EP0724706B1 - Verfahren zum trocken von automobillacken - Google Patents

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EP0724706B1
EP0724706B1 EP94930967A EP94930967A EP0724706B1 EP 0724706 B1 EP0724706 B1 EP 0724706B1 EP 94930967 A EP94930967 A EP 94930967A EP 94930967 A EP94930967 A EP 94930967A EP 0724706 B1 EP0724706 B1 EP 0724706B1
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EP
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temperature
paint
heating
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EP94930967A
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Ber Szenker
Johann Benning
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/283Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/12Vehicle bodies, e.g. after being painted

Definitions

  • the invention relates to a method of painted automobile bodies or parts thereof, which are coated with 1-component paint.
  • paintwork In the manufacture of automobiles, paintwork is endeavored to achieve as flat a paint structure as possible. This applies both to the application of the main varnish (topcoat) and to any necessary repainting work.
  • the object of the present invention is to remedy this situation and to propose a method for drying painted vehicle bodies or parts thereof, by means of which an almost flat paint structure is produced without additional effort.
  • a process for drying coated workpieces by infrared radiation is known from WO 85/03 766, several zones being provided with the aim of drying even irregularly shaped workpieces with undercuts by infrared radiation.
  • a first and a third zone are provided, in which the workpieces are heated by radiation. Between these first and third zones there is a quiet zone without the addition of heat with the aim of lowering the temperature of the paint surface.
  • the sum of the steps according to the invention cannot be derived from this.
  • the method according to the invention achieves an optimally smooth surface at extremely low cost.
  • drying time could be shortened, so that savings can be made in the length of dryer systems and thus also in the area of the building.
  • the previously mandatory evaporation zone can also be dispensed with.
  • the temperature is plotted against the drying time, as is the target temperature profile for automotive bodies painted with a top coat.
  • the temperatures given refer to object temperatures, ie the temperature of the painted surface. This is measured with thermocouples or with a pyrometer.
  • the heating phase begins at ambient temperature and is continuously operated until a temperature of approx. 65 ° C is reached.
  • the heating process is interrupted when this temperature is reached. This means that the temperature reached is held for about 3 minutes.
  • the heating phase then continues. Heating takes place in the heating phase at 20 ° C per minute.
  • the holding time begins when a temperature of approx. 155 ° C is reached.
  • the applied paint film had cured with a total of (heating up time + holding time) of 13 minutes. In extreme cases, it was found that the paint film had already hardened after 7 minutes. In doing so, it also fulfills all the necessary chemical-technological requirements. Despite the extremely short heating-up times, no cookers occurred.
  • FIG. 2 shows the same diagram as in FIG. 1, with the difference that this is a catalyzed repair lacquer, the drying time of which begins when an object temperature of approximately 120 ° is reached. Otherwise, what has been said about FIG. 1 also applies here.
  • the thickness of the applied varnishes in the range of 20 to 40 ⁇ m in the sample sheets examined was not significant Influence the drying time and the drying temperature.

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Abstract

Um eine optimal glatte Lackoberfläche bei Automobilen zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Aufheizphase zu unterbrechen, wenn eine Objekt-Temperatur von ca. 65 °C erreicht wird. Diese Objekt-Temperatur wird dann für mindestens 2 und höchstens 3 1/2 Minuten gehalten. Anschließend wird die Aufheizphase bis zum Erreichen der Haltetemperatur fortgesetzt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren von lackierten Automobilkarossen oder deren Teile, die mit 1-Komponenten-Lack lackiert sind.
  • Bei der Herstellung von Automobilen ist man beim Lackieren bemüht, eine möglichst ebene Lackstruktur zu erzielen. Dies gilt sowohl für das Aufbringen das Hauptlackes (Decklackes) als auch für eventuell notwendige Nachlackierungsarbeiten.
  • Bisher ist man beim Trocknen von lackierten Automobilkarossen oder deren Teilen, die mit 1-Komponenten-Lack lackiert sind, so vorgegangen, daß man einen kombinierten Infrarot/Umluftofen oder einen reinen Infrarotofen verwendet hat, bei dem sich an einer Aufheizzeit eine Haltezeit für die erreichte Temperatur zum Trocknen anschloß.
  • Ohne besondere Zusatzmaßnahmen, wie Drehen der lackierten Karosserie um ihre Längsachse während des Trocknungsprozesses, Vorsehen hoher Lackschichtdicken sowie mehrfacher Decklackschichten ist jedoch eine vollkommen ebene Lackstruktur mit den bisherigen Verfahrensschritten nicht zu erzeugen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren zum Trocknen von lackierten Fahrzeugkarosserien oder deren Teilen hiervon vorzuschlagen, mit dem eine nahezu ebene Lackstruktur ohne Zusatzaufwand erzeugt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des 1. Anspruchs gelöst. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß man bei einem Unterbrechen der Aufheizzeit - relativ unabhängig von dem eingesetzten Lack - und einem Halten der bei der Unterbrechung erzielten Temperatur eine optimale Oberflächenstruktur des Lackfilms erzielen kann. Offensichtlich wird durch das Unterbrechen der Aufheizzeit bzw. das Vorsehen einer längeren Verweilzeit in einem Bereich einer geringen Lackviskosität dem Lackfilm Zeit gegeben, zu verlaufen. Hierbei hat der Lack noch nicht chemisch reagiert. Wichtig für die Lacktrocknung in der Aufheizzeit ist, daß nur Infrarotstrahler eingesetzt werden und nicht eine reine Umlufttrocknung stattfindet. In der sich nach der Aufheizzeit anschließenden Haltezeit kann eine Trocknung durch Umluft alleine oder in Kombination mit Infrarotheizem stattfinden.
  • Aus der EP-A 0 348 882 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Probestückes für die Qualitätsprüfung wasserlöslicher Lacke bekannt, in dem die feuchte Lackschicht zum Trocknen zuerst mit Infrarotstrahlung und mit erwärmter Frischluft für eine erste vorgewählte Zeit dauerbeheizt wird und daß die so vorgetrocknete Lackschicht zum weiteren Trocknen für eine zweite vorgewählte Zeitdauer allein mit beheizter Luft umspült wird.
  • Hieraus ist es allerdings nicht bekannt, während der Aufheizzeit eine Unterbrechung vorzusehen. Vielmehr geschieht die sog. Vortrocknung kontinuierlich durchgeführt. Darüber hinaus eignet sich dies Verfahren auch nur für die Qualitätsprüfung der verwendeten Lacke an Probestücken.
  • Aus der WO 85/03 766 ist ein Verfahren zum Trocknen von beschichteten Werkstücken durch Infrarotstrahlung bekannt wobei mehrere Zonen vorgesehen werden mit dem Ziel, auch Werkstücke auch unregelmäßiger Gestalt mit Hinterschnitten durch Infrarotstrahlung zu trocknen. Hierzu wird eine erste und dritte Zone vorgesehen, in der die Werkstücke durch Strahlung erhitzt werden. Zwischen dieser ersten und dritten Zone ist eine Ruhezone geschaltet ohne Wärmezufuhr mit dem Ziel, daß die Temperatur der Lackoberfläche sinkt. Die Summe der erfindungsgemäßen Schritte ist hieraus nicht herleitbar.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine optimal glatte Oberfläche äußerst kostengünstig erzielt.
  • Weitere Vorteile beschreiben die Unteransprüche 2 bis 6.
  • Durch die höheren Trocknungsendtemperaturen konnte eine Verkürzung der Trocknungszeit erzielt werden, so daß Einsparungen in der Länge von Trockneranlagen und damit auch von Gebäudeflächen erzielt werden können. Auch kann auf die bisher obligatorische Abdunstzone verzichtet werden.
  • Im folgenden werden zwei typische Temperaturkurven näher erläutert:
  • In der ersten Abbildung ist die Temperatur über der Trocknungszeit aufgetragen sowie der Soll-Temperaturverlauf für mit einem Decklack lackierte Automobilkarossen. Die angegebenen Temperaturen beziehen sich auf Objekt-Temperaturen, d.h. die Temperatur der lackierten Oberfläche. Diese wird mit Thermoelementen oder mit Pyrometer gemessen.
  • Wie ersichtlich, beginnt die Aufheizphase bei Umgebungstemperatur und wird bis zum Erreichen einer Temperatur von ca. 65°C kontinuierlich betrieben.
  • Beim Erreichen dieser Temperatur wird der Aufheizvorgang unterbrochen. Dies bedeutet, daß die erreichte Temperatur für ca. 3 Minuten gehalten wird. Anschließend setzt sich die Aufheizphase fort. Aufgeheizt wird in der Aufheizphase mit 20°C pro Minute.
  • Bei Erreichen einer Temperatur von ca. 155°C beginnt die Haltezeit. Bei einer Zeit von insgesamt (Aufheizzeit + Haltezeit) von maximal 13 Minuten war der aufgetragene Lackfilm ausgehärtet. Im Extremfall wurde festgestellt, daß der Lackfilm bereits nach 7 Minuten ausgehärtet war. Hierbei erfüllt er auch alle notwendigen chemisch-technologischen Anforderungen. Trotz der verwirklichten extrem kurzen Aufheizzeiten traten keine Kocher auf.
  • Weiterhin sind in Figur 1 noch zwei Temperaturverläufe eingetragen, von denen der eine oberhalb und der andere unterhalb des Soll-Temperaturverlaufs verläuft. Hierbei handelt es sich um Grenztemperaturverläufe, die nicht über bzw. unterschritten werden dürfen, wenn das erfindungsgemäße Ergebnis erzielt werden soll.
  • In Figur 2 ist das gleiche Schaubild wie in Figur 1 dargestellt mit dem Unterschied, daß es sich hierbei um einen katalysierten Reparaturlack handelt, dessen Trocknungszeit beim Erreichen einer Objekt-Temperatur von ca. 120° beginnt. Im übrigen gilt das zu Figur 1 Gesagte auch hier.
  • Allgemein kann festgehalten werden, daß bei den untersuchten Probeblechen Schichtdickenunterschiede der aufgetragenen Lacke im Bereich von 20 bis 40 µm keinen wesentlichen Einfluß auf die Trocknungszeit und die Trocknungstemperatur haben.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Trocknen von lackierten Automobilkarossen oder deren Teile, die mit 1-Komponenten-Lack lackiert sind, mit Hilfe eines kombinierten Infrarot-/Umluftofens oder eines reinen Infrarotofens, wobei während der Aufheizzeit ausschließlich ein reiner Infrarotofen eingesetzt wird, in dem bei Erreichen einer Temperatur von mindestens 50°C und höchstens 80°C des zu trocknenden Lackes ein Unterbrechen der Aufheizphase für mindestens 2 Minuten stattfindet, anschließend die Aufheizungsphase fortgesetzt wird, wobei sich an der Aufheizzeit eine Haltezeit für die erreichte Temperatur zum Trocknen anschließt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung höchstens 4 Minuten dauert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß während der Unterbrechung der Aufheizphase die erreichte Temperatur gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß vor und nach der Unterbrechung mit mindestens 15°C pro Minute bis zum Erreichen der Trocknungstemperatur aufgeheizt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Verwendung eines katalysierten Reparaturlackes das Unterbrechen bei einer Temperatur des zu trocknenden Lackes von 60°C bis 70°C für 2 Minuten durchgeführt wird und daß die Haltezeit bei Erreichen einer Temperatur des zu trocknenden Lackes von 125° beginnt.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Verwendung eines Decklackes die Unterbrechung bei einer Temperatur des zu trocknenden Lackes von 60°C bis 70°C beginnt, 3 Minuten dauert und daß die Haltezeit bei Erreichen einer Temperatur von 155° des zu trocknenden Lackes beginnt.
EP94930967A 1993-10-28 1994-10-21 Verfahren zum trocken von automobillacken Expired - Lifetime EP0724706B1 (de)

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EP0724706A1 EP0724706A1 (de) 1996-08-07
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