EP1062053A1 - Method for powder-coating - Google Patents

Method for powder-coating

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EP1062053A1
EP1062053A1 EP99911798A EP99911798A EP1062053A1 EP 1062053 A1 EP1062053 A1 EP 1062053A1 EP 99911798 A EP99911798 A EP 99911798A EP 99911798 A EP99911798 A EP 99911798A EP 1062053 A1 EP1062053 A1 EP 1062053A1
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EP
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powder
substrate
radiation
temperature
layer
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EP99911798A
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Martin Sedlmeyr
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Advanced Photonics Technologies AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254After-treatment
    • B05D3/0263After-treatment with IR heaters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/30Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant
    • B05D2401/32Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant applied as powders

Definitions

  • the invention relates to a method for powder coating a substrate, in particular a temperature-sensitive substrate such as wood, wood fiber material, plastic, rubber, fabric, paper or cardboard.
  • the invention further relates to the use of a halogen lamp for powder coating.
  • thermoreactive powder A method for crosslinking thermoreactive powder is known, in which the necessary curing temperature is achieved via multi-stage energy transfers. First, the surface of the powder coating is heated via infrared (IR) radiation or convectively. Only then is the soaking in the powder layer carried out via heat conduction processes up to
  • Substrate boundary layer There, the energy, particularly with metallic substrates, is dissipated much faster into the substrate via the higher heat conduction.
  • the boundary layer only reaches the necessary crosslinking temperature when the substrate is almost completely warmed up.
  • only the temperature gradient between the coating surface and the substrate is the driving process variable for the heating of the coating. In order to ensure homogeneous crosslinking and perfect adhesion to the To ensure substrate, heating times of several minutes are necessary.
  • the crosslinking and curing temperatures of powder coatings are often between 120 ° C and 300 ° C. Because of these high temperatures, temperature-sensitive substrates cannot be powder-coated or only to a limited extent by the known method.
  • a method for crosslinking and curing a layer of thermoreactive powder on a substrate in which a primer is applied to the surface of the substrate before the thermoreactive powder is applied.
  • the primer consists, for example, of water-based paint.
  • the primer is used, in particular in the case of substrates made of wood or wood fiber materials, to compensate for inhomogeneities on the surface of the substrate, to form a moisture barrier and to enable the thereactive powder to adhere.
  • the powder can then be crosslinked and cured by irradiation with electromagnetic radiation, in particular with medium-wave infrared radiation.
  • the primer also forms a heat conduction barrier which prevents heat transfer during the crosslinking reaction in the powder layer to the substrate. This made it possible to apply a powder coating in the first place, especially for temperature-sensitive substrates.
  • this known method is limited to the use of thermoreactive powders, the crosslinking temperature of which is only slightly higher than the damage temperature of the substrate.
  • the known methods also have the problem that a minimum moisture content of the substrate is desired on the one hand, but on the other hand prevents the application of a uniform powder coating.
  • Moisture in the substrate enables, on the one hand, deposit active powder on the charged surface.
  • the moisture evaporates in the subsequent crosslinking and curing reaction in the substrate, since, because of the long reaction time at temperatures above the evaporation temperature, the substrate is heated to the evaporation temperature at least on its surface. Therefore, bubbles form on the surface, under the already cross-linked powder, which lead to an irregular layer of lacquer.
  • a primer layer does not help here because it does not form a heat conduction barrier that is effective in the long term and because the evaporation temperatures are usually significantly lower than the crosslinking and curing temperatures of the thermoreactive powder.
  • the invention has for its object to provide a method for powder coating a substrate, in particular a temperature sensitive substrate such as wood, wood fiber material, plastic, rubber, fabric, paper or cardboard, which allows powder coating of the uncoated surface of the substrate without damaging it, and which leads to an even, completely cross-linked and well-adhering lacquer layer.
  • a temperature sensitive substrate such as wood, wood fiber material, plastic, rubber, fabric, paper or cardboard
  • An essential idea in the process for powder coating according to the invention is that the required energy is introduced in a targeted and continuous manner over the entire thickness of the powder layer into the amount of powder applied as a base layer to the uncoated surface of the substrate.
  • the gelation or crosslinking energy is at least in the form of radiation energy
  • the radiation used here has at least radiation components in the near and / or short-wave infrared.
  • the powder layer and the substrate surface are preferably heated homogeneously by near infrared radiation (NIR radiation) and in a matter of seconds to the required gelling or crosslinking temperature.
  • NIR radiation near infrared radiation
  • Near infrared is understood to mean the wavelength range of electromagnetic radiation between the visible range and 1.2 ⁇ m wavelength.
  • Short-wave infrared is understood to mean the wavelength range between 1.2 ⁇ m wavelength and 2 ⁇ m wavelength.
  • thermo-reactive powder is either heated to the crosslinking temperature and cured by the infrared radiation, or heated to the setting temperature and only crosslinked and cured in a later process step. In the latter case, gelation creates a composite of the powder material without complete crosslinking or curing to form a lacquer layer.
  • This also provides excellent controllability of the connection or crosslinking process, in particular since the desired process progress can be controlled precisely by controlling the radiation flux density, the spectral distribution of the radiation energy and / or the radiation duration. It is advantageous if the process parameters mentioned above are based on the absorption tion properties of the thermoreactive powder, on the reflection properties of the substrate surface and on the thermal conductivity of the substrate.
  • the rapid, continuous heating of the base layer ensures good adhesion to the substrate surface.
  • a second layer of a thermoreactive powder is preferably applied to the hardened or pre-gelled base layer, and the entire not yet fully crosslinked coating is crosslinked and cured by means of the infrared radiation.
  • the second layer is applied immediately after curing or pre-gelling.
  • the second layer with the application and curing of which the painting process is particularly ended, can produce a uniform paint surface that meets the highest quality requirements.
  • irregularities in the base layer are compensated for by the second layer, as a result of which, for example, a uniformly glossy or matt lacquer surface can be achieved.
  • matt powder coating surfaces can be achieved with both the first and the second.
  • a particularly homogeneous lacquer layer which is crosslinked evenly over the depth of the overall lacquer can form, in particular when using the same type of powder for the base layer and the second layer. The advantages of this powder coating system are therefore particularly evident the robustness, abrasion resistance and chemical resistance of the paint.
  • substrates such as wood and wood fiber-containing materials (in short: wood fiber materials) can be powder-coated with a high coating quality.
  • wood fiber materials in short: wood fiber materials
  • the targeted control of the crosslinking and curing process described above can prevent bubbles of moisture from producing irregularities in the lacquer layer.
  • the problem of uneven adhesion of powder particles to an uncoated surface, at least partially formed by wood fibers is overcome.
  • An adhesive layer is formed through the base layer, which may still have an irregular surface or even consist of individual, island-like lacquer spots that are not connected to one another. After the base layer has hardened or pre-gelled, however, much better starting conditions exist for the second layer.
  • Adhesion is improved and, as a rule, more material is applied when the powder of the second layer is applied. During the subsequent crosslinking and curing of the entire coating material which has not yet been crosslinked or only partially crosslinked, the coating material then runs to form a uniform lacquer layer.
  • the powdery base layer and / or the second layer is preferably not irradiated for longer than 12 s, in particular not longer than 8 s, until it gels or hardens. After the application of a second layer, however, the radiation of the base layer is continued by radiation penetrating into the base layer, so that the total radiation duration of the base layer can be longer than 12 or 8 s.
  • the surface temperature of the thermoreactive powder is determined in a further development of the method a pyrometer measured and controlled by controlling the radiation flux density of the infrared radiation.
  • a pyrometer measured and controlled by controlling the radiation flux density of the infrared radiation.
  • a high-performance halogen lamp with a beam temperature of more than 2500 K is preferably used to generate the infrared radiation.
  • Such radiation sources generate electromagnetic radiation with very high radiation flux densities, which in particular allow the crosslinking temperature to be reached within a few seconds.
  • Incandescent bodies, in particular heating coils, with a low mass are preferably used in the halogen lamp, so that the radiation flux density can be controlled quickly.
  • the halogen lamp is combined with a reflector for reflecting the emitted radiation in the direction of the substrate and the halogen lamp is operated in such a way that a maximum radiation flux density of the emitted radiation is in the near infrared.
  • the surface temperature of the filament can be adjusted up to 3500 K.
  • Line-like halogen lamps are preferably used in combination with trough-like ellipsoidal or parabolic reflectors.
  • the uncoated surface of the substrate, in particular of plastic, is expediently pretreated to improve the conductivity for an electrostatic
  • thermoreactive powder subjected.
  • an electrically conductive liquid is applied to the surface of the substrate.
  • a defined moisture content is generated by drying and / or moistening the substrate before applying the base layer. Consequently Particularly uniform powder coating can be achieved and the process parameters can vary within certain limits without reducing the coating quality.
  • the substrate surface is irradiated with the same or higher energy input than is necessary for the actual crosslinking process, in particular by NIR radiation.
  • This energy input achieves a surface temperature that is above the melting point of the powder system.
  • the thermoreactive powder is then applied to the substrate surface as a base layer.
  • the thermoreactive powder melts immediately and is optionally crosslinked by continued irradiation.
  • the pretreatment of the substrate surface increases the application efficiency many times over during powder application. At the same time, it is prevented that during the actual crosslinking process, moisture accumulated on the substrate surface is expelled, which could disrupt homogeneous film formation.
  • Fig. 1 is a medium density fiberboard (MDF) with two layers of powder coating and
  • Fig. 2 shows an arrangement for crosslinking powder paint on self-contained peripheral surfaces of a plastic substrate.
  • the substrate shown in FIG. 1 consists of a medium-density fiberboard (MDF) 1, which also has a base layer made of thermally active powder and a second layer was coated from thermoreactive powder.
  • MDF medium-density fiberboard
  • the MDF 1 was grounded on the side not to be coated and the thermoreactive powder of the first lacquer layer 2 was applied to the uncoated surface of the MDF 1 using the tribo process.
  • the base layer was then irradiated for 5 s by means of infrared radiation from a radiation source, the maximum radiation flux density of which is about 1 ⁇ m wavelength, until the temperature of the powder has risen to the setting temperature. This temperature, which was approximately homogeneous over the thickness of the first lacquer layer 2, was held for approximately 1 s. The irradiation process was then stopped.
  • the substrate had warmed only on its surface and only slightly, so that the water bound in the MDF 1 did not escape at the surface and the uniformity of the coating was not disturbed.
  • the MDF 1 was grounded on the uncoated side and thermoreactive powder for the second lacquer layer 3 was applied to the surface of the first lacquer layer 2 using the tribo process.
  • the first 2 and the second 3 lacquer layers were then irradiated with the infrared radiation at a maximum radiation flux density with a wavelength of approximately 1 ⁇ until the crosslinking temperature was reached.
  • the crosslinking reaction was continued until both coating layers had completely hardened by continued irradiation with a lower radiation flux density for about 3 s. Thereafter, the radiation was stopped and a few seconds waited until the layers of paint had cooled significantly below the crosslinking temperature.
  • the second irradiation process also did not generate any steam or gas bubbles that could have caused the paint coating to be irregular.
  • DJ DJ 3 ⁇ - o ⁇ - ⁇ DJ Z iQ ⁇ - a N z hf hf li ⁇ 1 03 H cn ⁇ O T D O
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  • the halogen tube radiators 7 in FIG. 2 have a filament 10 of low mass in a quartz glass tube 11.
  • the two ends of the filament 10 are each cooled by inflowing compressed air in order to increase the service life of the halogen tube beam 7.
  • the reflector 8 is cooled by means of compressed air or liquid in order to create constant conditions for the reflection of the radiation emitted by the halogen tube emitters 7.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to a method for powder-coating a substrate (5), especially temperature-sensitive substrates such as wood, wood-fibre materials, plastic materials, rubber, woven fabric, paper or cardboard. According to said method a heat-sensitive powder is deposited as a base coat (6) on the uncoated surface of the substrate (5). The powder is then either heated continuously to cross-linking temperature by means of infrared radiation having at least fractions in the near and/or short-wave infrared range, and hardened; alternatively, the powder is continuously heated to gelling temperature, cross-linking is completed in a subsequent step and the powder is then hardened. To generate the infrared radiation the invention provides for the use of halogen lamps (7) in combination with a reflector (8) for reflecting the radiation emitted in the direction of the substrate. The halogen lamps (7) are operated in such a way that a maximum radiation flux density of the emitted radiation is in the near infrared region.

Description

Verfahren zur Pulverlackierung Powder coating process
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats, insbesondere eines temperaturempfindlichen Substrats wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunststoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Halogenlampe zur Pulverlackierung.The invention relates to a method for powder coating a substrate, in particular a temperature-sensitive substrate such as wood, wood fiber material, plastic, rubber, fabric, paper or cardboard. The invention further relates to the use of a halogen lamp for powder coating.
Bei der Vernetzung und Aushärtung von Pulverlack kommt es entscheidend auf eine möglichst homogene und rasche Erwärmung auf Aushärtetemperatur an. Nur so kann die Pulverlackschmelze das Viskositätsminimum erreichen, ohne bereits erheblich durch Vernetzungsreaktionen am Verlaufen behindert zu werden, was eine Unebenheit der Oberfläche durch einen nicht optimalen Verlauf des Pulvers zur Folge hat.When crosslinking and curing powder coating, it is crucial that the heating to the curing temperature is as homogeneous and rapid as possible. This is the only way for the powder coating melt to reach the minimum viscosity without being significantly impeded by crosslinking reactions, which results in an unevenness in the surface due to the powder not running optimally.
Bekannt ist ein Verfahren zur Vernetzung thermoreaktiven Pulvers, bei dem die notwendige Aushärtetemperatur über mehrstufige Energieübertragungen erreicht wird. Zuerst wird über Infrarot (IR) -Strahlung oder konvektiv die Oberfläche der Pulverbeschichtung erwärmt. Dann erst erfolgt die Durchwärmung in der Pulverschicht über Wärmeleitungsprozesse bis hin zurA method for crosslinking thermoreactive powder is known, in which the necessary curing temperature is achieved via multi-stage energy transfers. First, the surface of the powder coating is heated via infrared (IR) radiation or convectively. Only then is the soaking in the powder layer carried out via heat conduction processes up to
Substratgrenzschicht. Dort wird die Energie, insbesondere bei metallischen Untergründen, über die höhere Wärmeleitung sehr viel schneller in das Substrat abgeführt. Erst bei annähernd vollständiger Durchwärmung des Substrates erreicht die Grenz- schicht die notwendige Vernetzungstemperatur. Bei diesem bekannten Verfahren stellt für die Durchwärmung der Beschichtung allein der Temperaturgradient zwischen Beschichtungs- oberfläche und Substrat die treibende Prozeßgröße dar. Um eine homogene Vernetzung und einwandfreie Haftung auf dem Substrat sicherzustellen, sind Heizzeiten von mehreren Minuten notwendig.Substrate boundary layer. There, the energy, particularly with metallic substrates, is dissipated much faster into the substrate via the higher heat conduction. The boundary layer only reaches the necessary crosslinking temperature when the substrate is almost completely warmed up. In this known method, only the temperature gradient between the coating surface and the substrate is the driving process variable for the heating of the coating. In order to ensure homogeneous crosslinking and perfect adhesion to the To ensure substrate, heating times of several minutes are necessary.
Häufig liegen die Vernetzungs- und Aushärtetemperaturen von Pulverlacken zwischen 120 °C und 300 °C. Aufgrund dieser hohen Temperaturen können temperaturempfindliche Substrate nach dem bekannten Verfahren nicht oder nur unter Einschränkungen pulverbeschichtet werden.The crosslinking and curing temperatures of powder coatings are often between 120 ° C and 300 ° C. Because of these high temperatures, temperature-sensitive substrates cannot be powder-coated or only to a limited extent by the known method.
Bekannt ist auch ein Verfahren zum Vernetzen und Aushärten einer Schicht thermoreaktives Pulver auf einem Substrat, bei dem vor dem Aufbringen des thermoreaktiven Pulvers eine Grundierung auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht wird. Die Grundierung besteht beispielsweise aus Wasserlack. Die Grundierung dient insbesondere bei Substraten aus Holz oder Holzfasermaterialien dazu, Inhomogenitäten an der Oberfläche des Substrats auszugleichen, eine Feuchtigkeitsbarriere zu bilden und eine Haftung von ther oreaktivem Pulver zu ermöglichen. Anschließend kann das Pulver dann durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mit mittelwelliger Infrarotstrahlung vernetzt und ausgehärtet werden. Bei diesem bekannten Verfahren bildet die Grundierung auch eine Wärmeleitungsbarriere, die einen Wärmeübergang während der Vernetzungsreaktion in der Pulverschicht auf das Substrat behindert. Insbesondere bei temperaturempfindlichen Substraten konnte so das Aufbringen einer Pulverlackierung überhaupt erst möglich gemacht werden. Jedoch ist dieses bekannte Verfahren auf die Verwendung von thermoreaktiven Pulvern beschränkt, deren Vernetzungstemperatur nur geringfügig höher als die Schädigungstemperatur des Substrats ist.A method for crosslinking and curing a layer of thermoreactive powder on a substrate is also known, in which a primer is applied to the surface of the substrate before the thermoreactive powder is applied. The primer consists, for example, of water-based paint. The primer is used, in particular in the case of substrates made of wood or wood fiber materials, to compensate for inhomogeneities on the surface of the substrate, to form a moisture barrier and to enable the thereactive powder to adhere. The powder can then be crosslinked and cured by irradiation with electromagnetic radiation, in particular with medium-wave infrared radiation. In this known method, the primer also forms a heat conduction barrier which prevents heat transfer during the crosslinking reaction in the powder layer to the substrate. This made it possible to apply a powder coating in the first place, especially for temperature-sensitive substrates. However, this known method is limited to the use of thermoreactive powders, the crosslinking temperature of which is only slightly higher than the damage temperature of the substrate.
Bei Feuchtigkeit enthaltenden oder aufnehmenden Substraten, insbesondere bei Holz oder Holzfaserwerkstoff, besteht bei den bekannten Verfahren außerdem das Problem, daß ein Min- dest-Feuchtegehalt des Substrats einerseits erwünscht ist, andererseits das Aufbringen einer gleichmäßigen Pulverlackierung jedoch verhindert. Feuchtigkeit in dem Substrat ermöglicht einerseits, durch elektrostatische Aufladung thermore- aktives Pulver an der geladenen Oberfläche abzulagern. Andererseits verdampft die Feuchtigkeit bei der anschließenden Vernetzungs- und Aushärtungsreaktion in dem Substrat, da wegen der langen Reaktionszeit bei Temperaturen über der Ver- dampfungstemperatur das Substrat zumindest an seiner Oberfläche auf Verdampfungstemperatur erwärmt wird. Es bilden sich daher an der Oberfläche, unter dem bereits vernetzten Pulver Blasen, die zu einer unregelmäßigen Lackschicht führen. Auch eine Grundierungsschicht hilft hier nicht weiter, da sie keine auf Dauer wirksame Wärmeleitungsbarriere bildet und da die Verdampfungstemperaturen meist wesentlich niedriger als die Vernetzungs- und Aushärtetemperaturen des thermoreaktiven Pulvers sind. Außerdem muß, beispielsweise bei einer Grundierung aus Wasserlack, erst bis zur vollständigen Trocknung der Grundierung gewartet werden, bis auf die Grundierung eine Pulverlackschicht aufgebracht werden kann.In the case of moisture-containing or absorbing substrates, in particular wood or wood fiber material, the known methods also have the problem that a minimum moisture content of the substrate is desired on the one hand, but on the other hand prevents the application of a uniform powder coating. Moisture in the substrate enables, on the one hand, deposit active powder on the charged surface. On the other hand, the moisture evaporates in the subsequent crosslinking and curing reaction in the substrate, since, because of the long reaction time at temperatures above the evaporation temperature, the substrate is heated to the evaporation temperature at least on its surface. Therefore, bubbles form on the surface, under the already cross-linked powder, which lead to an irregular layer of lacquer. Even a primer layer does not help here because it does not form a heat conduction barrier that is effective in the long term and because the evaporation temperatures are usually significantly lower than the crosslinking and curing temperatures of the thermoreactive powder. In addition, for example in the case of a primer made from water-based lacquer, it is necessary to wait until the primer has completely dried before a powder lacquer layer can be applied to the primer.
Bei den bekannten Verfahren besteht weiterhin die Schwierigkeit, daß wegen der geringen Tiefenwirkung der Pulverschicht- beheizung erst nach längerer Beheizungsdauer eine Schmelzverbindung zwischen der Pulverschicht und der Substratoberfläche bzw. der Grundierung hergestellt werden kann.In the known methods, there is also the difficulty that, because of the low depth effect of the powder layer heating, a melt connection between the powder layer and the substrate surface or the primer can only be produced after a longer heating period.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats, insbesondere eines temperaturempfindlichen Substrats wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunststoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton anzugeben, das eine Pulverlackierung der unbeschichteten Oberfläche des Substrats erlaubt, ohne dieses zu schädigen, und das zu einer gleichmäßigen, vollständig vernetzten und gut haftenden Lackschicht führt.The invention has for its object to provide a method for powder coating a substrate, in particular a temperature sensitive substrate such as wood, wood fiber material, plastic, rubber, fabric, paper or cardboard, which allows powder coating of the uncoated surface of the substrate without damaging it, and which leads to an even, completely cross-linked and well-adhering lacquer layer.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.The object is achieved by a method having the features of claim 1. Further developments are the subject of the dependent claims.
Ein wesentlicher Gedanke bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Pulverlackierung besteht darin, daß die für die Vernet- zung notwendige Energie gezielt und durchgehend über die gesamte Pulverschichtdicke in die als Grundschicht auf die unbeschichtete Oberfläche des Substrats aufgebrachte Pulvermenge eingebracht wird. Die Gelierungs- bzw. Vernetzungsener- gie wird in Form von Strahlungsenergie zumindest in dieAn essential idea in the process for powder coating according to the invention is that the required energy is introduced in a targeted and continuous manner over the entire thickness of the powder layer into the amount of powder applied as a base layer to the uncoated surface of the substrate. The gelation or crosslinking energy is at least in the form of radiation energy
Grundschicht eingebracht und dort absorbiert. Die dabei verwendete Strahlung weist zumindest Strahlungsanteile im nahen und/oder kurzwelligen Infrarot auf. Vorzugsweise werden die Pulverschicht und die Substratoberfläche durch nahe Infrarot- Strahlung (NIR-Strahlung) homogen und in Sekundenschnelle auf die erforderliche Gelier- bzw. Vernetzungstemperatur erwärmt. Unter nahem Infrarot wird der Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung zwischen dem sichtbaren Bereich und 1,2 μm Wellenlänge verstanden. Unter kurzwelligem Infrarot wird der Wellenlängenbereich zwischen 1,2 μm Wellenlänge und 2 μm Wellenlänge verstanden.Base layer introduced and absorbed there. The radiation used here has at least radiation components in the near and / or short-wave infrared. The powder layer and the substrate surface are preferably heated homogeneously by near infrared radiation (NIR radiation) and in a matter of seconds to the required gelling or crosslinking temperature. Near infrared is understood to mean the wavelength range of electromagnetic radiation between the visible range and 1.2 μm wavelength. Short-wave infrared is understood to mean the wavelength range between 1.2 μm wavelength and 2 μm wavelength.
Erfindungsgemäß wird durch die Infrarotstrahlung das thermo- reaktive Pulver entweder auf Vernetzungstemperatur erwärmt und zum Aushärten gebracht, oder auf Geliertemperatur erwärmt und erst in einem späteren Verfahrensschritt fertig vernetzt und ausgehärtet. In letzterem Fall entsteht durch das Gelieren ein Verbund des Pulvermaterials, ohne eine vollständige Vernetzung oder Aushärtung zu einer Lackschicht.According to the invention, the thermo-reactive powder is either heated to the crosslinking temperature and cured by the infrared radiation, or heated to the setting temperature and only crosslinked and cured in a later process step. In the latter case, gelation creates a composite of the powder material without complete crosslinking or curing to form a lacquer layer.
Das gezielte, vorzugsweise homogen über die Dicke der Grundschicht verteilte Einbringen von Energie mittels Infrarotstrahlung, insbesondere NIR-Strahlung, beschleunigt den Vorgang der Verbindung bzw. Vernetzung der Pulverteilchen erheb- lieh gegenüber dem bekannten Verfahren, bei dem der Energieeintrag in die Tiefe der Grundschicht im wesentlichen aufgrund von Wärmeleitung stattfindet. Damit ist auch eine hervorragende Steuerbarkeit des Verbindungs- bzw. Vernetzungs- Prozesses gegeben, insbesondere da über eine Steuerung der Strahlungsflußdichte, der spektralen Verteilung der Strahlungsenergie und/oder der Strahlungsdauer genau der gewünschte Prozeßfortschritt gesteuert werden kann. Günstig ist es, wenn die zuvor genannten Prozeßparameter auf die Absorp- tionseigenschaften des thermoreaktiven Pulvers, auf die Reflexionseigenschaften der Substratoberfläche und auf die Wärmeleitfähigkeit des Substrates eingestellt werden.The targeted introduction of energy by means of infrared radiation, in particular NIR radiation, which is preferably distributed homogeneously over the thickness of the base layer, significantly accelerates the process of connecting or crosslinking the powder particles compared to the known method in which the energy input into the depth of the base layer mainly due to heat conduction. This also provides excellent controllability of the connection or crosslinking process, in particular since the desired process progress can be controlled precisely by controlling the radiation flux density, the spectral distribution of the radiation energy and / or the radiation duration. It is advantageous if the process parameters mentioned above are based on the absorption tion properties of the thermoreactive powder, on the reflection properties of the substrate surface and on the thermal conductivity of the substrate.
Weiterhin wird durch die schnelle durchgehende Erwärmung der Grundschicht eine gute Haftung an der Substratoberfläche gewährleistet .Furthermore, the rapid, continuous heating of the base layer ensures good adhesion to the substrate surface.
Vorzugsweise wird auf die ausgehärtete oder vorgelierte Grundschicht eine zweite Schicht eines thermoreaktiven Pulvers aufgebracht und wird die gesamte noch nicht fertig vernetzte Beschichtung mittels der Infrarotstrahlung vernetzt und ausgehärtet. Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Aushärten oder Gelieren der Grundschicht diese unter Geliertemperatur bzw. Aushärtetemperatur abgekühlt, vorzugweise durch Druckluft, die die Oberfläche anströmt bzw. an dieser entlangströmt. Bei einer alternativen Ausgestaltung wird die zweite Schicht unmittelbar nach dem Aushärten oder Vorgelieren aufgebracht.A second layer of a thermoreactive powder is preferably applied to the hardened or pre-gelled base layer, and the entire not yet fully crosslinked coating is crosslinked and cured by means of the infrared radiation. In a further development of the method, after the hardening or gelling of the base layer, the latter is cooled below the gelling temperature or hardening temperature, preferably by compressed air which flows against the surface or flows along it. In an alternative embodiment, the second layer is applied immediately after curing or pre-gelling.
Durch die zweite Schicht, mit deren Aufbringen und Aushärten der Lackiervorgang insbesondere beendet wird, kann eine gleichmäßige Lackoberfläche erzeugt werden, die höchsten Qualitätsanforderungen entspricht. Insbesondere werden durch die zweite Schicht Unregelmäßigkeiten in der Grundschicht ausgeglichen, wodurch sich beispielsweise eine durchgehend gleichmäßig glänzende oder matte Lackoberfläche erzielen läßt. Im Unterschied zu bekannten Pulverlackierungen mit UV-Pulverlacken lassen sich sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten auch matte Pulverlackoberflächen erzielen. Gegenüber Verfahren, bei denen eine Grundierschicht und eine zweite, aus Pulver gebildete Lackschicht aus unterschiedlichem Material bestehen, kann sich insbesondere bei Verwendung gleichartigen Pulvers für die Grundschicht und die zweite Schicht eine besonders homogene und über die Tiefe der Gesamtlackie- rung gleichmäßig vernetzte Lackschicht bilden. Vorteile dieses Pulver-Beschichtungssystems liegen daher insbesondere bei der Robustheit, der Abriebsfestigkeit und der Chemikalienbeständigkeit der Lackierung.The second layer, with the application and curing of which the painting process is particularly ended, can produce a uniform paint surface that meets the highest quality requirements. In particular, irregularities in the base layer are compensated for by the second layer, as a result of which, for example, a uniformly glossy or matt lacquer surface can be achieved. In contrast to known powder coatings with UV powder coatings, matt powder coating surfaces can be achieved with both the first and the second. Compared to methods in which a primer layer and a second lacquer layer formed from powder consist of different materials, a particularly homogeneous lacquer layer which is crosslinked evenly over the depth of the overall lacquer can form, in particular when using the same type of powder for the base layer and the second layer. The advantages of this powder coating system are therefore particularly evident the robustness, abrasion resistance and chemical resistance of the paint.
Mit der Zweischicht-Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere Substrate wie Holz und holzfaserhaltige Materialien (kurz: Holzfaserwerkstoffe) bei hoher Beschich- tungsqualität pulverlackiert werden. Einerseits kann durch die oben beschriebene gezielte Steuerung des Vernetzungs- und Aushärtungsprozesses verhindert werden, daß Feuchtigkeitsbla- sen Unregelmäßigkeiten in der Lackschicht erzeugen. Andererseits wird das Problem der ungleichmäßigen Haftung von Pulverteilchen an einer unbeschichteten, zumindest teilweise durch Holzfasern gebildeten Oberfläche überwunden. Durch die Grundschicht wird eine Haftschicht gebildet, die unter U - ständen noch eine unregelmäßige Oberfläche aufweist oder gar aus einzelnen, nicht miteinander verbundenen inselartigen Lackflecken besteht. Nach dem Aushärten oder Vorgelieren der Grundschicht bestehen dann für die zweite Schicht aber viel bessere Ausgangsbedingungen. Die Haftung ist verbessert und es wird daher in der Regel bei dem Aufbringen des Pulvers der zweiten Schicht mehr Material aufgetragen. Bei der anschließenden Vernetzung und Aushärtung des gesamten noch nicht vernetzten oder nur teilweise vernetzten Beschichtungsmaterials verläuft dann das Beschichtungsmaterial zu einer gleichmäßi- gen Lackschicht.With the two-layer variant of the method according to the invention, substrates such as wood and wood fiber-containing materials (in short: wood fiber materials) can be powder-coated with a high coating quality. On the one hand, the targeted control of the crosslinking and curing process described above can prevent bubbles of moisture from producing irregularities in the lacquer layer. On the other hand, the problem of uneven adhesion of powder particles to an uncoated surface, at least partially formed by wood fibers, is overcome. An adhesive layer is formed through the base layer, which may still have an irregular surface or even consist of individual, island-like lacquer spots that are not connected to one another. After the base layer has hardened or pre-gelled, however, much better starting conditions exist for the second layer. Adhesion is improved and, as a rule, more material is applied when the powder of the second layer is applied. During the subsequent crosslinking and curing of the entire coating material which has not yet been crosslinked or only partially crosslinked, the coating material then runs to form a uniform lacquer layer.
Vorzugsweise wird die pulverförmige Grundschicht und/oder die zweite Schicht jeweils nicht länger als 12 s, insbesondere nicht länger als 8 s, bis zum Gelieren oder Aushärten be- strahlt. Nach dem Aufbringen einer zweiten Schicht wird jedoch durch bis in die Grundschicht eindringende Strahlung die Bestrahlung der Grundschicht fortgesetzt, so daß die Gesamt- bestrahlungsdauer der Grundschicht länger als 12 bzw. 8 s betragen kann.The powdery base layer and / or the second layer is preferably not irradiated for longer than 12 s, in particular not longer than 8 s, until it gels or hardens. After the application of a second layer, however, the radiation of the base layer is continued by radiation penetrating into the base layer, so that the total radiation duration of the base layer can be longer than 12 or 8 s.
Insbesondere um die Kontrollierbarkeit des Prozeßfortschritts noch zu steigern, wird bei einer Weiterbildung des Verfahrens die Oberflächentemperatur des thermoreaktiven Pulvers durch ein Pyrometer gemessen und durch Steuerung der Strahlungsflußdichte der Infrarotstrahlung geregelt. Somit können definierte zeitliche Temperaturprofile der Pulverbeschichtung gefahren werden, z. B. mit steilem Temperaturanstieg und an- schließender Phase zeitlich konstanter Temperatur, um denIn particular in order to increase the controllability of the process progress, the surface temperature of the thermoreactive powder is determined in a further development of the method a pyrometer measured and controlled by controlling the radiation flux density of the infrared radiation. Thus defined temporal temperature profiles of the powder coating can be run, e.g. B. with steep temperature rise and subsequent phase constant temperature over time
Vernetzungsprozeß knapp über der minimalen Vernetzungstemperatur bis zum vollständigen Aushärten fortzusetzen.Continue the crosslinking process just above the minimum crosslinking temperature until it has fully hardened.
Bevorzugtermaßen wird zur Erzeugung der Infrarotstrahlung eine Hochleistungs-Halogenlampe mit einer Strahltemperatur von mehr als 2500 K eingesetzt. Derartige Strahlungsquellen erzeugen eine elektromagnetische Strahlung mit sehr hohen Strahlungsflußdichten, die es insbesondere erlauben, die Vernetzungstemperatur binnen weniger Sekunden zu erreichen. Vor- zugsweise werden in der Halogenlampe Glühkörper, insbesondere Heizwendeln, mit geringer Masse verwendet, so daß die Strahlungsflußdichte reaktionsschnell steuerbar ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Halogenlampe mit einem Reflektor zur Reflexion der emittierten Strahlung in Richtung des Substrats kombiniert und wird die Halogenlampe derart betrieben, daß ein Strahlungsflußdichte-Maximum der emittierten Strahlung im nahen Infrarot liegt. Die Oberflächentemperatur des Glühkörpers ist bis zu Werten von 3500 K einstellbar. Bevorzugtermaßen werden linienartige Halogenlampen in Kombina- tion mit rinnenartigen ellipsoidischen oder parabolischen Reflektoren eingesetzt.A high-performance halogen lamp with a beam temperature of more than 2500 K is preferably used to generate the infrared radiation. Such radiation sources generate electromagnetic radiation with very high radiation flux densities, which in particular allow the crosslinking temperature to be reached within a few seconds. Incandescent bodies, in particular heating coils, with a low mass are preferably used in the halogen lamp, so that the radiation flux density can be controlled quickly. In a particularly preferred embodiment, the halogen lamp is combined with a reflector for reflecting the emitted radiation in the direction of the substrate and the halogen lamp is operated in such a way that a maximum radiation flux density of the emitted radiation is in the near infrared. The surface temperature of the filament can be adjusted up to 3500 K. Line-like halogen lamps are preferably used in combination with trough-like ellipsoidal or parabolic reflectors.
Zweckmäßigerweise wird die unbeschichtete Oberfläche des Substrats, insbesondere aus Kunststoff, einer Vorbehandlung zur Verbesserung der Leitfähigkeit für eine elektrostatischeThe uncoated surface of the substrate, in particular of plastic, is expediently pretreated to improve the conductivity for an electrostatic
Applikation des thermoreaktiven Pulvers unterzogen. In besonderer Ausgestaltung wird dabei auf die Oberfläche des Substrats eine elektrisch leitende Flüssigkeit aufgebracht.Application of the thermoreactive powder subjected. In a special embodiment, an electrically conductive liquid is applied to the surface of the substrate.
Insbesondere zur Pulverlackierung eines Feuchtigkeit enthaltenden oder aufnehmenden Substrats wird durch Trocknen und/oder Befeuchten des Substrats vor dem Aufbringen der Grundschicht ein definierter Feuchtegehalt erzeugt. Somit können besonders gleichmäßige Pulverlackbeschichtungen erreicht werden und können die Prozeßparameter in gewissen Grenzen variieren, ohne die Beschichtungsqualität zu verringern.In particular for powder coating a substrate containing or absorbing moisture, a defined moisture content is generated by drying and / or moistening the substrate before applying the base layer. Consequently Particularly uniform powder coating can be achieved and the process parameters can vary within certain limits without reducing the coating quality.
Vorzugsweise wird als, insbesondere ausschließliche, Vorbehandlung vor der Pulverapplikation zur Trocknung feuchter Substrate, wie zum Beispiel Holz oder Holzverbundwerksto fe, die Substratoberfläche mit gleichem oder höherem als für den eigentlichen Vernetzungsprozeß notwendigen Energieeintrag bestrahlt, insbesondere durch NIR-Strahlung. Durch diesen Energieeintrag wird eine Oberflächentemperatur erreicht, die über dem Schmelzpunkt des Pulversystems liegt. Anschließend wird dann das thermoreaktive Pulver als Grundschicht auf die Sub- stratoberflache aufgebracht. Das thermoreaktive Pulver schmilzt sofort an und wird gegebenenfalls durch fortgesetzte Bestrahlung fertig vernetzt. Durch die Vorbehandlung der Substratoberfläche wird der Auftragswirkungsgrad während der Pulverapplikation um ein Vielfaches erhöht. Zugleich wird verhindert, daß während des eigentlichen Vernetzungsprozesses an der Substratoberfläche angelagerte Feuchtigkeit ausgetrieben wird, die eine homogene Filmbildung stören könnte.Preferably, as a, in particular exclusive, pre-treatment before the powder application for drying moist substrates, such as wood or wood composite materials, the substrate surface is irradiated with the same or higher energy input than is necessary for the actual crosslinking process, in particular by NIR radiation. This energy input achieves a surface temperature that is above the melting point of the powder system. The thermoreactive powder is then applied to the substrate surface as a base layer. The thermoreactive powder melts immediately and is optionally crosslinked by continued irradiation. The pretreatment of the substrate surface increases the application efficiency many times over during powder application. At the same time, it is prevented that during the actual crosslinking process, moisture accumulated on the substrate surface is expelled, which could disrupt homogeneous film formation.
Anhand der beigefügten Zeichnung werden nun Ausführungsbei- spiele der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen zeigen:Exemplary embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawing. However, the invention is not restricted to these exemplary embodiments. The individual figures of the drawings show:
Fig. 1 eine mitteldichte Faserplatte (MDF) mit zwei Pulverlackschichten undFig. 1 is a medium density fiberboard (MDF) with two layers of powder coating and
Fig. 2 eine Anordnung zur Vernetzung von Pulverlack auf in sich geschlossen umlaufenden Oberflächen eines KunststoffSubstrats .Fig. 2 shows an arrangement for crosslinking powder paint on self-contained peripheral surfaces of a plastic substrate.
Das in Fig. 1 gezeigte Substrat besteht aus einer mitteldichten Faserplatte (MDF) 1, die mit einer Grundschicht aus ther- moreaktivem Pulver und aus einer zweiten Schicht ebenfalls aus thermoreaktivem Pulver beschichtet wurde. Dazu wurde die MDF 1 auf der nicht zu beschichtenden Seite geerdet und es wurde über das Tribo-Verfahren das thermoreaktive Pulver der ersten Lackschicht 2 auf die unbeschichtete Oberfläche der MDF 1 aufgebracht. Anschließend wurde die Grundschicht mittels Infrarotstrahlung aus einer Strahlungsquelle, deren Strahlungsflußdichte-Maximum bei etwa 1 μm Wellenlänge liegt, 5 s lang bestrahlt, bis sich die Temperatur des Pulvers auf Geliertemperatur erhöht hat. Diese, über die Dicke der ersten Lackschicht 2 etwa homogene Temperatur wurde etwa 1 s gehalten. Anschließend wurde der Bestrahlungsvorgang abgebrochen.The substrate shown in FIG. 1 consists of a medium-density fiberboard (MDF) 1, which also has a base layer made of thermally active powder and a second layer was coated from thermoreactive powder. For this purpose, the MDF 1 was grounded on the side not to be coated and the thermoreactive powder of the first lacquer layer 2 was applied to the uncoated surface of the MDF 1 using the tribo process. The base layer was then irradiated for 5 s by means of infrared radiation from a radiation source, the maximum radiation flux density of which is about 1 μm wavelength, until the temperature of the powder has risen to the setting temperature. This temperature, which was approximately homogeneous over the thickness of the first lacquer layer 2, was held for approximately 1 s. The irradiation process was then stopped.
Während des Geliervorganges hatte sich das Substrat nur an seiner Oberfläche und nur geringfügig erwärmt, so daß das in der MDF 1 gebundene Wasser an der Oberfläche nicht ausgetreten ist und die Gleichmäßigkeit der Lackbeschichtung nicht gestört wurde.During the gelling process, the substrate had warmed only on its surface and only slightly, so that the water bound in the MDF 1 did not escape at the surface and the uniformity of the coating was not disturbed.
Nach dem Abkühlen wurde die MDF 1 auf der unbeschichteten Seite geerdet und es wurde über das Tribo-Verfahren thermore- aktives Pulver für die zweite Lackschicht 3 auf die Oberfläche der ersten Lackschicht 2 aufgebracht. Anschließend wurden für etwa 6 s die erste 2 und die zweite 3 Lackschicht mit der Infrarotstrahlung bei einem Strahlungsflußdichte-Maximum mit einer Wellenlänge von etwa 1 μ bestrahlt, bis die Vernetzungstemperatur erreicht war. Durch fortgesetzte Bestrahlung mit geringerer Strahlungsflußdichte über etwa 3 s hinweg wurde die Vernetzungsreaktion bis zur vollständigen Aushärtung beider Lackschichten fortgesetzt. Danach wurde die Be- Strahlung abgebrochen und einige Sekunden gewartet bis sich die Lackschichten deutlich unter Vernetzungstemperatur abgekühlt hatten. Auch durch den zweiten Bestrahlungsvorgang wurden keine Dampf- oder Gasblasen gebildet, die zu einer Unregelmäßigkeit der Lackbeschichtung hätten führen können.After cooling, the MDF 1 was grounded on the uncoated side and thermoreactive powder for the second lacquer layer 3 was applied to the surface of the first lacquer layer 2 using the tribo process. The first 2 and the second 3 lacquer layers were then irradiated with the infrared radiation at a maximum radiation flux density with a wavelength of approximately 1 μ until the crosslinking temperature was reached. The crosslinking reaction was continued until both coating layers had completely hardened by continued irradiation with a lower radiation flux density for about 3 s. Thereafter, the radiation was stopped and a few seconds waited until the layers of paint had cooled significantly below the crosslinking temperature. The second irradiation process also did not generate any steam or gas bubbles that could have caused the paint coating to be irregular.
In weiteren Versuchen wurden auch nicht gezeigte MDF mit Oberflächenkonturen unmittelbar nach einer Trocknungsvorbehandlung durch NIR-Bestrahlung beschichtet. Auch hierbei wur- <_o LO to to h-1 In further experiments, MDF (not shown) was coated with surface contours immediately after pretreatment by NIR radiation. Here too, <_o LO to to h- 1
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Die Halogen-Röhrenstrahler 7 in Fig. 2 weisen eine Glühwendel 10 geringer Masse in einer Quarzglasröhre 11 auf. Die beiden Enden der Glühwendel 10 werden jeweils durch anströmende Druckluft gekühlt, um die Lebensdauer der Halogen-Röhren- strahier 7 zu erhöhen. Ebenso wird der Reflektor 8 mittels Druckluft oder Flüssigkeit gekühlt, um gleichbleibende Verhältnisse für die Reflexion der von den Halogen-Röhrenstrahlern 7 emittierten Strahlung zu schaffen.The halogen tube radiators 7 in FIG. 2 have a filament 10 of low mass in a quartz glass tube 11. The two ends of the filament 10 are each cooled by inflowing compressed air in order to increase the service life of the halogen tube beam 7. Likewise, the reflector 8 is cooled by means of compressed air or liquid in order to create constant conditions for the reflection of the radiation emitted by the halogen tube emitters 7.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats sind im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich kürzere Taktzeiten bei der Vernetzung und Aushärtung der Pulverbeschichtung erreichbar. Zudem ist es möglich, Pulver- lackbeschichtungen auf wärmeempfindlichen Substraten zu ver- netzen. Fokussierende Anordnungen unter Verwendung von Reflektoren erlauben eine gezielte, der Geometrie des Substrats angepaßte Bestrahlung. So kann ein sowohl über die Erstreckung der Oberfläche des Substrats bzw. der Beschichtung als auch über die Tiefe bzw. Dicke der Beschichtung homogener Energieeintrag bewirkt werden. Bei Verwendung von Halogenlampen mit geringer Glühkörperträgheit ist der Vernetzungsprozeß außerdem zeitgenau steuerbar, so daß selbst Pulverlacke eingebrannt werden können, deren Vernetzungstemperaturen höher als die Schädigungstemperatur des wärmeempfindlichen Sub- strats sind.With the method according to the invention for powder coating a substrate, significantly shorter cycle times can be achieved in the crosslinking and curing of the powder coating compared to known methods. It is also possible to cross-link powder coating on heat-sensitive substrates. Focusing arrangements using reflectors allow targeted radiation that is adapted to the geometry of the substrate. In this way, a homogeneous energy input can be achieved both by the extent of the surface of the substrate or the coating and by the depth or thickness of the coating. When using halogen lamps with low inertia, the crosslinking process can also be controlled precisely, so that even powder coatings can be burned in, the crosslinking temperatures of which are higher than the damage temperature of the heat-sensitive substrate.
BezugszeichenlisteReference list
I MDF 2 erste LackschichtI MDF 2 first coat of paint
3 zweite Lackschicht3 second coat of paint
5 Hohlzylinder5 hollow cylinders
6 Lackschicht6 lacquer layer
7 Halogen-Röhrenstrahler 8 Reflektor7 halogen tube spotlights 8 reflector
9 Rotationsachse9 axis of rotation
10 Glühwendel10 filament
II Quarzglasröhre II quartz glass tube

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats (1, 5), insbesondere eines temperaturempfindlichen Substrats (1, 5) wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunststoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton, wobei ein thermoreaktives Pulver als Grundschicht (2, 6) auf die unbeschichtete Oberfläche des Substrats (1, 5) aufgebracht wird, und wobei das Pulver mittels Infrarotstrahlung, zumindest mit Strahlungsanteilen im nahen und/oder kurzwelligen Infrarot, durchgehend auf Vernetzungstemperatur erwärmt und zum Aushärten gebracht wird oder durchgehend auf Geliertemperatur erwärmt wird und erst in einem späteren Verfahrensschritt fertig vernetzt und ausgehärtet wird.1. Process for powder coating a substrate (1, 5), in particular a temperature-sensitive substrate (1, 5) such as wood, wood fiber material, plastic, rubber, fabric, paper or cardboard, with a thermoreactive powder as the base layer (2, 6) on the uncoated surface of the substrate (1, 5) is applied, and wherein the powder is continuously heated to crosslinking temperature and brought to curing by means of infrared radiation, at least with radiation components in the near and / or short-wave infrared, or is continuously heated to gelling temperature and only in a later one Process step is fully cross-linked and cured.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei auf die ausgehärtete oder vorgelierte Grundschicht (2) eine zweite Schicht (3) thermoreaktives Pulver auf- gebracht wird und die gesamte noch nicht fertig vernetzte Beschichtung mittels der Infrarotstrahlung vernetzt und ausgehärtet wird.2. The method according to claim 1, wherein a second layer (3) of thermoreactive powder is applied to the hardened or pre-gelled base layer (2) and the entire not yet fully crosslinked coating is crosslinked and cured by means of infrared radiation.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei nach dem Aushärten oder Gelieren der Grundschicht (2) diese unter Aushärtetemperatur bzw. Geliertemperatur abgekühlt wird.3. The method according to claim 2, wherein after curing or gelling of the base layer (2) this is cooled below the curing temperature or gelling temperature.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pulverschicht (2, 6) und/oder die zweite4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the powder layer (2, 6) and / or the second
Schicht (3) jeweils nicht länger als 12 s, insbesondere nicht länger als 8 s, bis zum Gelieren oder Aushärten bestrahlt wird.Layer (3) in each case not longer than 12 s, in particular not longer than 8 s, until the gelation or curing is irradiated.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberflächentemperatur des thermoreaktiven Pulvers mittels eines Pyrometers gemessen und durch Steue- 135. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface temperature of the thermoreactive powder is measured by means of a pyrometer and by control 13
rung der Strahlungsflußdichte der Infrarotstrahlung geregelt wird.tion of the radiation flux density of the infrared radiation is regulated.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Erzeugung der Infrarotstrahlung zumindest eine Hochleistungs-Halogenlampe (7) mit einer Strahltemperatur von mehr als 2500 K eingesetzt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one high-power halogen lamp (7) with a beam temperature of more than 2500 K is used to generate the infrared radiation.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die unbeschichtete Oberfläche des Substrats (5) einer Vorbehandlung zur Verbesserung der Haftfähigkeit für das thermoreaktive Pulver unterzogen wird, insbesondere durch Aufbringen einer elektrisch leitenden Flüssigkeit.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the uncoated surface of the substrate (5) is subjected to a pretreatment to improve the adhesiveness for the thermoreactive powder, in particular by applying an electrically conductive liquid.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Pulverlackierung eines Feuchtigkeit enthaltenden oder aufnehmenden Substrats (1), wobei durch Trocknen und/oder Befeuchten des Substrats vor dem Aufbringen der Grundschicht ein definierter Feuchtegehalt erzeugt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, for powder coating a moisture-containing or absorbing substrate (1), wherein a defined moisture content is generated by drying and / or moistening the substrate before applying the base layer.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zum Trocknen des Feuchtigkeit enthaltenden Substrats (1) die Substratoberfläche mit gleichem oder höherem als für die Vernetzung notwendigen Energieeintrag bestrahlt wird.9. The method according to claim 8, wherein for drying the moisture-containing substrate (1), the substrate surface is irradiated with the same or higher energy input than is necessary for the crosslinking.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Substratoberfläche durch die Bestrahlung auf eine Temperatur erwärmt wird, die über der Schmelztemperatur des thermoreaktiven Pulvers liegt, so daß zumindest ein Teil des thermoreaktiven Pulvers nach dem Aufbringen auf die Substratoberfläche sofort schmilzt.10. The method according to claim 9, wherein the substrate surface is heated by the radiation to a temperature which is above the melting temperature of the thermoreactive powder, so that at least part of the thermoreactive powder melts immediately after application to the substrate surface.
11. Verwendung einer Halogenlampe (7) zur Pulverlackierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Halogenlampe (7) mit einem Reflektor (8) zur Reflexion der emittierten Strahlung in Richtung des Substrats (1, 5) kombiniert ist, und wobei die Halogenlampe (7) derart betrieben wird, daß das Strahlungsflußdichte-Maximum der emittierten Strahlung im nahen Infrarot liegt. 11. Use of a halogen lamp (7) for powder coating according to one of claims 1 to 10, wherein the halogen lamp (7) is combined with a reflector (8) for reflecting the emitted radiation in the direction of the substrate (1, 5), and wherein the halogen lamp (7) is operated such that the radiation flux density maximum of the emitted radiation in the near Infrared lies.
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