EP3517263A1 - Applikator zum aktivieren einer funktionsschicht eines beschichtungsmaterials und verfahren - Google Patents

Applikator zum aktivieren einer funktionsschicht eines beschichtungsmaterials und verfahren Download PDF

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Publication number
EP3517263A1
EP3517263A1 EP19152987.4A EP19152987A EP3517263A1 EP 3517263 A1 EP3517263 A1 EP 3517263A1 EP 19152987 A EP19152987 A EP 19152987A EP 3517263 A1 EP3517263 A1 EP 3517263A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid
applicator
coating material
solid mixture
functional layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19152987.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Rieger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Homag GmbH
Original Assignee
Homag GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Homag GmbH filed Critical Homag GmbH
Publication of EP3517263A1 publication Critical patent/EP3517263A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
    • B27D5/003—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood securing a veneer strip to a panel edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment 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
    • B05D3/06—Pretreatment 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 exposure to radiation

Definitions

  • the present invention relates to an applicator for activating a functional layer of a coating material.
  • the present invention relates to a device for activating the functional layer of the coating material, a method and a use of a fluid and / or a fluid-solid mixture.
  • an adhesive or an adhesive is used.
  • an adhesive which is activated by an energy input and only then can produce a reliable connection between two components (coating material and workpiece).
  • thermo activation of the functional layer by means of electromagnetic waves in particular in the microwave spectrum.
  • electromagnetic waves in the microwave spectrum can have advantages in terms of accuracy and adaptability of the amount of energy in the functional layer.
  • the thermal energy input into the functional layer of the coating material can lead to particle-containing outgassing, which can be precipitated as soiling. Even dusty ambient air or abrasion of the coating material can lead to contamination.
  • the contaminants can be applied both to a region of the applicator directly on the coating material and in a cavity of the Applicator, are passed through the approximately electromagnetic waves to the coating material.
  • Such contamination can lead to arcing, wherein such an arc can affect the energy input into the functional layer of the coating material and in the worst case can destroy the applicator and / or the edge band.
  • the present invention provides the applicator of claim 1.
  • the invention was based on the finding that the above-mentioned problems are mainly due to the fact that the known manual cleaning of the applicator requires that the applicator can not be used during cleaning.
  • an applicator for activating a functional layer of a coating material comprising: a base body having at least one cavity therein, and a guide configured to guide a coating material, wherein the base body is configured to flow through the at least one cavity to allow a fluid and / or a fluid-solid mixture and / or the base body is configured to allow a filling of the at least one cavity with a fluid and / or a fluid / solid mixture.
  • An applicator shown above can thus allow a flushing of the same, which prevents contamination and thus can prevent arcing.
  • a cleanliness of the molten or meltable joining layer can be made possible.
  • a reactive fluid and / or a reactive fluid-solid mixture for about the chemical activation of the functional layer is possible.
  • a 2-component adhesive may be mentioned here, in which one component forms the functional layer of the coating material and the other component is part of the reactive fluid and / or of a reactive fluid-solid mixture.
  • the adhesive component of the coating material can be chemically activated by means of the fluid.
  • markings for example for marking missing parts.
  • introduction of a fluid or fluid-solid mixture can be provided with coloring properties.
  • the activation of the functional layer of the coating material requires a protective atmosphere, then this can also be provided by the fluid or fluid-solid mixture.
  • a targeted regulation or control of the process of energy input into the functional layer during the activation of the functional layer can be made possible by the flushing.
  • the energy input into the functional layer is made possible by means of electromagnetic waves, such as microwaves, for example, then the use of a fluid or solid mixture having dielectric properties can change the propagation of the electromagnetic waves such that a maximum of the wave propagates at a velocity in the propagation velocity electromagnetic wave is located.
  • the efficiency of energy transfer into the functional layers can be maximized.
  • a pre- or post-treatment of the coating material is conceivable, for example by means of a chemical treatment thereof.
  • the applicator preferably additionally has at least one preferably controllable or controllable fluid or fluid solids feed for supplying the fluid and / or a fluid-solid mixture into the at least one cavity and / or at least one preferably controllable or controllable fluid or fluid solids removal for discharging the fluid and / or the fluid-solid mixture from the at least one cavity.
  • Fluid or fluid solids feeds and / or fluid or fluid solids discharges may allow for well-controlled fluid or fluid-solid mixture rinse. This is possible both by means of manual adjustment of the rate of delivery or removal, as well as by a control thereof. This can be done, for example, to regulate the preheating / cooling shown in the previous, so to ensure optimal energy input into the functional layer.
  • the applicator is an applicator that is configured to thermally activate a functional layer of a coating material by means of electromagnetic waves, even more preferably microwaves.
  • Electromagnetic waves in particular microwaves, have proved to be particularly advantageous for heating functional layers of coating material.
  • the applicator may be even more preferably configured to electromagnetic waves within the cavity of the To guide main body to a functional layer of a coating material.
  • a shield for the electromagnetic waves can be achieved, further, the applicator is thus independent of spatial conditions at the installation.
  • the applicator is configured such that the fluid and / or the fluid-solid mixture flows through a region of the applicator in which the guide is provided.
  • Contaminations can occur in particular on the coating material and thus on the guide, for example due to abrasion or outgassing during heating.
  • the flow can thus dissipate such contamination in a particularly efficient manner and in particular keep the leadership of the applicator clean.
  • the present invention further provides a device for thermally activating a coating material, comprising: a generator for generating electromagnetic waves, in particular microwaves, and an applicator, as described above, which is designed to apply the electromagnetic waves generated in the generator to the coating material ,
  • the device is thus able to generate electromagnetic waves, in particular microwaves, and subsequently transfer these to a coating material while avoiding deposits of contamination.
  • the present invention provides a method of thermally activating a functional layer of a coating material, which method comprises Thermal activation of a functional layer of a coating material preferably by means of electromagnetic waves, in particular microwaves, and flowing through a cavity of the applicator with at least one fluid and / or a fluid-solid mixture, wherein the last two process steps preferably at least partially run simultaneously.
  • this method is performed using an applicator as set forth above and / or using a device as shown above.
  • the present invention discloses the use of a fluid and / or a fluid-solid mixture for flowing through an applicator for thermally activating a functional layer of a coating material.
  • the use of the fluid and / or the fluid-solid mixture has as a technical effect to enable a simple and quick cleaning of the applicator.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a preferred embodiment of an applicator according to the invention.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a preferred embodiment of an applicator according to the invention.
  • Applicator 10 is intended to be connected to a generator and a feed device (both not shown) that generates electromagnetic waves and directs them to the resonant cavity of the applicator. Furthermore is provided that these electromagnetic waves thermally activate a functional layer of a coating material 8.
  • microwaves in a frequency band between 2.4 GHz - 2.5 GHz are provided, but also the frequency band of 5.725 GHz - 5.875 GHz is conceivable for this purpose.
  • This is provided for in the Radio Regulations of the Constitution and Convention of the International Telecommunication Union, an international treaty on radio frequency use as the ISM band (Industrial, Scientific and Medical Band) and thus also for such applications.
  • the applicator initially has a main body 13, which forms the structure of the applicator 10 and receives further elements thereof.
  • the cavity 14 is arranged, which in this preferred embodiment has a substantially rectangular shape along a propagation direction of the electromagnetic waves.
  • this propagation direction of the electromagnetic waves is in the same direction as the introduction of the electromagnetic waves via a waveguide terminal 19, the introduction of the waves being shown here by reference numeral 17.
  • Electromagnetic waves hit after the energy input into the coating material 8 on the absorption or reflection layer 18, which can absorb or reflect the electragnetician waves. Depending on the specific application, both of these technical possibilities can represent preferred embodiments.
  • a guide 11 is further provided, which can guide the coating material 8 and can wrap.
  • This can be arranged removably in the base body and consists in the here illustrated embodiment of a dielectric such as polyethylene, PTFE or alumina.
  • a dielectric such as polyethylene, PTFE or alumina.
  • a plurality of fluid or fluid-Feststoffgemischzu operationen 15a, .., 15g are provided for cleaning the cavity 14. These supplies may supply the purge with a fluid and / or with a fluid-solid mixture.
  • These elements, in the preferred embodiment shown here, are configured as nozzles which receive the fluid mixture from a storage facility such as a tank.
  • multiple fluid or fluid-Feststoffgemischab Operationsen 16a, .., 16g are provided, which dissipate the fluid or the fluid-solid mixture.
  • These elements are configured in the illustrated preferred embodiment as suction devices, which can absorb absorbed fluid and / or fluid-solid mixture in a collecting device, not shown.
  • fluid / solid mixture feeds 15a, .., 15g and fluid / solid mixture discharges 16a, .., 16g can purge separate chambers 12a,..., 12g, although it is not absolutely necessary that all of them Chambers 12a, .., 12g be rinsed. It is preferred that at least a portion of these chambers is divided by partitions, in Fig. 1 represented by the dashed lines between them.
  • a cleaning fluid is introduced into the chamber 12d through the fluid-solid mixture feed 15d, which is formed as a nozzle in the present embodiment.
  • This cleaning fluid may preferably consist of purified ambient air, which absorbs accumulating dust and is discharged together with this from the fluid or fluid-solid mixture discharge 16d.
  • the chamber 12d is separated from the adjacent chambers 12c and 12e by means of the above-mentioned partitions, which are preferably made of a dielectric such as polyethylene, PTFE or alumina.
  • the impurities can be removed or discharged either directly, for example by means of direct flow, or indirectly, for example through a fluid vortex system.
  • the fluid introduced through the nozzle 15d consists of a reactive gas which combines with the expected deposits and is thus able to convert them into harmless or less harmful deposits.
  • a fluid-solid mixture with dielectric properties is introduced into the further fluid or solid-solid mixture feeds 15a to 15c and 15e to 15g in order to ensure a wave maximum of the electromagnetic waves on the coating material 8.
  • a fluid-solid mixture is an offset with alumina granules or powder ambient air intended. It may be preferable to provide an active control of the amount of fluid-solid mixture introduced in order to ensure an always optimal energy input into the coating material.
  • Fig. 1 Not shown in Fig. 1 are more rinses with a fluid or with a fluid-solid mixture, these are in a plane outside the cutting plane, ie in front of or behind, arranged.
  • any necessary surface coatings can be applied, which corresponds to a pre- and / or post-treatment of the coating material 8.
  • Examples of such a pretreatment are a chemical cleaning, a material removal of the coating material 8 before the thermal activation, a preheating by means of a tempered fluid, or the introduction of additional particles to assist an adhesion process of the coating material 8.
  • an optional loading of the coating material 8 with dyes may be mentioned, which may serve to apply markings to the coating material, such as for characterizing a defective part.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart einen zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8), der aufweist: einen Grundkörper mit zumindest einem Hohlraum darin, der zumindest teilweise befüllt sein kann, und eine Führung, die ausgestaltet ist, ein Beschichtungsmaterial (8) zu führen, wobei der Grundkörper ausgestaltet ist, eine Durchströmung des zumindest einen Hohlraums mit einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch zu ermöglichen.

Description

    Gegenstand der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Applikator zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aktivieren der Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials, ein Verfahren und eine Verwendung eines Fluides und/oder eines Fluid-Feststoffgemischs.
    • Stand der Technik
  • Es hat sich bewährt, Schnittflächen von plattenförmigen Werkstücken, sogenannte Werkstückschmalflächen, mit einem etwa streifenförmigen Beschichtungsmaterial zu beschichten. Zum einen kann so die Schmalfläche an die Eigenschaften der Werkstückoberfläche des Werkstücks angepasst werden ohne ein aufwändiges Nacharbeiten erforderlich zu machen. Zum anderen ist es durch eine derartige Beschichtung möglich, den Kern des Werkstücks mit einem anderen beispielsweise kostengünstigeren oder stabileren Material auszuführen als die nach außen sichtbaren Oberflächen.
  • Um das Werkstück mit dem Beschichtungsmaterial zu verbinden, wird ein Haftmittel bzw. ein Klebstoff eingesetzt. Hierbei wird insbesondere ein Haftmittel verwendet, welches durch einen Energieeintrag aktiviert wird und erst dann eine belastbare Verbindung zwischen zwei Komponenten (Beschichtungsmaterial und Werkstück) herstellen kann.
  • Es gibt vielzählige Möglichkeiten, dieses Haftmittel in den Fügeprozess zu integrieren. So schlägt die EP 1 163 864 B1 ein Verfahren vor, in dem eine Kunststoffkante mit einer Haftschicht koextrudiert wird. Dieser Verbund zwischen Beschichtungsmaterial und aktivierbarer Funktionsschicht (oder Haftschicht) wird anschließend beim Aufbringen auf das Werkstück mittels Laserlicht im Bereich des Haftmittels aufgeschmolzen und auf das Werkstück gepresst.
  • Außerdem bekannt ist das thermische Aktivieren der Funktionsschicht mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere im Mikrowellenspektrum. Die Verwendung von elektromagnetischen Wellen im Mikrowellenspektrum kann Vorteile bezüglich der Genauigkeit und der Anpassbarkeit des Energiebetrags in die Funktionsschicht haben.
  • Allerdings gibt es bei der Verwendung von elektromagnetischen Wellen Herausforderungen, denn elektromagnetische Wellen können gesundheitsschädliche Auswirkungen haben. Aus diesem Grund ist das Verwenden von Applikatoren bekannt, in denen die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials durch die elektromagnetischen Wellen aktiviert wird. Diese Applikatoren sind ausgestaltet, die elektromagnetischen Wellen abzuschirmen während das Beschichtungsmaterial darin geführt wird.
  • Das Verwenden von Applikatoren wiederum bringt weitere Herausforderungen mit sich. Durch den thermischen Energieeintrag in die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials kann es zu partikelhaltigen Ausgasungen kommen, die sich als Verschmutzungen niederschlagen können. Auch eine staubhaltige Umgebungsluft oder Abrieb des Beschichtungsmaterials können zu Verschmutzungen führen. Die Verschmutzungen können sich dabei sowohl an einem Bereich des Applikators direkt an dem Beschichtungsmaterial als auch in einem Hohlraum des Applikators, durch den etwa elektromagnetische Wellen zu dem Beschichtungsmaterial geleitet werden, ablagern.
  • Derartige Verschmutzungen können zu einer Lichtbogenbildung (Arcing) führen, wobei ein derartiger Lichtbogen den Energieeintrag in die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials beeinträchtigen kann und im schlimmsten Fall den Applikator und/oder das Kantenband zerstören kann.
  • Es ist bekannt, dass Verschmutzungen in dem Applikator mittels eines Reinigungsvorgangs entfernt werden können. Der Reinigungsvorgang des Applikators ist dabei jedoch aufwendig und zeitintensiv, da der Applikator während dieser Zeit nicht verwendet werden kann und eine zumindest teilweise Demontage stattfinden muss. Dies bedingt nicht unerhebliche Standzeiten.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aus dem oben Erläuterten ergab sich als Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Applikator zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials bereitzustellen, der auf weniger aufwendige und zeitintensive Weise gereinigt werden kann.
  • Als Lösung stellt die vorliegende Erfindung den Applikator des Anspruchs 1 bereit.
  • Der Erfindung lag dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die oben genannten Probleme vor allem darin begründet liegen, dass das bekannte manuelle Reinigen des Applikators bedingt, dass der Applikator während der Reinigung nicht verwendet werden kann.
  • Darauf aufbauend wurde erkannt, dass die Reinigung des Applikators durch Spülung mit einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch unter laufendem Betrieb des Applikators geschehen kann.
  • Es wird somit ein Applikator zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials offenbart, der aufweist: einen Grundkörper mit zumindest einem Hohlraum darin, und eine Führung, die ausgestaltet ist, ein Beschichtungsmaterial zu führen, wobei der Grundkörper ausgestaltet ist, eine Durchströmung des zumindest einen Hohlraums mit einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch zu ermöglichen und/oder der Grundkörper ausgestaltet ist, eine Befüllung des zumindest einen Hohlraums mit einem Fluid und/oder einem Fluid/Feststoffgemisch zu ermöglichen.
  • Ein oben dargestellter Applikator kann somit eine Spülung desselben ermöglichen, was eine Verschmutzung verhindert und somit eine Lichtbogenbildung verhindern kann. Somit kann auch eine Reinhaltung der aufgeschmolzenen oder aufzuschmelzenden Fügeschicht ermöglicht werden.
  • Neben der zuvor dargestellten Reinhaltung des Applikaots können mittels der vorliegenden Erfindung auch weitere Vorteile realisiert werden. Weiterhin kann durch das Spülen mit einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemischs eine Vorerhitzung/Kühlung der Funktionsschicht erreicht werden wenn das Fluid bzw. Fluid-Feststoffgemisch zu einer bestimmten Temperatur geregelt wird. Somit kann auch der Grundkörper auf einer vorteilhafte Temperatur gehalten werden, bevorzugt auf die vorteilhafte Temperatur gekühlt werden. Auch ist eine Vorreinigung der Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials vor dem thermischen Aktivieren möglich, wenn etwa der Spülvorgang an einer Position des Kantenbands angeordnet bzw. durchgeführt wird, an der das Kantenband noch nicht erwärmt wurde.
  • Weiterhin ist auch die Einbringung eines reaktiven Fluides und/oder eines reaktiven Fluid-Feststoffgemischs für etwa die chemische Aktivierung der Funktionsschicht möglich. Beispielsweise sei hier ein 2-Komponenten-Klebstoff genannt, bei dem eine Komponente die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials ausbildet und die andere Komponente Teil des reaktiven Fluides und/oder eines reaktiven Fluid-Feststoffgemischs ist. Somit kann die Klebkomponente des Beschichtungsmaterials chemisch mittels des Fluides aktiviert werden.
  • Auch das Anbringen von Markierungen ist möglich, etwa zum Markieren von Fehlteilen. Hierfür kann das Einbringen eines Fluides bzw. Fluid-Feststoffgemischs mit färbenden Eigenschaften vorgesehen sein.
  • Wenn die Aktivierung der Funktionsschicht des Beschichtungsmaterial eine Schutzatmosphäre benötigt, so kann auch diese durch das Fluid bzw. Fluid-Feststoffgemisch bereitgestellt werden.
  • Auch eine gezielte Regelung bzw. Steuerung des Prozesses des Energieeintrags in die Funktionsschicht während der Aktivierung der Funktionsschicht kann durch die Spülung ermöglicht werden. Wenn der Energieeintrag in die Funktionsschicht wie bevorzugt mittels elektromagnetischer Wellen wie beispielsweise Mikrowellen ermöglicht wird, so kann das Verwenden eines Fluides bzw. Fluid-Feststoffgemischs mit dielektrischen Eigenschaften die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen derart verändern, dass bevorzugt ein Wellenmaximum auf eine Höhe in Ausbreitungsgeschwindigkeit mit der elektromagnetischen Welle liegt. Somit lässt sich die Effizienz der Energieübertragung in die Funktionsschichten maximieren.
  • Auch eine Vor- bzw. Nachbehandlung des Beschichtungsmaterials ist denkbar, etwa mittels einer chemischen Behandlung davon.
  • Dies sind einige Vorteile, die sich aus dem im vorigen dargestellten Applikator ergeben.
  • Bevorzugt weist der Applikator zusätzlich zumindest eine bevorzugt steuer- bzw. regelbare Fluid- bzw. Fluidfeststoffzuführung zum Zuführen des Fluides und/oder eines Fluid-Feststoffgemischs in den zumindest einen Hohlraum und/oder zumindest eine bevorzugt steuer- bzw. regelbare Fluid- bzw. Fluidfeststoffabführung zum Abführen des Fluides und/oder des Fluid-Feststoffgemischs aus dem zumindest einen Hohlraum auf.
  • Fluid- bzw. Fluidfeststoffzuführungen und/oder Fluid- bzw. Fluidfeststoffabführungen können eine genau gesteuerte Spülung mit einem Fluid bzw. mit einem Fluid-Feststoffgemisch ermöglichen. Dies ist sowohl mittels manueller Anpassung der Rate der Zuführung bzw. Abführung möglich, als auch durch eine Steuerung bzw. Regelung davon. Dies kann beispielsweise geschehen, um die im vorigen dargestellte Vorerhitzung/Kühlung zu regeln, also einen optimalen Energieeintrag in die Funktionsschicht zu gewährleisten.
  • Weiter bevorzugt ist der Applikator ein Applikator, der ausgestaltet ist, eine Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials mittels elektromagnetischer Wellen, noch weiter bevorzugt Mikrowellen, thermisch zu aktivieren.
  • Elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen, haben sich zur Erwärmung von Funktionsschichten von Beschichtungsmaterial als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Der Applikator kann noch weiter bevorzugt ausgestaltet sein, elektromagnetische Wellen innerhalb des Hohlraums des Grundkörpers zu einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials zu leiten.
  • Somit kann eine Abschirmung für die elektromagnetischen Wellen erreicht werden, weiterhin ist der Applikator somit unabhängig von räumlichen Gegebenheiten am Aufstellort.
  • Bevorzugt ist der Applikator derart ausgestaltet, dass das Fluid und/oder das Fluid-Feststoffgemisch einen Bereich des Applikators durchströmt, in dem die Führung vorgesehen ist.
  • Verschmutzungen können insbesondere an dem Beschichtungsmaterial und somit an der Führung entstehen, etwa durch Abrieb oder Ausgasungen während des Erwärmens. Die Durchströmung kann somit auf besonders effiziente Art und Weise derartige Verschmutzungen abführen und insbesondere die Führung des Applikators sauber erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Vorrichtung zum thermischen Aktivieren eines Beschichtungsmaterials bereit, die aufweist: einen Generator zum Erzeugen von elektromagnetischen Wellen, insbesondere Mikrowellen, und einen Applikator wie zuvor dargestellt, der ausgestaltet ist, die im Generator erzeugten elektromagnetischen Wellen auf das Beschichtungsmaterial zu applizieren.
  • Die Vorrichtung ist somit in der Lage, elektromagnetische Wellen, insbesondere Mikrowellen, zu erzeugen und diese anschließend auf ein Beschichtungsmaterial zu übertragen unter Vermeidung von Ablagerungen von Verschmutzungen.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum thermischen Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Thermisches Aktiveren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials bevorzugt mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere Mikrowellen, und Durchströmen eines Hohlraums des Applikators mit mindestens einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch, wobei die vorigen beiden Verfahrensschritte bevorzugt zumindest teilweise simultan ablaufen.
  • Bevorzugt wird dieses Verfahren unter Verwendung eines Applikators wie im vorigen dargestellt und/oder unter Verwendung einer Vorrichtung wie im vorigen dargestellt durchgeführt.
  • Weiterhin offenbart die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Fluides und/oder eines Fluid-Feststoffgemischs zum Durchströmen eines Applikators zum thermischen Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials.
  • Die Verwendung des Fluides und/oder des Fluid-Feststoffgemischs hat es als technischen Effekt, eine einfache und schnelle Reinigung des Applikators zu ermöglichen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Applikators.
    • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Applikators. Der Applikator 10 ist vorgesehen, mit einem Generator und einer Einspeisevorrichtung (beides nicht dargestellt) verbunden zu werden, der elektromagnetische Wellen erzeugt und diese zu dem Resonanzraum des Applikators leitet. Weiterhin ist vorgesehen, dass diese elektromagnetischen Wellen eine Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials 8 thermisch aktivieren.
  • Als elektromagnetische Wellen sind in dieser bevorzugten Ausführungsform insbesondere Mikrowellen in einem Frequenzband zwischen 2,4 GHz - 2,5 GHz vorgesehen, aber auch das Frequenzband von 5,725 GHz - 5,875 GHz ist hierfür denkbar. Dies ist in der Vollzugsordnung für den Funkdienst der Konstitution und Konvention der Internationalen Fernmeldeunion, einem völkerrechtlichen Vertrag zur Funkfrequenznutzung als ISM Band (Industrial, Scientific and Medical Band) und somit auch für derartige Anwendungen vorgesehen.
  • Der Applikator weist dabei zunächst einen Grundkörper 13 auf, der die Struktur des Applikators 10 ausbildet und weitere Elemente davon aufnimmt. So ist in dem Grundkörper 13 der Hohlraum 14 angeordnet, der in dieser bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen eine rechtwinklige Form entlang einer Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen hat. In Fig. 2 ist diese Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen in derselben Richtung wie die Einbringung der elektromagnetischen Wellen über einen Hohlleiteranschluss 19, wobei die Einbringung der Wellen hier mit Bezugszeichen 17 dargestellt sind. Elektromagnetische Wellen treffen nach dem Energieeintrag in das Beschichtungsmaterial 8 auf die Absorptions- oder Reflektionsschicht 18, welche die elektragnetischen Wellen absorbieren oder reflektieren kann. Je nach konkretem Anwendungsfall können beide dieser technischen Möglichkeiten bevorzugte Ausführungsformen darstellen.
  • Zum Führen des Beschichtungsmaterials 8 ist weiterhin eine Führung 11 vorgesehen, die das Beschichtungsmaterial 8 führen kann und umhüllen kann. Diese kann entnehmbar in dem Grundkörper angeordnet sein und besteht in der hier dargestellten Ausführungsform aus einem Dielektrikum wie etwa Polyethylen, PTFE oder Aluminiumoxid. Somit wird es ermöglicht, dass elektromagnetische Wellen einen geringen Energieeintrag in die Führung 11 liefern.
  • Bei der Verwendung des Applikators 10 können verschiedene Verunreinigungen auftreten. Diese Verunreinigungen entstehen dabei vor allem an dem Beschichtungsmaterial 8, etwa durch Abrieb oder Ausgasungen während des Energieeintrags. Es sind jedoch auch andere Quellen von Verunreinigungen denkbar, etwa durch Staub aus der Umgebungsluft, der an verschiedenen Stellen des Applikators 10 in den Hohlraum 14 des Grundkörpers 13 eintreten kann.
  • Unter anderem zur Reinigung des Hohlraums 14 sind mehrere Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischzuführungen 15a, .., 15g vorgesehen. Diese Zuführungen können die Spülung mit einem Fluid und/oder mit einem Fluid-Feststoffgemisch versorgen. Diese Elemente sind in der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform als Düsen ausgestaltet, die das Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemisch von einer Lagereinrichtung wie etwa einem Tank beziehen.
  • Analog hierzu sind in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform mehrere Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischabführungen 16a, .., 16g vorgesehen, die das Fluid bzw. das Fluid-Feststoffgemisch abführen. Diese Elemente sind in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform als Absaugeinrichtungen ausgestaltet, die aufgesaugtes Fluid und/oder Fluid-Feststoffgemisch in einer nicht dargestellten Auffangvorrichtung auffangen können.
  • Diese Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischzuführungen 15a, .., 15g und Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischabführungen 16a, .., 16g können getrennte Kammern 12a, .., 12g spülen, wobei es nicht zwingend erforderlich ist, dass sämtliche Kammern 12a, .., 12g gespült werden. Es ist dabei bevorzugt, das zumindest ein Teil dieser Kammern durch Trennwände unterteilt ist, in Fig. 1 mittels der gestrichelten Linien dazwischen dargestellt.
  • In Fig. 1 wird durch die Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischzuführung 15d, die in der vorliegenden Ausführungsform als eine Düse ausgebildet ist, ein Reinigungsfluid in die Kammer 12d eingeführt. Dieses Reinigungsfluid kann bevorzugt aus gereinigter Umgebungsluft bestehen, die anfallenden Staub aufnimmt und mit diesem zusammen von der Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischabführung 16d abgeführt wird. Somit werden schädliche Ablagerungen im Inneren des Grundkörpers 13 des Applikators 10 vermieden. Abgetrennt wird die Kammer 12d von den benachbarten Kammern 12c und 12e mittels der oben erwähnten Trennwände, die bevorzugt aus einem Dielektrikum wie etwa Polyethylen, PTFE oder Aluminiumoxid ausgebildet sind.
  • Die Verunreinigungen können dabei sowohl direkt, etwa mittels direkter Anströmung, als auch indirekt, etwa durch ein Fluid-Wirbelsystem entfernt bzw. ausgetragen werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform besteht das durch die Düse 15d eingeführte Fluid aus einem reaktiven Gas, das sich mit den zu erwartenden Ablagerungen verbindet und so etwa in der Lage ist, diese in unschädliche bzw. weniger schädliche Ablagerungen umzuwandeln.
  • In der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird in die weiteren Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischzuführungen 15a bis 15c und 15e bis 15g ein Fluid-Feststoffgemisch mit dielektrischen Eigenschaften eingebracht, um ein Wellenmaximum der elektromagnetischen Wellen an dem Beschichtungsmaterial 8 zu gewährleisten. Als Fluid-Feststoffgemisch ist dabei ein mit Aluminiumoxidgranulat bzw. -pulver versetzte Umgebungsluft vorgesehen. Dabei kann es bevorzugt sein, eine aktive Regelung der Menge des eingebrachten Fluid-Feststoffgemischs vorzusehen, um einen stets optimalen Energieeintrag in das Beschichtungsmaterial zu gewährleisten.
  • Nicht dargestellt in Fig. 1 sind weitere Spülungen mit einem Fluid bzw. mit einem Fluid-Feststoffgemisch, diese sind in einer Ebene außerhalb der Schnittebene, also davor oder dahinter, angeordnet. Somit können evtl. notwendige Oberflächenbeschichtungen aufgebracht werden, was einer Vor-/ und/oder Nachbehandlung des Beschichtungsmaterials 8 entspricht.
  • Beispiele für eine derartige Vorbehandlung sind eine chemische Reinigung, ein Materialabtrag des Beschichtungsmaterials 8 vor dem thermischen Aktivieren, ein Vorerwärmen mittels eines temperierten Fluids, oder das Einbringen von Zusatzpartikeln zur Unterstützung eines Klebevorgangs des Beschichtungsmaterials 8.
  • Als Beispiel für eine Nachbehandlung des Beschichtungsmaterials 8 sei eine optionale Beaufschlagung des Beschichtungsmaterials 8 mit Farbstoffen genannt, die dazu dienen können Markierungen auf das Beschichtungsmaterial aufzutragen, wie etwa zum Kennzeichnen eines Fehlteils.
  • All die im vorigen dargestellten Arten der Spülung des Applikators bilden weiterhin einzeln oder in beliebiger Kombination beispielhafte Ausführungsformen davon. Es ist ersichtlich, dass verschiedene Spülungen in einem Applikator vorgesehen sein können und diese je nach Anforderungen miteinander kombiniert werden können.
    • Bezugszeichenliste
    • 8
    Beschichtungsmaterial
    10
    Applikator
    11
    Führung
    12a, .., 12g
    Kammer
    13
    Grundkörper
    14
    Hohlraum
    15a, .., 15g
    Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischzuführung
    16a, .., 16g
    Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischabführung
    17
    elektromagnetische Wellen
    18
    Absorptions- oder Reflektionsschicht
    19
    Hohlleiteranschluss

Claims (10)

  1. Applikator (10) zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8), der aufweist:
    einen Grundkörper (13) mit zumindest einem Hohlraum (14) darin, und
    eine Führung (11), die ausgestaltet ist, ein Beschichtungsmaterial (8) zu führen,
    wobei
    der Grundkörper (13) ausgestaltet ist, eine Durchströmung des zumindest einen Hohlraums (14) mit einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch zu ermöglichen
    und/oder
    der Grundkörper (13) ausgestaltet ist, eine Befüllung des zumindest einen Hohlraums (14) mit einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch zu ermöglichen.
  2. Applikator (10) nach Anspruch 1, der zusätzlich
    zumindest eine bevorzugt steuer- bzw. regelbare Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischzuführung (15a, .., 15g) zum Zuführen des Fluides und/oder eines Fluid-Feststoffgemischs in den zumindest einen Hohlraum (14), und/oder
    zumindest eine bevorzugt steuer- bzw. regelbare Fluid- bzw. Fluid-Feststoffgemischabführung (16a, .., 16g) zum Abführen des Fluides und/oder des Fluid-Feststoffgemischs aus dem zumindest einen Hohlraum (14) aufweist.
  3. Applikator (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    der Applikator (10) ausgestaltet ist, eine Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8) mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere Mikrowellen oder Laserstrahlen, oder mittels erwärmter Umgebungsluft thermisch zu aktivieren.
  4. Applikator (10) nach Anspruch 3, wobei
    der Applikator (10) ausgestaltet ist, elektromagnetische Wellen innerhalb des Hohlraums (14) des Grundkörpers (13) zu einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8) zu leiten.
  5. Applikator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    wobei der Applikator (10) derart ausgestaltet ist, dass das Fluid und/oder das Fluid-Feststoffgemisch einen Bereich des Applikators (10) durchströmt, in dem die Führung (11) vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung zum Aktivieren eines Beschichtungsmaterials (8), die aufweist:
    einen Generator zum Erzeugen von elektromagnetischen Wellen, insbesondere Mikrowellen, und
    einen Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der ausgestaltet ist, die im Generator erzeugten elektromagnetischen Wellen auf das Beschichtungsmaterial (8) zu applizieren.
  7. Verfahren zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Aktiveren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8) bevorzugt mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere Mikrowellen, und
    Durchströmen eines Hohlraums (14) des Applikators (10) mit mindestens einem Fluid und/oder einem Fluid-Feststoffgemisch,
    wobei die vorigen beiden Verfahrensschritte bevorzugt zumindest teilweise simultan ablaufen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei
    das Verfahren unter Verwendung eines Applikators (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 6 durchgeführt wird.
  9. Verwendung eines Fluides und/oder eines Fluid-Feststoffgemischs zum Durchströmen eines Applikators (10) zum Aktivieren einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials (8) bevorzugt mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 8.
  10. Verwendung eines Fluides und/oder eines Fluid-Feststoffgemischs nach Anspruch 9, wobei
    das Fluid bzw. das Fluid-Feststoffgemisch in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8 verwendet wird.
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