehrichtung von der oberen senkrechten Mittellinie in Fig. 2, an, der Winkel beta die Höhe des Pulverstandes (Füllgrad) an der Zylinderinnenwand.
  • Zur kontinuierlichen Pulverbeschichtung von flächenförmigen Materialien kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise in eine Bandpresse, einen Kalander oder Rewinder eingebaut werden. Aufgrund der kompakten Bauweise und des geringen Platzbedarfes gelingt der Einbau auch in bereits vorhandene Pressen, Rewinder oder Kalander sehr einfach.
  • Beispiel 1:
  • Zur Pulverbeschichtung wurde ein mit 15 Umdrehungen pro min (entsprechend einer Umfangsgeschwindigkeit von 5,18 m/min) rotierender, an der Mantelfläche geloch­ter Kunststoffzylinder mit einer Länge von 320 mm und einem Durchmesser von 110 mm verwendet, dessen untere Hälfte durch eine mit einem Winkel alpha von 180° nach unten weisende Pulverbegrenzungsplatte (4), wie in Fig. 2 dargestellt, unterteilt ist. Die Löcher an der Zylindermantelfläche sind kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei der Lochdurchmesser an der Zylinderinnenwand 2 mm beträgt und sich nach außen unter einen Winkel von 90° vergrößert. Die Löcher sind an der Mantelfläche des Zylinders über eine Länge von 225 mm (entsprechend der Austragslänge bzw. Streubreite) bei einer Lochdichte von 124 Löchern pro dm², versetzt angeordnet.
    Der Zylinder wurde von innen gleichmäßig mit 160 g/min eines Carboxymethyl­cellulosepulvers (Pulver P1) beschickt. Die Art des verwendeten Pulvers ist in Tabelle 1, eine Kornklassenanalyse in Tabelle 2 angegeben. Die Beschickung des Zylinders mit dem Pulver erfolgt, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, über ein Förderrohr (2) mit Förderschnecke, das mit einem über die gesamte Streubreite reichenden schlitzförmigen Auslaß (6) für das Pulver versehen ist. Durch diesen schlitzförmigen Auslaß wird das Pulver in die für die Austragung vorgesehene, von der Pulverbegrenzungsplatte (4) unterteilte Hälfte des rotierenden Zylinders geför­dert. Die Höhe des Pulverstandes an der Zylinderinnenwand, gemessen als Winkel beta in Drehrichtung von der senkrechten oberen Mittellinie in Fig. 2, betrug 270°. Im Bereich des Förderrohres (2) wird die Höhe des Pulverstandes durch die Oberkante des schlitzförmigen Auslasses (6) begrenzt. Zufolge der Zylinderdrehung in der in Fig. 2 gezeigten Drehrichtung wurde das Pulver gleichmäßig und ohne nennenswerte Staubentwicklung durch die Löcher ausgetragen und eine unter dem Zylinder befindliche Papierbahn mit einer Breite von 220 mm (Beschichtungsbreite) mit dem Pulver beschichtet.
    Auf die gleiche Art wurden weitere Beschichtungen bei höheren Drehzahlen des Zylinders, sowie mit höheren Pulverstreumengen, wie in Tabelle 3 angegeben, durchgeführt, wobei ebenfalls eine gleichmäßige Beschichtung ohne nennenswerte Staubentwicklung erzielt wurde.
  • Beispiele 2 bis 17:
  • Analog zu Beispiel 1 wurden Beschichtungen durchgeführt, wobei jedoch die Art des Pulvers, die Position der Pulverbegrenzungsplatte (Winkel alpha), die Beschich­tungsbreite, der innere Lochdurchmesser, die Lochanzahl je dm², die Streumenge des Pulvers, die Pulverhöhe an der Zylinderwand (Winkel beta) sowie die Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders, entsprechend den Angaben in Tabelle 3, abgeändert wurden.
    In den Beispielen 7 bis 11 und 13 bis 17 wurde ein 1400 mm langer, im Beispiel 12 ein 500 mm langer Zylinder jeweils mit einem Durchmesser von 110 mm verwendet. Das Pulver wurde jeweils gleichmäßig und ohne nennenswerte Staubentwicklung ausgetragen und in der in Tabelle 3 angegebenen Beschichtungsbreite auf unter dem Zylinder befindliche Bahnen aufgetragen.
  • Um die Gleichmäßigkeit des Pulveraustrages bzw. Pulverauftrages nachzuweisen, wurde in den Beispielen 16 und 17 das während 1 min aus dem Zylinder ausgetra­genen Pulver in 13 unter den Zylinder gestellten Tassen von je 104 mm Breite aufgefangen und die Pulvermenge in den einzelnen Tassen ausgewogen, wobei die beiden Randtassen nicht berücksichtigt wurden. Die Gleichmäßigkeit der Pulver­verteilung über die Austragsbreite wurde als relative Standardabweichung (RSD) in % vom Mittelwert berechnet. Die in Tabelle 3 angegebenen Werte sind weiters gemittelt aus 11 Versuchen (11 mal 1 min Pulveraustrag) für Beispiel 16, sowie aus 5 Versuchen für Beispiel 17.
  • Vergleichsbeispiel V 18:
  • Eine Pulverbeschichtung bzw. Pulveraustrag wurde analog zu Beispiel 17 durchge­führt, wobei jedoch die Drehrichtung des Zylinders umgekehrt wurde, so daß das Pulver gegen die Pulverbegrenzungsplatte gedrückt wurde. Der Pulveraustrag war ungleichmäßig. Dies ist auch aus der in Tabelle 3 angeführten relativen Standardab­weichung von 7,2 % (Mittel aus 5 Versuchen) gegenüber 1,8 % bei der erfindungsge­mäßen Beschichtung gemäß Beispiel 17, zu erkennen. Tabelle 1:
    Verwendete Pulver
    Pulver Pulverart Type Hersteller
    P-1 Carboxymethylcellulose Cekol-HDEP Billerud/Schweden
    P-2 Carboxymethylcellulose Cekol-HCEP Billerud/Schweden
    P-3 Carboxymethylcellulose Niklacell HV/5 Brigl&Bergmeister/Österreich
    P-4 Polyvinylalkohol Mowiol 4-88 G Hoechst/BRD
    P-5 Polypropylen Type-B PCD/Österreich
    P-6 Kationische Stärke Cationamyl 9852 Agena/Österreich
    Tabelle 2:
    Kornklassenanalyse der eingesetzten Pulver (in Gew.%) (Methode: Alpine Luftsieb)
    Kornklasse P1 P2 P3 P4 P5 P6
    Kleiner 0,032 mm 45,3 30,0 15,9 55,9
    kleiner 0,044 mm 56,6 42,4 25,8 87,9
    kleiner 0,063 mm 65,6 51,8 32,5 98,7
    kleiner 0,075 mm 71,3 57,1 36,4 99,6
    kleiner 0,090 mm 77,8 64,4 40,6 100,0
    kleiner 0,125 mm 87,7 78,5 49,0
    kleiner 0,16 mm 90,8 57,1
    kleiner 0,20 mm 96,6 100,0 63,3 0 4,6
    kleiner 0,25 mm 98,9 77,2 16,6
    kleiner 0,354 mm 96,9 66,5
    kleiner 0,50 mm 99,8 12,6 80,2
    kleiner 0,71 mm 100,0
    kleiner 0,85 mm 19,8 99,5
    kleiner 1,40 mm 54,9
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002

Claims (6)

1. Verfahren zur Pulverbeschichtung, insbesondere zur kontinuierlichen Pulverbe­schichtung von flächenförmigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver in einen rotierenden, an seiner Mantelfläche mit Austrittsöffnungen versehenen Zylinder, in dessen Innerem, axial entlang seiner Mantelfläche eine in einem Winkel alpha von 150° bis 240° gemessen in Drehrichtung von der senkrechten oberen Mittellinie des Zylinderquerschnittes gemäß Abb. 2, an­nähernd nach unten weisende Pulverbegrenzungsplatte angeordnet ist, auf jener Seite des Zylinders eingetragen wird, die in Drehrichtung nach der Pulverbegrenzungsplatte liegt, und daß das Pulver anschließend zufolge der Rotation des Zylinders an dessen Mantelfläche in Drehrichtung teilweise nach oben mitgenommen, dabei teilweise vermischt, durch die Austrittsöffnungen ausgetragen und auf den zu beschichtenden Gegenstand aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 0,3 bis 50 m/min rotiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver zwischen zwei kontinuierlich abrollenden Papier-, Textil-, Gewebe- oder Folienbahnen aufgetragen wird.
4. Vorrichtung zur Pulverbeschichtung, insbesondere zur kontinuierlichen Pulver­beschichtung von flächenförmigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem drehbar gelagerten Zylinder (1) besteht, der an einer oder beiden Stirnseiten eine Eintragsvorrichtung (2) und an seiner Mantelfläche Austritts­öffnungen (3) für ein Pulver aufweist, und daß im Inneren des Zylinders, axial entlang seiner Mantelfläche eine in einem Winkel alpha von 150° bis 240°, gemessen von der senkrechten oberen Mittellinie des Zylinderquerschnittes gemäß Abb. 2, annähernd nach unten weisende Pulverbegrenzungsplatte (4) angeordnet ist, wobei die Eintragsvorrichtung (2) derartige Auslässe (6) be­sitzt, daß der Eintrag des Pulvers möglichst gleichmäßig über die Länge des Zylinders verteilt, nur in jene der beiden durch die Pulverbegrenzungsplatte (4) getrennten Hälften des Zylinders (1) möglich ist, die im Bereich eines größeren Winkels liegt als jener der Position der Pulverbegrenzungsplatte entsprechende.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintragsvorrich­tung (2) als Förderrohr mit einer Einfüllöffnung (5) und einer oder mehreren Auslässen (6) für das Pulver ausgeführt ist und von der Stirnseite des Zylinders (1) entlang der Zylinderachse in den Zylinder (1) ragt, wobei die Auslässe (6) nur nach jener durch die Pulverbegrenzungsplatte (4) getrennten Hälfte des Zylin­ders offen sind, die im Bereich eines größeren Winkels liegt als jener der Position der Pulverbegrenzungsplatte entsprechende.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantel­fläche des Zylinders (1) aus einem Gitter besteht, das gegebenenfalls durch eine Stützkonstruktion verstärkt ist.
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