EP1715958A1 - Verfahren zur kontinuierlichen innenbeschichtung eines extrudierten hohlprofils - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen innenbeschichtung eines extrudierten hohlprofils

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EP1715958A1
EP1715958A1 EP04804300A EP04804300A EP1715958A1 EP 1715958 A1 EP1715958 A1 EP 1715958A1 EP 04804300 A EP04804300 A EP 04804300A EP 04804300 A EP04804300 A EP 04804300A EP 1715958 A1 EP1715958 A1 EP 1715958A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating agent
hollow profile
flussigkeitsabstreifer
liquid
hollow
Prior art date
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Granted
Application number
EP04804300A
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English (en)
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EP1715958B1 (de
Inventor
Dieter Förster
Jürgen Krautter
Manfred Schneider
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Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Filing date
Publication date
Application filed by Roehm GmbH Darmstadt filed Critical Roehm GmbH Darmstadt
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Publication of EP1715958A1 publication Critical patent/EP1715958A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1715958B1 publication Critical patent/EP1715958B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/04—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work the liquid or other fluent material flowing or being moved through the work; the work being filled with liquid or other fluent material and emptied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/021—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the surface of an elongated body, e.g. a wire, a tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/005—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work by devices in contact with moving work

Definitions

  • the present invention relates to a process for the continuous inner coating of an extruded hollow profile strand. Furthermore, the invention relates to a device for removing excess coating agent from the chambers of a hollow profile.
  • EP 0 530 617 A1 discloses a process for the continuous inner coating of an extruded hollow profile of thermoplastic material. Therein, a hollow profile strand is led immediately after extrusion on a curved path through a supply of a liquid coating agent. After passing through the coating agent of the hollow chamber strand is carried out until the entrained excess of the liquid coating agent has partially run back into the supply.
  • a problem of this method is the slow flow rate of the coating agent. As a result, more coating agent remains in the hollow chambers of the strand as needed for uniform film formation on the inner walls. Such an excess leads to the formation of relatively thick and slowly drying films or also to the formation of flow edges, streaks and so-called "flow noses". As a result, the sawn from the hollow profile sheets are wet. Although the sawn plates are treated at 60 ° C in the annealing oven for application of an outer laminating film, but this treatment is not sufficient to remove excess coating agent. The previous solution was to put the plate on a trolley with wheels, which tilts the plate in the transverse and longitudinal direction, whereby a portion of the remaining liquid expires.
  • the plates are then connected to a hot air blower, whereby in a batch process, the plates can be dried individually.
  • the plates In the usual amounts of coating liquid remain crystalline paragraphs in the hollow profile by this method, which occur as white spots especially on the two end faces of the plate. In order to remove these residues, 300 mm must be sawed off on both sides of the plate and fall as material waste.
  • No. 5,681,390 describes a spray booth for the spray coating of objects whose inner walls are cleaned with wiper rails of finely divided material. The wiper rails on the inner walls are moved by means of magnets from the outside.
  • the object of the invention was also to provide a method in which caused by visible or crystalline coating residues cutting to hollow profile can be avoided as possible.
  • Claims 12 and 13 have a Flusstechniksabstreifer and a device for removing excess coating agent from the chambers of a hollow profile to the object with which the inventive method can be performed.
  • Drawing 1 shows a preferred embodiment of a liquid scraper as used in the method according to the invention.
  • An apparatus for carrying out the method according to the invention is shown schematically in drawing 2 in a vertical sectional view.
  • Drawing 3 shows the preferred embodiment of a manufactured hollow profile strand in a cross-sectional view.
  • Drawing 4 shows a liquid scraper, as it is stored in a hollow chamber.
  • the method according to the invention it is also possible to reduce the consumption of liquid coating agent appreciably.
  • the consumption is only one-twelfth of the consumption in the method according to EP 0 530 617 A1. This means, as it were, a twelve-fold service life of the coating agent supply in comparison to the process there.
  • a hollow profile strand is continuously drawn off after cooling, with plastics preferably below the glass transition temperature, at a uniform rate.
  • hollow profile strands extruded strands are considered in the context of the invention with a constant profile containing at least one continuous cavity.
  • These include pipes as well Frame profiles, rungs profiles and other technical profiles with more or less complicated cross-sectional shapes and possibly multiple cavities.
  • the wall thickness of the cavity enclosing layer is usually 0.1 to 5 mm.
  • Prerequisite for the processability according to the method of the invention is an elastic flexibility of the extruded hollow profile in the extrusion direction, which allows, for example, in plastics at least at temperatures lying below the glass transition temperature bending radii of about 1 to 100 m. Such flexibility is usually given when the hollow section is not thicker than 40 mm.
  • Drawing 4 shows the preferred form of a hollow profile strand as prepared by the process according to the invention in a cross-sectional view.
  • Suitable for the process of the invention are all elastic materials which allow the necessary bending, as well as thermoplastically extrudable plastics having a modulus of elasticity of at least 1000 MPa, measured at 200 ° C. according to DIN 53457, preferably 1500 to 4000 MPa. Its glass transition temperature (DIN 7724) is at least 50 ° C, preferably 70 to 200 ° C. Preference is given to typical construction plastics for construction, which are characterized by hardness and rigidity and by resistance to weathering. Preferably z. As polymethyl (meth) acrylates, polycarbonates, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS, rubbers, silicones, rubber, cork, glass fiber reinforced or carbon fiber reinforced plastics and metals.
  • the notation (meth) acrylate here means both methacrylate, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, etc., as well as acrylate and mixtures of both.
  • Polymethyl (meth) acrylates are generally obtained by free radical polymerization of mixtures containing methyl (meth) acrylate. In general, these mixtures contain at least 40 wt .-%, preferably at least 60 wt .-% and particularly preferably at least 80 wt .-%, based on the weight of the monomers, methyl (meth) acrylate.
  • Comonomers can also be used.
  • the comonomers are used in an amount of 0 to 60 wt .-%, preferably 0 to 40 wt .-% and particularly preferably 0 to 20 wt .-%, based on the weight of the monomers, wherein the compounds individually or can be used as a mixture.
  • the poly (meth) acrylate may comprise other polymers to modify the properties. These include, but are not limited to, polyacrylonitriles, polystyrenes, polyethers, polyesters, polycarbonates and polyvinyl chlorides. These polymers can be used singly or as a mixture, and copolymers which are derivable from the abovementioned polymers can also be used.
  • thermoplastic Kunsscher for the production of the hollow profile strand may contain conventional additives / additives of all kinds. These include, but are not limited to, dyes, antistatic agents, antioxidants, mold release agents, flame retardants, lubricants, flow improvers, fillers, light stabilizers, and organic phosphorus compounds such as phosphites or phosphonates, pigments, weathering inhibitors, and plasticizers.
  • the thermoplastic material can optionally be equipped mechanically stably by an impact modifier. This is especially the case when poly (meth) acrylates or polycarbonates are used.
  • the hollow profile strand of elastic material When passing through the extrusion system, the hollow profile strand of elastic material, preferably made of thermoplastic material, is guided under elastic bending by a downwardly curved arcuate path.
  • the strand is guided downward, wherein the maximum fall angle measured to the horizontal is preferably between 3 ° and 20 °, in particular between 5 ° and 10 °.
  • the hollow profile strand After passing through the lower vertex, the hollow profile strand is preferably guided upward in an angle of at most 3 ° to 20 ° measured to the horizontal and in particular at an angle of 5 ° to 10 °.
  • the strand for cooling can again be guided essentially horizontally, preferably as far as a separating device, where it is divided into sections or hollow-chamber plates of the desired length.
  • the height difference between the extrusion nozzle and the lower vertex of the path is preferably between 200 mm and 600 mm, particularly preferably 350-450 mm.
  • the height difference between the lower vertex and the horizontal portion of the travel path following the pitch is preferably between 200 mm and 600 mm, more preferably 300 mm - 400 mm.
  • the radius of curvature of the web is between 4000 mm and 26000 mm.
  • the speed of movement of the hollow profile strand is usually between 0.2 to 2.5 m / min and preferably between 0.5 and 1, 5 m / min.
  • a supply of a liquid coating agent In the region of the lower vertex of the web is located in the hollow chambers locally stationary a supply of a liquid coating agent. Its amount is always kept so large that the liquid level touches the inside of all walls of the hollow chamber.
  • the coating agent is first filled into the hollow chamber after a sufficiently long piece of the hollow profile sheet has been extruded and passed through the path. Normally, a filling is sufficient for a service life of several hours to days.
  • EP-B 201 816 proposed to provide a hollow chamber plate made of plastic on the outside and inside with a coating of lower optical refractive index than that of the plastic. As a result, reflection losses of the transmitted light are reduced and the total light transmission is increased.
  • a preferred application of the method according to the invention is the application of a water-spreading coating on the inner surfaces of hollow chamber panels.
  • the need for such a coating results in glazing of greenhouses and other wet rooms.
  • Coating agents for this purpose are e.g. from EP-B 149 182 known.
  • thin-bodied coating compositions having a viscosity in the range from 1 to 4000 mPas, preferably from 2 to 25 mPas, are generally used, the coating agent being Solvent can be added.
  • the coating agent being Solvent can be added.
  • liquid coating agent It is important proper wetting of the plastic surface by the liquid coating agent, so that forms a closed film. If this is not the case, a wetting agent can be added.
  • a physically drying liquid coating agent is used, which consists of a dissolved, dispersed or suspended non-volatile or semi-volatile coating agent and a volatile liquid. Water-spreading and optically active coatings and their preparation are described in EP 0530617.
  • the process according to the invention can use all coating agents of suitable viscosity, e.g. Oils, paints, etc., are used.
  • the method of the present invention is characterized in that excess liquid coating means of liquid wipers located in the interior of the hollow chambers is stripped off the inner walls of the hollow chambers.
  • the amount of coating agent that exceeds the amount required for continuous film formation on the inner walls of the hollow chambers exceeds the amount required for continuous film formation on the inner walls of the hollow chambers.
  • the amount depends, inter alia, on the viscosity of the coating agent, the extrusion rate and the angle at which the strand is continued. In general, the amount of the excess coating agent is 5-98 vol.%, And in the more specific case 20-97 vol.% Of the total amount used.
  • the stripping is done by the continuous movement of the extruded hollow profile strand or the respective hollow chamber relative to the stationary remplisstechniksabstreifem, each comprising at least one wiper lip and a magnet or magnetizable material.
  • a Flusstechniksabstreifer for stripping excess coating agent.
  • Flusstechniksabstreifer it is also possible to arrange two or more Flusstechniksabstreifer in a single hollow chamber. These can be arranged both side by side and in succession and optionally be connected to each other. Several Flusstechniksabstreifer may be arranged so that they strip coating agent from different walls of the hollow chamber.
  • each liquid wiper is arranged to contact one or more inner walls of the hollow chamber. Of the inner walls, which are touched by the wiper lip, excess liquid is stripped off by the extruded hollow profile strand moves continuously on its path.
  • materials for the wiper lip are in principle suitable those which are chemically resistant to the coating agent, have a low friction in order to ensure a smooth movement of the liquid scraper, to the shape of the hollow chamber profile are adaptable and at the same time are so elastic that the adaptation to a modified chamber profile is possible.
  • the wiper lip made of Teflon or silicone.
  • Particularly suitable is foamed Teflon, which has a density between 0.3 and 1.8 g / cm 3 .
  • a silicone tube is particularly suitable as a material for the wiper lip.
  • the liquid scraper and the scraper lip are held stationary by the interaction between a magnet and a counter-magnet or magnetisable materials as the hollow-chamber string moves.
  • the magnet or magnetizable body is part of the diesstiksabstreifers and is also located inside the hollow chamber.
  • At least one magnet, counter magnet or magnetizable body per Flusstechniksabstreifer is adjacent to the outside of the continuous hollow profile strand attached and keeps the Flusstechniksabstreifer in substantially constant position within the path of the hollow profile strand.
  • the Flusstechniksabstreifer inside the hollow profile strand is held by the magnet, counter magnet or magnetizable body outside the strand in its position without touching it.
  • the magnet, counter magnet or magnetizable body is mounted adjacent to the hollow profile strand such that the distance between the magnet surface and the outside of the strand is between 2 mm and 10 mm.
  • magnets, counter-magnets or magnetizable body may be mounted opposite each other on both sides of the hollow profile strand and hold a Flusstechniksabstreifer locally stationary.
  • the geometry of the magnets, counter magnets or magnetizable body is usefully adapted to the geometry of the hollow profile. If a hollow profile plate is produced, as shown in Fig. 3, so flat magnets are preferably used, with their flat surfaces are aligned in the longitudinal and transverse directions parallel to the outer walls of the continuous strand.
  • the selection of the magnets is made depending on the friction coefficients of the liquid. Magnets which have an energy density between 200 and 380 kJ / m 3 are suitable for the use according to the invention. Prerequisite is a magnetic field that is strong enough that the counter magnet or magnetizable body can hold the Flusstechniksabstreifer during the movement of the hollow profile strand in position. In this case, the hollow profile strand preferably moves at a speed of 0.5-2.5 m / min.
  • Nd-Fe-B magnets are used, which have a 10 to 12 times higher energy density than conventional iron magnets.
  • electromagnets can be used. Magnetizable materials in combination with permanent magnets or electromagnets are also suitable for the method according to the invention instead of magnets.
  • Flusstiksabstreifer and counter magnets or magnetizable body are in the range of the slope of the hollow profile run after the coating agent supply.
  • the pitch in this section of the track is between 5 ° and 10 °.
  • Flusstechniksabstreifer and counter magnets or magnetizable bodies are stationary during the process with respect to the coating agent supply and the extrusion line while the hollow profile strand is continuously in motion. The arrangement in the region of the slope of the path causes the stripped Coating agent flows back into the coating agent supply and is available for the further coating process.
  • a Flusstechniksabstreifer is used, which in addition to the described wiper lip and the magnet also comprises a lip of a material impregnated with the coating material.
  • Such a lip is located in the direction of the path of the hollow profile strand behind the wiper lip and touches as well as this one or more inner walls of the hollow chamber. During the course of the process, the lip is impregnated by liquid coating agent and thus causes a particularly uniform distribution of the coating agent on the inner walls of the hollow chamber.
  • the lip impregnated with coating liquid causes the continuous formation of a coating film on the hollow chamber inner walls if the coating agent is completely stripped off by the wiper lip at points of the inner walls.
  • liquid-impregnable lip A preferred material for the liquid-impregnable lip is felt.
  • all other liquid-impregnable materials such as e.g. Sponges and fabrics suitable for such a lip, which are substantially chemically resistant to the coating agent, have low friction to ensure uniform retention of the liquid scraper, are conformable to the shape of the hollow chamber profile and, at the same time, are resilient enough to accommodate to a changed chamber profile is still possible.
  • a liquid scraper can be used which consists only of the magnet, countermagnet or magnetizable material and the There is a wiper lip.
  • the magnet, counter magnet or magnetizable material itself forms the body of the liquid scraper, to which the scraper lip is attached.
  • a Flusstechniksabstreifer is used, which is formed from a non-magnetic body to which the magnet, counter magnet or magnetizable material, the wiper lip and possibly also a liquid-impregnable lip are attached.
  • the non-magnetic body of the liquid scraper may in principle consist of any material which is substantially inert to the coating agent.
  • Preferred materials are plastics such as poly (meth) acrylate, polystyrene, polycarbonate.
  • the method according to the invention is configured in such a way that the inner wall of the hollow chamber is touched exclusively by one or more wiper lips and, if appropriate, additionally by a liquid-impregnable lip. This is achieved by a projection of the existing lips on the magnet or magnetizable material or the body of the scraper.
  • the magnet, countermagnet or magnetizable material of the liquid scraper and the possibly present non-magnetic body do not touch the inner walls, since a mechanical action of these components on the inner wall is undesirable because of possible damage to the coating film.
  • a Flusstechniksabstreifer is used, are attached to the magnetic or non-magnetic body, one or more rotatable rollers.
  • the Flusstechniksabstreifer is stored in the hollow chamber.
  • the rollers are mounted so that they are at least the.
  • the rollers may in principle be made of any material that is substantially inert to the coating agent. Preference is given to plastics, such as e.g. Poly (meth) acrylate, polycarbonate, polystyrene or polyamide.
  • one or more inner walls of the hollow chamber touches both with the wiper lip and the possibly existing liquid-impregnable lip as well as with the rollers.
  • the rollers are rotated.
  • rollers act as spacers between the wall of the hollow profile chamber and the magnet, counter magnet or magnetizable material or the body of the liquid scraper. Due to the defined distance, it is possible to achieve a particularly uniform pressure of the wiper lips on the wall and a particularly uniform wiping.
  • continuous films are formed on the inner walls of the hollow chamber whose film thickness in the wet state is usually between 0.05 .mu.m and 3000 .mu.m and preferably between 2.5 .mu.m and 3.0 .mu.m.
  • the film thickness is generally between 50 nm and 300 nm and preferably between 60 nm and 160 nm.
  • the resulting film thickness depends on a large number of parameters, some of which are mentioned below. For example, play the attraction between Flusstechniksabstreifer and magnet, magnetizable body or counter magnet a role that determines the contact pressure of the wiper lip to the hollow chamber wall.
  • the film thickness and the uniformity of the film depend on what friction, elasticity and conformability the wiper lip material has on the shape of the hollow profile. Furthermore, the film thickness is determined by the density of the felt used for the felt lip.
  • the body of the liquid scraper is provided with rollers, then the distance between the body and the hollow chamber wall defined by the rollers and the maximum compression of the scraper lips defined thereby are of importance for the film thickness.
  • the invention also relates to a Flusstechniksabstreifer, and an apparatus for removing excess coating agent. These are illustrated with reference to the drawings 1-4 in a particular embodiment, without the invention being limited to these.
  • the Flusstechniksabstreifer shown in drawing 1 consists of a body (1) to which two magnets, counter magnets or magnetizable materials (2) in recesses (3) are attached. Likewise, at least one wiper lip (4) and a felt lip (5) is attached to the body. Rollers (6) are mounted on axles (7) in further recesses of the body.
  • drawing 2 The preferred embodiment of an apparatus for carrying out the method according to the invention is shown in drawing 2. Following an extrusion device, not shown here are guide rollers (21-29) are arranged, which direct an extruded hollow profile strand (8) on a downwardly curved arcuate path. In the valley the running path is in the hollow chambers of the strand a coating agent supply (9). In each of the hollow chambers of the strand two Flusstechniksabstreifer (10a, 10b) are arranged. Drawing 2 shows only one of the hollow chambers in longitudinal section with two remplissyersabstreifem arranged therein. Adjacent to the outer sides of the hollow profile strand or the hollow chamber are magnets, counter magnets or magnetizable body (11) attached to holding devices (12). Flusstechniksabstreifer, counter magnets, magnets or magnetizable body and holding devices are arranged in the rising portion of the hollow profile runway adjacent to the coating agent supply.
  • a separating device not shown in drawing 2 for dividing the hollow profile strand is arranged in sections or hollow chamber plates desired length.
  • Drawing 3 shows the cross section of the hollow profile, which is shown in drawing 2 in longitudinal section. It is a hollow chamber plate in which a hollow chamber (16) of two straps (17,18) and two webs (19,20) is limited.
  • the two Flusstechniksabstreifer (10a, 10b) lie with their roles and lips only in each case only on one of the straps, as shown in drawing 2, and touch with their lips the belt and a portion of the webs.
  • Drawing 4 shows in longitudinal section the Flusstechniksabstreifer (10b) according to drawing 1 and drawing 2, which rests with its rollers (6) and its lips (4,5) on the lower belt (18) of a hollow chamber.
  • a hollow profile strand is extruded from the extrusion die at a speed of preferably between 0.2 and 5.0 m / min.
  • the extruded from the nozzle strand is passed between the rollers (21) and (22) and then steered by means of elastic bending under the bottom roller (23).
  • the strand is passed under elastic bending between the rollers (24) / (25) and (26) / (27).
  • the strand is again passed under elastic bending between the rollers (28) and (29).
  • the arrangement of the guide rollers results in a curved path of the strand.
  • the roller (23) in the lower vertex of the path counteracts the elastic restoring force of the strand.
  • the continuously advancing strand After exiting the extrusion die, the continuously advancing strand first passes through the supply of liquid coating agent in the valley of the arcuate pathway, thereby wetting the interior walls of the hollow chambers (16) with coating agent. Subsequently, the strand moves past the first diesstechniksabstsammlung (10a), which strip excess coating agent from the upper belt (17) and upper part of the webs (19,20) of each hollow chamber (16). As a result, stripped coating agent drips onto the lower belt of the hollow chambers and partially flows back into the coating agent supply. Excess coating agent, which does not flow off quickly enough and collect on the lower belt (18) and the lower part of the webs (19, 20), is then stripped off the second Flusstechniksabstreifer and can flow back into the supply.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Innenbeschichtung eines kontinuierlich extrudierten Hohlprofilstranges aus elastischem Material, bei dem ein Hohlprofilstrang auf einem gekrümmten, bogenförmigen Laufweg durch einen örtlich stationär verbleibenden Vorrat eines flüssigen Beschichtungsmittels geführt wird, wodurch die Innenwände des Hohlprofilstranges mit Beschichtungsmittel benetzt werden, und bei dem der Hohlprofilstrang direkt nach dem Durchlaufen des Beschichtungsmittel-Vorrats in seinem Laufweg steigend aufwärts geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiges Beschichtungsmittel von im Inneren der Hohlkammern gelagerten Flüssigkeitsabstreifern von einer oder mehreren Innenwänden abgestreift wird, indem der Hohlprofilstrang relativ zu den Flüssigkeitsabstreifern fortlaufend bewegt wird, wobei die Flüssigkeitsabstreifer, die mindestens einen Magneten oder magnetisierbaren Werkstoff und eine die Innenwände berührende Abstreiflippe umfassen und im Bereich der Steigung des Hohlprofil-Laufwegs hinter dem Beschichtungsmittelvorrat angeordnet sind, durch Gegenmagnete oder magnetisierbare Werkstoffe, die benachbart zur Aussenseite des fortlaufenden Hohlprofilstranges befestigt sind, an gleichbleibender Position innerhalb des Laufweges des Hohlprofilstranges festgehalten werden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Flüssigkeitsabstreifer und eine Vorrichtung zur Entfernung von überschüssigem Beschichtungsmittel aus den Kammern eines Hohlprofils.

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Innsnbeschichtung eines extrudierten Hohlprofils
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Innenbeschichtung eines extrudierten Hohlprofilstranges. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Entfernung von überschüssigem Beschichtungsmittel aus den Kammern eines Hohlprofils.
Für bestimmte Anwendungen, wie z. B. die Verglasung von Gewächshäusern oder anderen Feuchträumen, werden Hohlkammerplatten aus thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt, auf deren Innenflächen eine wasserspreitende Beschichtung aufgebracht ist. So beschreibt z. B. EP 0 530 617 A1 ein Verfahren zur kontinuierlichen Innenbeschichtung eines extrudierten Hohlprofils aus thermoplastischem Kunststoff. Darin wird ein Hohlprofilstrang unmittelbar nach Extrusion auf einem gekrümmten Laufweg durch einen Vorrat eines flüssigen Beschichtungsmittels geführt. Nach Durchlaufen des Beschichtungsmittels wird der Hohlkammerstrang so lange aufwärts geführt bis der mitgeschleppte Überschuß des flüssigen Beschichtungsmittels teilweise in den Vorrat zurückgelaufen ist.
Ein Problem dieses Verfahrens ist die langsame Ablaufgeschwindigkeit des Beschichtungsmittels. Dadurch verbleibt mehr Beschichtungsmittel in den Hohlkammern des Stranges als zur gleichmäßigen Filmbildung an den Innenwänden benötigt. Ein solcher Überschuß führt zur Ausbildung von relativ dicken und langsam trocknenden Filmen oder auch zur Ausbildung von Fließkanten, Schlieren und sog. "Fließnasen". Im Ergebnis sind die aus dem Hohlprofil gesägten Platten nass. Zwar werden die gesägten Platten zwecks Auftragung einer äußeren Kaschierfolie bei 60° C im Temperofen behandelt, jedoch reicht diese Behandlung nicht aus, um überflüssiges Beschichtungsmittel zu entfernen. Die bisherige Lösung bestand darin, die Platte auf einen Wagen mit Laufrädern zu stellen, der die Platte in Quer- und Längsrichtung kippt, wodurch ein Teil der verbleibenden Flüssigkeit abläuft.
Da der verbleibende Rest an Flüssigkeit immer noch sehr groß ist, werden die Platten anschließend mit einem Warmluftgebläse verbunden, wobei in einem diskontinuierlichen Prozeß die Platten einzeln getrocknet werden können. Bei den üblichen Mengen an Beschichtungsflüssigkeit verbleiben nach diesem Verfahren kristalline Absätze in dem Hohlprofil, die als weiße Flecken besonders an den beiden Stirnseiten der Platte auftreten. Um diese Rückstände zu entfernen, müssen 300 mm an beiden Seiten der Platte abgesägt werden und fallen als Materialverschnitt an.
Dadurch anfallende Sägespäne müssen wiederum aus der Platte entfernt werden. Durch diesen Schritt werden die Vorteile des zuvor durchgeführten, spanlosen Ritzbrechens zunichte gemacht. Weiterhin ist von Nachteil, daß sich die zuvor aufgebrachte Kaschierfolie auf den Außenseiten der Platten durch Flüssigkeitsrückstände bzw. kristalline Absätze unterwandert wird und sich löst.
Eine Menge an flüssigem Beschichtungsmittel im Inneren der Platte, welche die zur gleichmäßigen Filmbildung benötigte Menge übersteigt, führt also im Ergebnis dazu, daß an den kontinuierlichen Extrusions- und Beschichtungsprozeß diskontinuierliche aufwendige Aufarbeitungsschritte angeschlossen werden müssen und eine Fehlfabrikation mit 6 - 10 % Materialverschnitt in Kauf genommen werden muß. US 5,681 ,390 beschreibt eine Sprühkabine für die Sprühbeschichtung von Objekten, deren Innenwände mit Abstreifschienen von fein verteiltem Material gereinigt werden. Die Abstreifschienen an den Innenwänden werden mittels Magneten von außen bewegt.
Ähnliche Systeme finden als Magnetscheibenreiniger für Aquarien Anwendung. Dort wird ein Reinigungsmagnet auf der Innenseite mittels eines Magneten auf der Außenseite an der Scheibe entlang geführt, wodurch die Innenseite gereinigt wird. Bei den genannten Techniken handelt es sich allerdings nicht um kontinuierliche Verfahren. Das Prinzip der Abstreifung der Verunreinigungen beruht darauf, dass der Abstreifer bewegt wird, während die zu bearbeitende Werkstückstelle fest steht. Zudem eignen sie sich nur zur Entfernung fester Rückstände und bieten keine Lösung für die Entfernung und Wiedergewinnung überschüssiger flüssiger Rückstände.
In Anbetracht der zuvor angegebenen und diskutierten Probleme des Standes der Technik bestand eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Innenbeschichtung eines kontinuierlich extrudierten Hohlprofilstranges zur Verfügung zu stellen, das weitgehend kontinuierlich durchgeführt werden kann. Die zuvor beschriebenen diskontinuierlichen Aufarbeitungsschritte, die durch das verbleibende überschüssige Beschichtungsmittel bedingt sind, sollten reduziert werden.
Aufgabe der Erfindung war außerdem die Bereitstellung eines Verfahrens, bei dem der durch sichtbare bzw. kristalline Beschichtungsrückstände bedingte Verschnitt an Hohlprofil möglichst vermieden werden kann.
Ebenso sollte durch das erfindungsgemäße Verfahren überschüssiges Beschichtungsmittel in einem möglichst großen Anteil zurückgewonnen werden. Bei der bisherigen Technik fallen große Mengen des Beschichtungsmittels zusammen mit dem Hohlprofilverschnitt als Abfall an und können nicht zurückgewonnen werden.
Gelöst werden diese Aufgaben sowie weitere, die zwar nicht wörtlich genannt werden, sich aber aus den hierin diskutierten Zusammenhängen wie selbstverständlich ableiten lassen oder sich aus diesen zwangsläufig ergeben, durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
Zweckmäßige Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen 2 bis 11 unter Schutz gestellt. Anspruch 12 und 13 haben einen Flussigkeitsabstreifer und eine Vorrichtung zur Entfernung von überschüssigem Beschichtungsmittel aus den Kammern eines Hohlprofils zum Gegenstand mit denen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Zeichnung 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Flüssigkeitsabstreifers wie er im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Zeichnung 2 schematisch in einem senkrechten Schnittbild dargestellt. Zeichnung 3 zeigt die bevorzugte Ausführungsform eines hergestellten Hohlprofilstranges in einer Querschnittsansicht. Zeichnung 4 zeigt einen Flüssigeitsabstreifer, wie er in einer Hohlkammer gelagert ist.
Dadurch, dass überschüssiges Beschichtungsmittel von im Inneren der Hohlkammern gelagerten Flüssigkeitsabstreifem von den Innenwänden abgestreift wird, indem der Hohlprofilstrang relativ zu den Flüssigkeitsabstreifem fortlaufend bewegt wird, wobei die Flussigkeitsabstreifer, die mindestens einen Magneten oder magnetisierbaren Werkstoff und eine die Innenwände berührende Abstreiflippe umfassen und im Bereich der Steigung des Hohlprofil- Laufwegs hinter dem Beschichtungsmittel-Vorrat angeordnet sind, durch Gegenmagnete oder magnetisierbare Werkstoffe, die benachbart zur Außenseite des fortlaufenden Hohlprofilstranges befestigt sind, an gleichbleibender Position innerhalb des Laufweges des Hohlprofilstranges festgehalten werden, gelingt es, die Innenbeschichtung des Hohlprofilstranges kontinuierlich durchzuführen und die im Stand der Technik beschriebenen diskontinuierlichen Nachbehandlungsschritte zur Entfernung überschüssigen Beschichtungsmittels einzusparen.
Weiterhin werden nach Trocknung sichtbare bzw. kristalline Beschichtungsrückstände in den Hohlkammern und dadurch anfallender Hohlprofil-Verschnitt vermieden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es außerdem möglich, den Verbrauch an flüssigem Beschichtungsmittel nennenswert zu reduzieren. So beträgt der Verbrauch lediglich ein Zwölftel des Verbrauchs in dem Verfahren nach EP 0 530 617 A1. Dies bedeutet gleichsam eine zwölffache Standzeit des Beschichtungsmittelvorrats im Vergleich zu dem dortigen Verfahren.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer besonderen Ausführungsform beschrieben, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.
Im ersten Schritt wird in einer Extrusionsanlage, enthaltend einen Extruder, eine Extrusionsschlitzdüse und einen gekühlten Kalibrator, kontinuierlich ein Hohlprofilstrang nach Abkühlung, bei Kunststoffen bvorzugt unter die Glasübergangstemperatur, mit gleichmäßiger Geschwindigkeit abgezogen.
Als Hohlprofilstränge werden im Sinne der Erfindung extrudierte Stränge mit gleichbleibendem Profil angesehen, die wenigstens einen durchlaufenden Hohlraum enthalten. Dazu gehören Rohre sowie Rahmenprofile, Sprossenprofile und andere technische Profile mit mehr oder weniger komplizierten Querschnittsformen und gegebenenfalls mehreren Hohlräumen. Die Wanddicke der den Hohlraum umschließenden Schicht beträgt in der Regel 0,1 bis 5 mm. Voraussetzung für die Verarbeitbarkeit nach dem Verfahren der Erfindung ist eine elastische Biegsamkeit des extrudierten Hohlprofils in Extrusionsrichtung, die z.B. bei Kunststoffen wenigstens bei dicht unter der Glasübergangstemperatur liegenden Temperaturen Biegeradien von etwa 1 bis 100 m zuläßt. Eine solche Biegsamkeit ist in der Regel gegeben, wenn das Hohlprofil nicht dicker als 40 mm ist.
Vorzugsweise werden Hohlkammerplatten erzeugt und beschichtet. Zeichnung 4 zeigt die bevorzugte Form eines Hohlprofilstranges wie er nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird in einer Querschnittsansicht.
Für das Verfahren der Erfindung eignen sich alle elastischen Materialien, die die notwendige Biegung erlauben, sowie thermoplastisch extrudierbare Kunststoffe mit einem Elastizitätsmodul von wenigstens 1000 MPa, gemessen bei 200°C nach DIN 53457, vorzugsweise 1500 bis 4000 MPa. Ihre Glasübergangstemperatur (DIN 7724) beträgt mindestens 50°C, vorzugsweise 70 bis 200°C. Bevorzugt sind typische Konstruktions- Kunststoffe für das Bauwesen, die sich durch Härte und Steifigkeit sowie durch Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse auszeichnen. Bevorzugt sind z. B. Polymethyl(meth)acrylate, Polycarbonate, Polyvinylchlorid, Polystyrol, ABS, Kautschuke, Silikone, Gummi, Kork, glasfaserverstärkte oder carbonfaserverstärkte Kunststoffe und Metalle. Die Schreibweise (Meth)acrylat bedeutet hier sowohl Methacrylat, wie z.B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat usw., als auch Acrylat sowie Mischungen aus beiden. Polymethyl(meth)acrylate werden im allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Mischungen erhalten, die Methyl(meth)acrylat enthalten. Im allgemeinen enthalten diese Mischungen mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomere, Methyl(meth)acrylat.
Es können auch Comonomere eingesetzt werden. Im allgemeinen werden die Comonomere in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt, wobei die Verbindungen einzeln oder als Mischung verwendet werden können.
Das Poly(meth)acrylat kann zur Modifikation der Eigenschaften weitere Polymere umfassen. Hierzu gehören unter anderem Polyacrylnitrile, Polystyrole, Polyether, Polyester, Polycarbonate und Polyvinylchloride. Diese Polymere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, wobei auch Copolymere, die von den zuvor genannten Polymeren ableitbar sind, eingesetzt werden können.
Die thermoplastischen Kunsstoffe zur Herstellung des Hohlprofilstranges können übliche Additive/Zusatzstoffe aller Art enthalten. Hierzu gehören unter anderem Farbstoffe, Antistatika, Antioxidantien, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Fliessverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren und organische Phosphorverbindungen, wie Phosphite oder Phosphonate, Pigmente, Verwitterungsschutzmittel und Weichmacher.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der thermoplastische Kunststoff gegebenenfalls durch ein Schlagzähmodifizierungsmittel mechanisch stabiler ausgerüstet werden. Insbesondere ist dies der Fall, wenn Poly(meth)acrylate oder Polycarbonate eingesetzt werden.
Beim Durchlaufen der Extrusionsanlage wird der Hohlprofilstrang aus elastischem Material, bevorzugt aus thermoplastischem Kunststoff, unter elastischer Biegung durch einen nach unten gekrümmten bogenförmigen Laufweg geführt. Zunächst wird der Strang abwärts geführt, wobei der maximale Fallwinkel gemessen zur Horizontalen vorzugsweise zwischen 3° und 20°, insbesondere zwischen 5° und 10° beträgt. Nach Passieren des unteren Scheitelpunkts wird der Hohlprofilstrang vorzugsweise in einem zur Horizontale gemessenen Winkel von maximal 3° bis 20° und insbesondere in einem Winkel von 5° bis 10° steigend aufwärts geführt. Im Anschluß an die Steigung kann der Strang zur Abkühlung wiederum im wesentlichen horizontal geführt werden, vorzugsweise bis zu einer Trennvorrichtung, wo er in Abschnitte bzw. Hohlkammerplatten gewünschter Länge geteilt wird.
Die Höhendifferenz zwischen der Extrusionsdüse und dem unteren Scheitelpunkt des Laufweges beträgt vorzugsweise zwischen 200 mm und 600 mm, besonders bevorzugt 350-450 mm. Die Höhendifferenz zwischen dem unteren Scheitelpunkt und dem horizontalen Abschnitt des Laufweges im Anschluss an die Steigung beträgt vorzugsweise zwischen 200 mm und 600 mm, besonders bevorzugt 300 mm - 400 mm. Dementsprechend beträgt der Krümmungsradius der Bahn zwischen 4000 mm und 26000mm. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Hohlprofilstranges beträgt in der Regel zwischen 0,2 bis 2,5 m/min und vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 ,5 m/min.
Im Bereich des unteren Scheitelpunktes der Bahn befindet sich in den Hohlkammern örtlich stationär ein Vorrat eines flüssigen Beschichtungsmittels. Seine Menge wird stets so groß gehalten, daß der Flüssigkeitsspiegel die Innenseite aller Wände der Hohlkammer berührt. Das Beschichtungsmittel wird erst in die Hohlkammer eingefüllt, nachdem ein hinreichend langes Stück der Hohlprofilbahn extrudiert und durch den Laufweg geführt worden ist. Normalerweise reicht eine Füllung für eine Betriebsdauer von mehreren Stunden bis Tagen.
Die Vorteilhaftigkeit einer Innenbeschichtung ergibt sich aus dem jeweiligen Anwendungsgebiet des Hohlprofils. So wurde z.B. in der EP-B 201 816 vorgeschlagen, eine Hohlkammerplatte aus Kunststoff auf der Außen- und Innenseite mit einem Überzug von niedrigerem optischem Brechungsindex als dem des Kunststoffes zu versehen. Dadurch werden Reflexionsverluste des durchfallenden Lichtes vermindert und die Gesamtlichtdurchlässigkeit erhöht.
Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im Auftragen einer wasserspreitenden Beschichtung auf die Innenflächen von Hohlkammerplatten. Die Notwendigkeit einer solchen Beschichtung ergibt sich bei Verglasungen von Gewächshäusern und anderen Feuchträumen.
Beschichtungsmittel für diesen Zweck sind z.B. aus der EP-B 149 182 bekannt.
Es soll jedoch nicht unerwähnt bleiben, daß erforderlichenfalls mittels der Erfindung auch mehrere Schichten nacheinander aufgebracht werden können, indem man die Hohlprofilbahn nacheinander durch mehrere im Sinne der Erfindung gestaltete Beschichtungszonen führt. Voraussetzung ist, daß die erste Beschichtung ausgehärtet werden kann, bevor die Bahn in die zweite Beschichtungszone eintritt. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise eine haftungsfördemde Grundierung für die zweite Beschichtung erzeugen.
Für das Verfahren der Erfindung werden in der Regel dünnflüssige Beschichtungsmittel mit einer Viskosität im Bereich von 1 bis 4000 mPas, vorzugsweise 2 bis 25 mPas verwendet, wobei dem Beschichtungsmittel Lösungsmittel zugegeben werden können. Prinzipiell können auch hochviskose Beschichtungsmittel verwendet werden.
Wichtig ist eine einwandfreie Benetzung der Kunststoffoberfläche durch das flüssige Beschichtungsmittel, so daß sich ein geschlossener Film bildet. Wenn das nicht der Fall ist, kann ein Netzmittel zugesetzt werden. In den meisten Fällen wird ein physikalisch trocknendes flüssiges Beschichtungsmittel eingesetzt, das aus einem gelösten, dispergierten oder suspendierten nicht- oder schwerflüchtigen Überzugsmittel und aus einer flüchtigen Flüssigkeit besteht. Wasserspreitende und optisch wirksame Beschichtungen und deren Herstellung werden in EP 0530617 beschrieben. Außerdem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren alle Beschichtungsmittel mit geeigneter Viskosität, wie z.B. Öle, Lacke usw., eingesetzt werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß überschüssiges flüssiges Beschichtungsmittel von Flüssigkeitsabstreifem, die sich im Inneren der Hohlkammern befinden, von den Innenwänden der Hohlkammern abgestreift wird.
Überschüssig ist im Sinne der vorliegenden Erfindung die Menge an Beschichtungsmittel, die die zur kontinuierlichen Filmbildung an den Innenwänden der Hohlkammern benötigte Menge übersteigt.
Die Menge hängt u.a. von der Viskosität des Beschichtungsmittels, der Extrusionsgeschwindigkeit und dem Winkel, mit dem der Strang fortgeführt wird, ab. In der Regel beträgt die Menge des überschüssigen Beschichtungsmittels 5-98 Vol.-% und im spezielleren Fall 20-97 Vol.-% der eingesetzten Gesamtmenge. Das Abstreifen geschieht durch die fortlaufende Bewegung des extrudierten Hohlprofilstranges bzw. der betreffenden Hohlkammer relativ zu den stationären Flüssigkeitsabstreifem, die jeweils mindestens eine Abstreiflippe und einen Magneten oder magnetisierbaren Werkstoff umfassen.
Vorzugsweise befindet sich in jeder der fortlaufend extrudierten Hohlkammern ein Flussigkeitsabstreifer zum Abstreifen überschüssigen Beschichtungsmittels. Es ist jedoch nicht zwingend notwendig, in jeder Hohlkammer einen Flussigkeitsabstreifer anzuordnen. Ebenso ist es möglich, Abstreifer lediglich in einer Auswahl von Hohlkammern anzuordnen, aus denen überschüssiges Beschichtungmittel entfernt werden soll.
Ebenso ist es möglich, in einer einzigen Hohlkammer zwei oder mehr Flussigkeitsabstreifer anzuordnen. Diese können sowohl nebeneinander als auch hintereinander angeordnet sein und wahlweise miteinander verbunden sein. Mehrere Flussigkeitsabstreifer können so angeordnet sein, dass sie Beschichtungsmittel von verschiedenen Wänden der Hohlkammer abstreifen.
Die Abstreiflippe eines jeden Flüssigkeitsabstreifers ist so angeordnet, dass sie eine oder mehrere Innenwände der Hohlkammer berührt. Von den Innenwänden, welche durch die Abstreiflippe berührt werden, wird überschüssige Flüssigkeit abgestreift, indem sich der extrudierte Hohlprofilstrang kontinuierlich auf seinem Laufweg fortbewegt.
Als Materialien für die Abstreiflippe sind prinzipiell solche geeignet, welche gegenüber dem Beschichtungsmittel chemisch resistent sind, eine geringe Reibung aufweisen, um eine gleichmäßige Fortbewegung des Flüssigkeitsabstreifers zu gewähren, an die Form des Hohlkammerprofils anpassungsfähig sind und gleichzeitig so elastisch sind, daß die Anpassung an ein verändertes Kammerprofil möglich ist.
Vorzugsweise besteht die Abstreiflippe aus Teflon oder Silikon. Besonders geeignet ist geschäumtes Teflon, welches eine Dichte zwischen 0,3 und 1 ,8 g/cm3 besitzt. Außerdem ist ein Silikonschlauch als Material für die Abstreiflippe besonders geeignet.
Bei dem Abstreifen werden der Flussigkeitsabstreifer und die Abstreiflippe durch die Wechselwirkung zwischen einem Magneten und einem Gegenmagneten oder magnetisierbaren Werkstoffen örtlich stationär gehalten, während sich der Hohlkammerstrang bewegt. Der Magnet oder magnetisierbare Körper ist Teil des Flüssigkeitsabstreifers und befindet sich ebenfalls im Inneren der Hohlkammer.
Mindestens ein Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbarer Körper pro Flussigkeitsabstreifer ist benachbart zur Außenseite des fortlaufenden Hohlprofilstranges angebracht und hält den Flussigkeitsabstreifer in im wesentlichen gleichbleibender Position innerhalb des Laufweges des Hohlprofilstranges. Der Flussigkeitsabstreifer im Inneren des Hohlprofilstranges wird durch den Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbaren Körper außerhalb des Stranges in seiner Position gehalten, ohne diesen zu berühren. Vorzugsweise ist der Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbare Körper derart neben dem Hohlprofilstrang angebracht, dass der Abstand zwischen Magnetoberfläche und Außenseite des Stranges zwischen 2 mm und 10 mm beträgt. Weiterhin können Magnete, Gegenmagnete oder magnetisierbare Körper zu beiden Seiten des Hohlprofilstranges einander gegenüberliegend angebracht sein und einen Flussigkeitsabstreifer örtlich stationär halten. Die Geometrie der Magnete, Gegenmagnete oder magnetisierbaren Körper wird sinnvollerweise auf die Geometrie des Hohlprofils abgestimmt. Wird eine Hohlprofilplatte hergestellt, wie in Fig. 3 gezeigt, so werden vorzugsweise Flachmagnete verwendet, wobei deren flache Oberflächen in Längs- und Querrichtung parallel zu den Außenwänden des fortlaufenden Stranges ausgerichtet sind.
Die Auswahl der Magnete wird in Abhängigkeit von den Reibwerten der Flüssigkeit getroffen. Für die erfindungsgemäße Verwendung eignen sich Magnete, die eine Energiedichte zwischen 200 und 380 kJ/m3 aufweisen. Voraussetzung ist ein magnetisches Feld, das stark genug ist, dass der Gegenmagnet oder magnetisierbare Körper den Flussigkeitsabstreifer während der Bewegung des Hohlprofilstranges in seiner Position halten kann. Dabei bewegt sich der Hohlprofilstrang vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 0,5-2,5 m/min. Vorzugsweise werden als Magnete und Gegenmagnete Nd-Fe-B-Magnete verwendet, die eine 10 bis 12-fach höhere Energiedichte als herkömmliche Eisenmagnete aufweisen. Neben Neodym-Eisenbormagneten sind prinzipiell auch jegliche anderen Magnete verwendbar, die eine vergleichbare Energiedichte besitzen. Dabei können auch Elektromagnete eingesetzt werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich anstatt von Magneten auch magnetisierbare Werkstoffe in Kombination mit Permanent- oder Elektromagneten.
Flussigkeitsabstreifer und Gegenmagnete oder magnetisierbare Körper befinden sich im Bereich der Steigung des Hohlprofillaufwegs im Anschluß an den Beschichtungsmittelvorrat. Vorzugsweise beträgt die Steigung in diesem Abschnitt des Laufwegs zwischen 5° und 10°. Flussigkeitsabstreifer und Gegenmagnete oder magnetisierbare Körper sind während des Verfahrens örtlich stationär bezüglich des Beschichtungsmittelvorrats und der Extrusionsanlage während der Hohlprofilstrang kontinuierlich in Bewegung ist. Die Anordnung im Bereich der Steigung des Laufweges bewirkt, daß das abgestreifte Beschichtungsmittel in den Beschichtungsmittelvorrat zurückfließt und für den weiteren Beschichtungsprozeß zur Verfügung steht.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Flussigkeitsabstreifer eingesetzt, der neben der beschriebenen Abstreiflippe und dem Magnet auch eine Lippe aus einem mit dem Beschichtungsmittel tränkbaren Material umfasst.
Eine solche Lippe befindet sich in Richtung des Laufweges des Hohlprofilstranges hinter der Abstreiflippe und berührt ebenso wie diese eine oder mehrere Innenwände der Hohlkammer. Während des Verfahrensablaufes wird die Lippe durch flüssiges Beschichtungsmittel getränkt und bewirkt so eine besonders gleichmäßige Verteilung des Beschichtungsmittels auf den Innenwänden der Hohlkammer.
Ebenso bewirkt die mit Beschichtungsflüssigeit getränkte Lippe die kontinuierliche Ausbildung eines Beschichtungsfilms an den Hohlkammerinnenwänden, falls durch die Abstreiflippe an Stellen der Innenwände das Beschichtungsmittel vollständig abgestreift wird.
Ein bevorzugtes Material für die flüssigkeitstränkbare Lippe ist Filz. Ebenso sind prinzipiell alle anderen flüssigkeitstränkbare Materialien, wie z.B. Schwämme und Gewebe, für eine solche Lippe geeignet, welche gegenüber dem Beschichtungsmittel im wesentlichen chemisch resistent sind, eine geringe Reibung aufweisen, um ein gleichmäßiges Verharren des Flüssigkeitsabstreifers zu gewähren, an die Form des Hohlkammerprofils anpassungsfähig sind und gleichzeitig so elastisch sind, daß die Anpassung an ein verändertes Kammerprofil dennoch möglich ist.
Prinzipiell kann ein Flüssigeitsabstreifer eingesetzt werden, der nur aus dem Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbaren Werkstoff und der Abstreiflippe besteht. Dabei bildet der Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbare Werkstoff selbst den Körper des Flüssigeitsabstreifers, woran die Abstreiflippe befestigt ist. Bevorzugt wird aber ein Flussigkeitsabstreifer eingesetzt, der aus einem nichtmagnetischen Körper gebildet ist, an dem der Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbare Werkstoff, die Abstreiflippe und ggf. auch eine flüssigkeitstränkbare Lippe befestigt sind.
Der unmagnetische Körper des Flüssigkeitsabstreifers kann prinzipiell aus jedem Material bestehen, das gegenüber dem Beschichtungsmittel im wesentlichen inert ist. Bevorzugte Materialien sind Kunststoffe wie Poly(meth)acrylat, Polystyrol, Polycarbonat.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer Ausführungsform so ausgestaltet, dass die Innenwand der Hohlkammer ausschließlich von einer oder von mehreren Abstreiflippen und ggf. zusätzlich von einer flüssigkeitstränkbaren Lippe berührt wird. Dies wird erreicht durch ein Überstehen der vorhandenen Lippen über den Magnet oder magnetisierbaren Werkstoff bzw. den Körper des Abstreifers.
Der Magnet, Gegenmagnet oder magnetisierbare Werkstoff des Flüssigkeitsabstreifers und der ggf. vorhandene unmagnetische Körper berühren die Innenwände nicht, da eine mechanische Einwirkung dieser Komponenten auf die Innenwand wegen der möglichen Beschädigung des Beschichtungsfilms unerwünscht ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Flussigkeitsabstreifer verwendet, an dessen magnetischen oder unmagnetischem Körper eine oder mehrere drehbare Rollen befestigt sind. Mittels dieser Rollen ist der Flussigkeitsabstreifer in der Hohlkammer gelagert. Die Rollen sind derart angebracht, dass sie durch die Anziehungskraft des Magneten oder Gegenmagneten mindestens die Wand des Hohlprofilstranges berühren, die sich zwischen dem Magneten, Gegenmagneten oder magnetisierbaren Werkstoff des Flüssigkeitsabstreifers und dem Gegenmagneten befindet. Ebenso können aber auch weitere Innenwände durch Rollen an dem Flussigkeitsabstreifer berührt werden.
Die Rollen können prinzipiell aus jedem Material bestehen, das gegenüber dem Beschichtungsmittel im wesentlichen inert ist. Bevorzugt sind Kunststoffe, wie z.B. Poly(meth)acrylat, Polycarbonat, Polystyrol oder Polyamid.
Im Ergebnis berührt der Flussigkeitsabstreifer nach der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine oder mehrere Innenwände der Hohlkammer sowohl mit der Abstreiflippe und der ggf. vorhandenen flüssigkeitstränkbaren Lippe als auch mit den Rollen. Bei Bewegung des Hohlprofilstrangs werden die Rollen in Drehung versetzt.
Die Rollen wirken als Abstandshalter zwischen der Wand der Hohlprofilkammer und dem Magneten, Gegenmagnet oder magnetisierbaren Werkstoff bzw. dem Körper des Flüssigkeitsabstreifers. Durch den definierten Abstand ist es möglich, einen besonders gleichmäßigen Andruck der Abstreiflippen an die Wand und eine besonders gleichmäßige Abstreifung zu erzielen.
Durch das beschriebene Verfahren werden auf den Innenwänden der Hohlkammer kontinuierliche Filme gebildet, deren Filmdicke im feuchten Zustand in der Regel zwischen 0,05 μm und 3000 μm und vorzugsweise zwischen 2,5 μm und 3,0 μm beträgt. Nach Trocknung des Beschichtungsmittels beträgt die Filmdicke in der Regel zwischen 50 nm und 300 nm und vorzugsweise zwischen 60 nm und 160 nm.
Dabei ist die resultierende Filmdicke von einer Vielzahl Parameter abhängig, von denen im Folgenden einige genannt werden. So spielt z.B. die Anziehungskraft zwischen Flussigkeitsabstreifer und Magnet, magnetisierbaren Körper oder Gegenmagnet eine Rolle, die den Anpressdruck der Abstreiflippe an die Hohlkammerwand bestimmt.
Ebenso hängen die Filmdicke und die Gleichmäßigkeit des Films davon ab, welche Reibung, Elastizität und Anpassungsfähigkeit das Material der Abstreiflippe an die Form des Hohlprofils besitzt. Weiterhin wird die Filmdicke von der Dichte des Filzes, der für die Filzlippe verwendet wird, bestimmt.
Wenn der Körper des Flüssigkeitsabstreifers mit Rollen versehen ist, so ist weiterhin der durch die Rollen definierte Abstand von Körper zu Hohlkammerwand und die dadurch definierte maximale Kompression der Abstreiflippen von Bedeutung für die Filmdicke.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Flussigkeitsabstreifer, und eine Vorrichtung zur Entfernung von überschüssigem Beschichtungsmittel. Diese sind anhand der Zeichnungen 1-4 in einer besonderen Ausführungsform dargestellt, ohne dass die Erfindung auf diese beschränkt werden soll.
Der in Zeichnung 1 gezeigte Flussigkeitsabstreifer besteht aus einem Körper (1 ), an dem zwei Magnete, Gegenmagnete oder magnetisierbare Werkstoffe (2) in Aussparungen (3) befestigt sind. Ebenso ist mindestens eine Abstreiflippe (4) und eine Filzlippe (5) an dem Körper befestigt. Rollen (6) sind auf Achsen (7) in weiteren Aussparungen des Körpers gelagert.
Die bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Zeichnung 2 gezeigt. Im Anschluß an eine hier nicht dargestellte Extrusionsvorrichtung sind Führungsrollen (21-29) angeordnet, die einen extrudierten Hohlprofilstrang (8) auf einen nach unten gekrümmten bogenförmigen Laufweg lenken. In der Senke des Laufweges befindet sich in den Hohlkammern des Stranges ein Beschichtungsmittelvorrat (9). In jeder der Hohlkammern des Stranges sind zwei Flussigkeitsabstreifer (10a, 10b) angeordnet. Zeichnung 2 zeigt nur eine der Hohlkammern im Längsschnitt mit zwei darin angeordneten Flüssigkeitsabstreifem. Benachbart zu den Außenseiten des Hohlprofilstranges bzw. der Hohlkammer sind Magnete, Gegenmagnete oder magnetisierbare Körper (11 ) an Haltevorrichtungen (12) befestigt. Flussigkeitsabstreifer, Gegenmagnete, Magnete oder magnetisierbare Körper und Haltevorrichtungen sind in dem ansteigenden Abschnitt des Hohlprofil-Laufwegs im Anschluß an den Beschichtungsmittelvorrat angeordnet.
Im Anschluß an die Rollen (28, 29) verläuft der Hohlprofil-Laufweg horizontal. In dem horizontalen Abschnitt ist eine in Zeichnung 2 nicht gezeigte Trennvorrichtung zur Teilung des Hohlprofilstrangs in Abschnitte bzw. Hohlkammerplatten gewünschter Länge angeordnet.
Zeichnung 3 zeigt den Querschnitt des Hohlprofils, das in Zeichnung 2 im Längsschnitt dargestellt ist. Es handelt sich um eine Hohlkammerplatte, bei der eine Hohlkammer (16) von zwei Gurten (17,18) und zwei Stegen (19,20) begrenzt wird. Die beiden Flussigkeitsabstreifer (10a, 10b) liegen mit ihren Rollen und Lippen lediglich jeweils nur auf einem der Gurte auf, wie in Zeichnung 2 gezeigt, und berühren mit ihren Lippen den Gurt und einen Teil der Stege.
Daher sind wie in Zeichnung 2 gezeigt zwei Flussigkeitsabstreifer (10a und 10b) in jeder Hohlkammer (16) angeordnet, wobei der erste Flussigkeitsabstreifer mit seinen Lippen den oberen Gurt (17) und den oberen Teil der Stege (19, 20) berührt und der zweite Flussigkeitsabstreifer mit seinen Lippen den unteren Gurt (18) und den unteren Teil der Stege (19,20) berührt. Der erste Flussigkeitsabstreifer (10a) befindet sich in Richtung des Laufweges (L) des Hohlprofilstranges vor dem zweiten Flussigkeitsabstreifer (10b). Beide Flussigkeitsabstreifer können durch ein in Zeichnung 2 nicht gezeigtes flexibles Verbindungsteil miteinander verbunden sein. Die Verbindung ist deshalb flexibel, weil die Hohlprofilbahn im Bereich der Steigung, in dem sich beide Flussigkeitsabstreifer befinden, gekrümmt ist und der Steigungswinkel zur Horizontalen vorzugsweise zwischen ca. 6° und 9° variiert.
Zeichnung 4 zeigt im Längsschnitt den Flussigkeitsabstreifer (10b) nach Zeichnung 1 und Zeichnung 2, der mit seinen Rollen (6) und seinen Lippen (4,5) auf dem unteren Gurt (18) einer Hohlkammer aufliegt.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Vorrichtungen und Komponenten aus Zeichnung 1 - 4 bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben.
In einem ersten Schritt wird aus der Extrusionsdüse mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweise zwischen 0,2 und 5,0 m/min ein Hohlprofilstrang extrudiert. Der aus der Düse austretende Strang wird zwischen den Rollen (21 ) und (22) hindurchgeführt und anschließend mittels elastischer Biegung unter die unterste Rolle (23) gelenkt. Im Anschluß an die Rolle (23) wird der Strang unter elastischer Biegung zwischen den Rollen (24)/(25) und (26)/(27) hindurchgeführt. Schließlich wird der Strang wiederum unter elastischer Biegung zwischen den Rollen (28) und (29) hindurchgeführt. Durch die Anordnung der Führungsrollen ergibt sich ein bogenförmiger Laufweg des Stranges. Die Rolle (23) im unteren Scheitelpunkt des Laufwegs wirkt der elastischen Rückstell kraft des Stranges entgegen.
Im Bereich des unteren Scheitelpunktes der Bahn befindet sich in den Hohlkammern örtlich stationär ein Vorrat eines flüssigen Beschichtungsmittels. Seine Menge wird so groß gehalten, daß der Flüssigkeitsspiegel die Innenseite aller Wände der Hohlkammer berührt. Mittels eines Schiebers, vorzugsweise eines Glasfaserkabels, werden danach in jede der Hohlkammem nacheinander zwei Flussigkeitsabstreifer (10a, 10b) soweit eingeschoben, bis sie benachbart zu den Magneten, Gegenmagneten oder magnetisierbaren Körpern (11 ) positioniert sind und durch diese stationär gehalten werden.
Nach Austritt aus der Extrusionsdüse durchläuft der sich kontinuierlich fortbewegende Strang zunächst den Vorrat des flüssigen Beschichtungsmittels in der Senke des bogenförmigen Laufwegs, wodurch die Innenwände der Hohlkammern (16) mit Beschichtungsmittel benetzt werden. Anschließend bewegt sich der Strang an den ersten Flüssigkeitsabstreifen (10a) vorbei, welche überschüssiges Beschichtungsmittel vom oberen Gurt (17) und oberen Teil der Stege (19,20) jeder Hohlkammer (16) abstreifen. Abgestreiftes Beschichtungsmittel fließt bzw. tropft infolgedessen auf den unteren Gurt der Hohlkammern und fließt teilweise in den Beschichtungsmittelvorrat zurück. Überschüssiges Beschichtungsmittel, welches nicht schnell genug abfließt und sich auf dem unteren Gurt (18) und dem unteren Teil der Stege (19, 20) sammelt, wird anschließend von dem zweiten Flussigkeitsabstreifer abgestreift und kann in den Vorrat zurückfließen.
Nachdem der Strang sich an beiden Flüssigkeitsabstreifem vorbei bewegt hat, nimmt er einen im wesentlichen waagrechten Verlauf und kann der Trennvorrichtung zugeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Innenbeschichtung eines kontinuierlich extrudierten Hohlprofilstranges aus elastischem Material, bei dem ein Hohlprofilstrang auf einem gekrümmten, bogenförmigen Laufweg durch einen örtlich stationär verbleibenden Vorrat eines flüssigen Beschichtungsmittels geführt wird, wodurch die Innenwände des Hohlprofilstranges mit Beschichtungsmittel benetzt werden, und bei dem der Hohlprofilstrang direkt nach dem Durchlaufen des Beschichtungsmittel-Vorrats in seinem Laufweg steigend aufwärts geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiges Beschichtungsmittel von im Inneren der Hohlkammern gelagerten Flüssigkeitsabstreifem von einer oder mehreren Innenwänden abgestreift wird, indem der Hohlprofilstrang relativ zu den Flüssigkeitsabstreifem fortlaufend bewegt wird, wobei die Flussigkeitsabstreifer, die mindestens einen Magneten oder magnetisierbaren Werkstoff und mindestens eine die Innenwände berührende Abstreiflippe umfassen und im Bereich der Steigung des Hohlprofil-Laufwegs hinter dem Beschichtungsmittelvorrat angeordnet sind, durch Gegenmagnete oder magnetisierbare Werkstoffe, die benachbart zur Außenseite des fortlaufenden Hohlprofilstranges befestigt sind, an gleichbleibender Position innerhalb des Laufweges des Hohlprofilstranges festgehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Flussigkeitsabstreifer verwendet wird, der aus einem Körper gebildet ist, woran der Magnet oder magnetisierbarer Werkstoff und die Abtreiflippe befestigt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Flussigkeitsabstreifer verwendet wird, der aus einem Magneten oder magnetisierbaren Körper mit einer Abstreiflippe gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnet der Flussigkeitsabstreifer und als Gegenmagnete Ni-Fe-B- Magnete verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiges Beschichtungsmittel mit mindestens einer Abstreiflippe bestehend aus Teflon, Filz und/oder Silikon abgestreift wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiges Beschichtungsmittel mit mindestens einer Abstreiflippe bestehend aus geschäumten Teflon mit einer Dichte von 0,3 bis 1 ,8 g/cm3 abgestreift wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Flussigkeitsabstreifer einsetzt, der neben der Abstreiflippe eine mit Beschichtungsflüssigkeit getränkte Lippe umfasst, die in Richtung des Laufweges des Hohlprofilstranges hinter der Abstreiflippe angeordnet ist und Innenwände der Hohlkammer berührt.
8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische oder nichtmagnetische Körper des Flüssigkeitsabstreifers auf drehbaren und am Körper befestigten Rollen in der Hohlkammer gelagert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Hohlprofilstrang in Form einer Platte mit zwei Außenwänden und mehreren die Außenwände verbindenden, innenseitigen Stegen extrudiert, wobei jede Hohlkammer von zwei Gurten und zwei Stegen begrenzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Hohlkammer zwei Flussigkeitsabstreifer angeordnet werden, wobei der erste Flussigkeitsabstreifer den oberen Gurt und den oberen Teil der Stege abstreift und der zweite Flussigkeitsabstreifer den unteren Gurt und den unteren Teil der Stege abstreift und wobei der erste Flussigkeitsabstreifer in Richtung des Laufweges des Hohlprofilstranges vor dem zweiten Flussigkeitsabstreifer angeordnet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schichten nacheinander aufgebracht werden.
12. Flussigkeitsabstreifer (10) zur Entfernung von flüssigem Beschichtungsmittel aus den Kammern eines Hohlprofils, verwendbar zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1- 10, umfassend einen Körper (1 ), Magnete oder magnetisierbare Werkstoffe (2), mindestens eine Abstreiflippe (4), mindestens eine Filzlippe (5) und Rollen (6).
13. Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von flüssigem Beschichtungsmittel aus den Kammern eines Hohlprofils, umfassend eine Extrusionsvorrichtung, Führungsrollen (21-29) für einen kontinuierlich extrudierten Hohlprofilstrang (8), einen Beschichtungsmittelvorrat (9), Flussigkeitsabstreifer (10a, 10b) gemäß Anspruch 10 und Gegenmagnete oder magnetisierbare Werkstoffe (11 ), welche an Haltevorrichtungen (12) befestigt sind.
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