ES2317140T3 - Instalacion y metodo para el recubrimiento electostatico en continuo de sustratos con polvo. - Google Patents

Abstract

Método para la aplicación electrostática en continuo de una pintura en polvo (4) sobre un soporte (1), preferentemente en forma de una banda continua, el cual comprende las etapas de: desplazar prácticamente en horizontal el soporte (1) en el sentido de su longitud a través de una cámara (2) de depósito de la pintura en polvo; montar una máquina de pintar (3) encima de la línea de paso del soporte (1) a una distancia predeterminada de ella y en el interior de la cámara (2); la máquina de pintar tiene dos compartimientos (A) y (B), separados por una membrana difusora (C) permeable al aire, de forma que el compartimiento (B) contenga un volumen de pintura en polvo y el compartimiento A reciba aire fluidificante a presión para transformar este volumen de polvo en un lecho fluidificado de polvo en el compartimiento (B); introducir la pintura en polvo en la máquina de pintar (3) hasta un nivel predeterminado; crear un campo eléctrico con ayuda de electrodos entre una boquilla pulverizadora (E) de la pintura en polvo y el soporte; pulverizar la pintura en polvo desde la boquilla pulverizadora (E) sobre el soporte (1) de tal manera que el chorro pulverizado se proyecte según un chorro plano horizontal o vertical de 30º a 180º como máximo, de forma que la boquilla pulverizadora (E) esté sumergida en la pintura en polvo y atraviese de parte a parte el compartimiento (B) y el lecho fluidificado en el que está sumergida, encima de la membrana permeable (C) y prácticamente en paralelo a ella, y la boquilla esté alimentada en un extremo por aire de pulverización y, en el otro extremo, esté conectada a una boquilla surtidora (18), la cual (18) estará hueca en el interior y tendrá una pared (31) interna provista de una abertura (32) por la cual la pintura en polvo se introduce en la boquilla surtidora (18), una pared redondeada con un radio de curvatura (R) comprendido entre 1 y 15 mm frente a la pared (31), de forma que la curvatura se seleccione en función del ángulo de dispersión deseado del chorro plano de pintura en polvo; hacer pasar a la boquilla pulverizadora (E) sumergida en la pintura en polvo fluidificada aire a una presión comprendida entre 100 y 500 g/cm 2 .

Description

Instalación y método para el recubrimiento electrostático en continuo de sustratos con polvo.

La presente invención hace referencia a un método para la aplicación en continuo de una pintura en polvo sobre un soporte, en general una banda continua, y una instalación para la aplicación de dicho método. Es preciso desplazar este soporte por una cámara en la que la pintura se deposite sobre el soporte por vía electrostática.

En la cámara, hay una máquina de pintar, que es del tipo de baja presión e incluye una boquilla pulverizadora sumergida en la pintura en polvo.

Los soportes o bandas continuas pueden ser de acero, pero la flexibilidad de los principios desarrollados más adelante permite el recubrimiento de otras bandas continuas fabricadas en otro material metálico como aluminio, por ejemplo, sin excluir los materiales plásticos. Lo esencial es respetar que los materiales que se vayan a recubrir sean conductores (o se hayan convertido en conductores) de la electricidad), dado que el método aplicado es un método electrostático y, por lo tanto, necesita la creación de un campo eléctrico para aplicar esta pintura en polvo.

Las diversas soluciones desarrolladas con el fin de realizar el recubrimiento de sustratos de diversa naturaleza mediante una pintura en polvo se aplican, en su mayoría, según principios similares. Las variantes con boquilla pulverizadora utilizan siempre aire comprimido como fluido para transportar el polvo de los depósitos de almacenamiento o tampones a través de los circuitos de alimentación y hasta las pistolas, así como para efectuar la pulverización propiamente dicha.

Los recientes métodos de aplicación de pintura en polvo presentan las ventajas de ser más económicos y menos contaminantes (ventaja ecológica debida a la supresión de disolventes, por ejemplo) y la calidad de los revestimientos aplicados parece mejor que con los métodos e instalaciones existentes que utilizan pintura líquida o en los que la aplicación se realiza mediante rodillos, por ejemplo.

La patente europea EP-A-956909 describe un método y un dispositivo para la aplicación en continuo de una sustancia en polvo, especialmente de pintura en polvo, sobre un sustrato conductor de la electricidad en forma de banda continua que se desplaza prácticamente de forma vertical siguiendo la dirección de su longitud por una cámara en la cual se introduce el polvo antes mencionado de una manera prácticamente continua y en la que se ha creado un campo eléctrico que permite aplicar este polvo en al menos una de las dos superficies del sustrato, y el polvo se carga en la parte superior de la cámara del depósito de manera que permita el desplazamiento de este polvo, básicamente por la acción de la gravedad, a lo largo de una de las superficies del sustrato sobre la cual se va a aplicar el polvo.

Otro método y otra instalación para la aplicación de pintura a partir de un material de pintura seca, sin disolvente, se describen, por ejemplo, en la patente europea EP-A-494672, donde el método para recubrir en continuo una banda de metal 4 con una composición de revestimiento de polímero adherente consiste en desplazar en continuo una banda de metal; elegir un bloque sólido de una composición de pintura básicamente sin disolvente que contenga un polímero termoendurecible; someter la banda de metal móvil a un precalentamiento a una temperatura de precalentamiento superior a la temperatura de transición vítrea del polímero; aplicar el bloque sólido de dicha composición de pintura contra la banda de metal móvil precalentada, ejerciendo al mismo tiempo una presión suficiente entre el bloque sólido y la banda con el fin de que una capa líquida de la composición de pintura se separe del bloque y sea arrastrada por la banda de metal en movimiento; pulir la capa líquida y continuar el calentamiento de la capa líquida pulida hasta una temperatura de curado, con el fin de formar un recubrimiento adherente termoendurecible sobre al banda móvil de metal.

La patente estadounidense US-B-3554164 describe un dispositivo de pulverización de polvo que consiste en diversas boquillas cargadas mediante un alimentador mecánico, de forma que cada boquilla esté dispuesta con respecto a un soporte formando un ángulo de pulverización e incluya un deflector prácticamente perpendicular al soporte.

La publicación francesa FR-A-2127171, que se considera que describe el estado de la técnica anterior más cercano a la invención, describe un dispositivo para la aplicación de polvos, por vía electrostática, sobre bandas que se desplazan en continuo, que incluye boquillas de proyección conectadas a una fuente de alta tensión y a una alimentación de polvo, la cual consiste en una bandeja de recogida de polvo fluidificado a nivel constante, dispuesta en posición prácticamente horizontal con respecto a la superficie a recubrir, adyacentes la una a la otra, con las derivaciones de tomas a lo largo de la bandeja en el fondo del lecho de polvo, siguiendo una línea paralela al nivel de éste y a intervalos determinados en función de las características de impacto de la boquillas, de forma que cada derivación de toma consista en un inyector de tipo Venturi conocido por sí mismo, conectado a una alimentación de aire comprimido, y una canalización que conecte este inyector a una de las boquillas de proyección.

La publicación estadounidense US-A-4 598.870 describe un dispositivo para aplicar polvo sobre un soporte liso por vía electrostática, pulverizando el polvo sobre la totalidad del ancho de este soporte liso perpendicularmente al plano del soporte.

No obstante, los métodos conocidos en la técnica que utilizan una pintura en polvo y una boquilla pulverizadora presentan algunos inconvenientes. En efecto, la longitud de las tuberías así como los diámetros necesarios para garantizar los caudales imponen la utilización de presiones de aire suficientemente elevadas para aplicar una pulverización y una alimentación correctas. En estas instalaciones, las presiones en las pistolas pueden variar entre 2 y 4 kg/cm^{2}.

Otro problema acuciante de estos métodos conocidos con pintura en polvo consiste en mantener en un espacio determinado las partículas de polvo sobrantes, que tienen tendencia a propagarse alrededor y en las proximidades de las cajas de pintura, con los inconvenientes que se derivan de ello, pérdidas de materia, obstrucción de las máquinas y, sobre todo, riesgo de inhalación por los operarios y contaminación del medio ambiente.

Un objetivo de la presente invención es resolver estos problemas y la instalación de la misma permite reducir, en este caso concreto, la presión de funcionamiento a valores del orden de 250 a 500 g/cm^{2} para obtener resultados de pulverización idénticos en cuanto a capacidad de recubrimiento, es decir, a presiones unas 10 veces menores.

Asimismo, la instalación según la invención permite mantener un mínimo de pintura en polvo sobrante en un espacio confinado, de forma que los inconvenientes derivados mencionados anteriormente se vean muy atenuados e incluso eliminados. Este polvo de pintura sobrante se aspira mediante un separador centrífugo o ciclón y se vuelve a poner en circulación en el circuito de alimentación o se elimina hacia el exterior haciéndolo pasar por filtros que retienen las partículas de polvo. Por lo tanto, es necesaria una aspiración, pero, teniendo en cuenta la escasa cantidad sobrante, sería incluso posible suprimir la puesta en circulación de nuevo en el circuito de alimentación y limitarse a la eliminación hacia el exterior a través de filtros.

En efecto, las cajas en las líneas continuas o discontinuas de aplicación de pintura están alimentadas según la productividad por entre 5 y 25 pistolas que crean una sobrepresión considerable difícil de controlar. A razón de
2 kg/cm^{2} de presión mínima por pistola, representa una cantidad de aire considerable que aspirar para realizar la puesta en depresión de las cajas. Las potencias necesarias no son insignificantes. Pueden llegar a 50 KW en la extrac-
ción.

El método en continuo de aplicación de pintura en polvo sobre un soporte según la invención se define en la parte caracterizante de la reivindicación 1.

La instalación para la aplicación del método según la invención se define en la parte caracterizante de la reivindicación 8. En las reivindicaciones dependientes, se definen diversas formas de realización.

Para que la invención pueda comprenderse mejor, se hace referencia a los dibujos anexados de una forma de realización no limitante de una instalación de aplicación de pintura en polvo.

La Figura I es una representación esquemática en alzada de un modo de realización según la invención.

La Figura II es una representación esquemática en alzada de la máquina de pintar utilizada en la instalación de la Figura I.

La Figura IIa representa otra forma de realización de la máquina de pintar de la Figura II.

La Figura III muestra representaciones esquemáticas de las boquillas surtidoras empleadas en las máquinas de pintar de las Figuras II y IIa.

La Figura IV es una vista esquemática del pulverizador regulable utilizado en la máquina de pintar de la invención.

Conviene señalar que, en todas estas figuras, los mismos elementos son designados mediante los mismos signos de referencia.

En la Figura 1, se muestra la instalación según la invención de la aplicación electrostática en continuo de una pintura en polvo sobre un sustrato, por ejemplo en forma de una banda continua 1, de acero, de aluminio, de otro material metálico sin excluir los materiales plásticos que se hayan convertido en conductores de la electricidad. Esta banda continua 1 desplaza, en el sentido de las flechas, a través de una cámara 2, las paredes realizadas en material, de preferencia, aislante.

En la cámara 2, situada y mostrada encima de la línea de paso de la banda continua 1, se encuentra una máquina de pintar 3, que se observa con más detalle en la Figura II y en la Figura IIa (otra forma de realización) y se describe con más profundidad a continuación. Esta máquina libera de forma continua, homogénea y según un caudal regular la pintura en polvo 4 sobre todo el ancho de la banda continua. El polvo sobrante se aspira en una cabina de aspiración 5 situada debajo de la línea de paso de la banda continua. Esta caja 5 está en depresión con respecto a la presión en la máquina de pintar, por efecto del ciclón 6 que, de este modo, aspira el excedente de polvo 4 que se devuelve a través del circuito de alimentación a la máquina de pintar donde se elimina hacia el exterior pasando previamente por filtros que retienen las partículas de polvo.

La alimentación de la pintura en polvo se hace a través del orificio 8 de un depósito que está situado debajo y el polvo se lleva a la reserva de polvo 14 situada encima de la máquina de pintar.

La Figura II muestra en detalle la máquina de pintar 3 de la presente invención. Está compuesta por un cajón 10 con forma de bloque paralelepipédico de sección transversal rectangular. El ancho de la base del cajón está ajustado para que pueda cubrir el ancho de la banda continua que tiene que recubrir. Este cajón 10, como se indica a continuación, está montado encima de la línea de paso de la banda continua 1. Las paredes de este cajón 10 están hechas preferentemente con materiales aislantes eléctricos o están recubiertas de un material de este tipo, con el fin de permitir el aislamiento eléctrico con respecto a la masa. Es evidente que la invención no está limitada a la forma de este cajón y que cualquier otra forma es igualmente válida.

Como se puede observar en la Figura II, este cajón 10 está formado por dos zonas o compartimientos, A y B, completamente diferenciados, de dimensiones y volúmenes muy distintos, separados por una membrana C difusora, permeable al aire.

El compartimiento A está concebido como una caja difusora en la que la parte superior está limitada por la membrana o superficie permeable C, lo que permite el paso del aire hacia arriba. Este aire tiene una función fluidificante y transforma la pintura en polvo presente en el compartimiento B en un lecho fluidificado de este polvo. El aire se insufla en el compartimiento A a través de un conducto 11 y su presión está controlada por medio de un regulador de presión representado esquemáticamente en 12. Este regulador de presión 12 mantiene la presión de aire en el compartimiento A en valores ajustados para la creación de un lecho fluidificado. Estas presiones son menores que las que por lo general se encuentran en el estado de la técnica y están comprendidas entre 250 y 600 gr/cm^{2}, preferentemente de 500 g/cm^{2}. Este valor se da a título indicativo y en ningún caso puede utilizarse para limitar el ámbito de la invención.

El compartimiento B que contiene el polvo de pintura tiene un volumen mucho mayor que el compartimiento A. El volumen de este polvo se transforma en un lecho fluidificado de polvo por la llegada de polvo a presión procedente del compartimiento A y la relación entre los volúmenes de los compartimientos A y B depende de la frecuencia prevista de las descargas de polvo de pintura.

Se prevé la colocación de un detector de nivel o sonda (13) en el compartimiento B. Este detector mantiene el nivel constante y, cuando, en funcionamiento, el nivel de polvo baja, este detector provoca la apertura de la reserva de polvo 14 y se realimenta de pintura el compartimiento B. Se comprenderá fácilmente que el volumen y, por consiguiente, el nivel de pintura del lecho fluidificado esté en función de la cantidad y de la presión del aire insuflado procedente del compartimiento A y, por lo tanto, de la presión mantenida constante en este compartimiento. Cuando se insufla el aire en el compartimiento B, el volumen aparente de la pintura en estado fluidificado aumenta de una altura del orden del 20% al 50% con respecto al nivel de reposo, es decir, en estado no fluidificado o inmovilizado.

La pintura se proyecta sobre el soporte por medio de una boquilla pulverizadora sumergida E que atraviesa el compartimiento B y el lecho fluidificado en el que está sumergida, de parte a parte, por encima de la membrana permeable C y prácticamente en paralelo a esta última. Por un extremo, se carga con el aire de pulverización a través de un conducto 15 en el que la presión está también regulada por medio de un regulador de presión (1 regulador por boquilla) representado esquemáticamente en 17. Esta presión se ajusta al depósito deseado de color y se mantiene, preferentemente, entre 100 y 500 g/cm^{2}, por ejemplo 250 g/cm^{2}. Esta presión en funcionamiento continuo es independiente de la presión en A.

El otro extremo de la boquilla pulverizadora sumergida (de extremo redondo, aunque la forma puede variar con tal de que se mantenga constante la sección) incluye una boquilla surtidora con una forma adaptada para conseguir un chorro plano, con un ángulo de dispersión que puede oscilar entre 30º y 180º. Según una forma de realización preferente, este ángulo es de 180º, pero, evidentemente, puede variar dentro de los límites de 30º a 180º, según las exigencias de la utilización.

En la parte sumergida en el lecho fluidificado, la boquilla pulverizadora está atravesada en su perímetro circunferencial por un número variable de orificios calibrados que permiten el paso de la pintura desde el compartimiento B a través de estas aberturas en el conducto de la boquilla E al soporte que debe recubrirse. Este paso se hace mediante el efecto Venturi, bien conocido, bajo el efecto del aire de pulverización a presión que pasa a través de la boquilla a la altura de estos orificios calibrados. La regulación de la presión permite regular el caudal. El caudal de polvo también puede regularse mediante un pulverizador regulable 20 (que se describirá más adelante) situado en la boquilla pulverizadora a nivel de los orificios calibrados como se muestra en la Figura IV.

La combinación de la presión del aire de pulverización en la boquilla pulverizadora E sumergida, del calibrado y del número de orificios en esta boquilla pulverizadora y de la boquilla surtidora que proyecta el chorro de pintura sobre el sustrato permite conseguir con un número apropiado de boquillas, depósitos de 50 a 300 g/m^{2} (intervalo dado a título indicativo y que en ningún caso es limitante).

Dado el chorro plano horizontal que sale de la boquilla surtidora 18, se obtiene un recubrimiento de 18 cm con un ángulo de dispersión de 50º, lo que permite obtener una anchura efectiva de recubrimiento de 12 cm por boquilla surtidora. En el caso de bandas continuas de acero, por ejemplo, el ancho habitual de las bandas es del orden de 1250 mm. Un sencillo cálculo permite concluir que son precisas alrededor de 10 boquillas para cubrir esta anchura de 1250 mm. Este número más bien limitado debe compararse con las 24-25 boquillas que son necesarias para el recubrimiento con los métodos en solución a alta presión.

La boquilla surtidora 18 que proyecta un chorro plano está colocada de forma que proyecte un chorro plano de pintura bien paralela bien perpendicularmente a la dirección de la superficie a pintar, y a una distancia de 5 a 10 cm por encima de ella, lo que permite evitar el rebote del aire de difusión sobre el objeto que se va a pintar, y hay razones para esperar que esta disposición sea también favorable a la creación de un campo electrostático, a la dispersión de la pintura y, por consiguiente, a la calidad del depósito. La Figura II muestra una forma de realización con una boquilla surtidora que emite un chorro plano horizontal paralelo al sustrato 1 y la Figura IIa muestra una forma de realización con un chorro plano vertical perpendicular a este sustrato 1.

La escasa presión de pulverización en la boquilla sumergida, así como el chorro dirigido horizontalmente que sale de la boquilla surtidora, el número reducido de las boquillas surtidoras y la escasa distancia entre estas y el sustrato (que impide el rebote) harán que disminuya la cantidad de pintura sobrante que cae sobre el sustrato. Estas características combinadas que hacen disminuir enormemente la pintura sobrante permiten incluso eliminar esta cantidad sobrante simplemente mediante filtros hacia el medio exterior por aspiración en el ciclón 6 como se ha mostrado anteriormente. No obstante, queda claro que, en la forma de realización preferente, se utilizará preferentemente una combinación de estas propiedades c a d, de forma que la evacuación a través del ciclón 6 y el reciclado del retorno en el circuito de alimentación y la escasa cantidad sobrante puedan eliminarse mediante el paso previo a través de filtros hacia el exterior.

El principio de recubrimiento electrostático de los soportes, que permite la adherencia y la cohesión del recubrimiento antes del endurecimiento, es bien conocido por sí mismo y no necesita explicaciones detalladas en la presente memoria descriptiva. Se ha aplicado utilizando un generador de alta tensión a muy alta tensión (100 kV) que está conectado, por una parte, a un electrodo de ionización incluido en la boquilla surtidora 18 y, por la otra, al soporte que debe recubrirse.

La forma plana del chorro de pintura, así como el ángulo de dispersión deseado de la pintura que sale de la boquilla surtidora 18, dependen básicamente de parámetros asociados a esta boquilla surtidora, en especial su forma y sus dimensiones.

La Figura III es una representación de perfil de la boquilla surtidora 18, tal como se la puede ver en las Figuras II y IIa. Esta boquilla forma el cabezal de la boquilla pulverizadora E. Está hueca en el interior y consta de una pared 31 provista de una abertura 32 por la cual se introduce la pintura en polvo en la boquilla surtidora. En frente de la pared 31, se encuentra una pared redondeada con un radio de curvatura R determinado, de forma tal que su curvatura se seleccione en función del ángulo de dispersión deseado. El valor del radio de curvatura R oscila, por lo general, entre 1 mm y 15 mm. Cuanto más pequeño sea este radio, mayor será el ángulo de dispersión.

Por ejemplo, con un radio de curvatura de 1 mm, se obtiene un chorro plano con un ángulo de dispersión de cerca de 180º; un radio de 5 mm da un ángulo de dispersión de alrededor de 90º, mientras que un radio de 10 mm da un ángulo de dispersión de 50º. Después de haber chocado contra la pared curva, la pintura en polvo sale por la abertura 33 de la boquilla surtidora 18 en un chorro plano con el ángulo de dispersión deseado.

La Figura IV muestra en sección un detalle de la boquilla pulverizadora E sumergida, al nivel de los orificios calibrados por los que penetran las partículas de polvo aspiradas en el interior por el efecto Venturi. En el interior de esta boquilla pulverizadora, al nivel de los orificios, se encuentra un surtidor regulable que contribuye a regular el caudal del polvo de pintura que penetra por los orificios.

Este surtidor 20 consiste en un cabezal con un vértice en forma troncocónica que se prolonga mediante una parte cilíndrica 22 con un diámetro exterior muy ajustado al diámetro interno de la boquilla pulverizadora, de forma que permita que el cabezal 20 se deslice en la boquilla pulverizadora E sin que haya holgura. La parte cilíndrica se prolonga mediante un tubo cilíndrico de diámetro menor. El conjunto de la parte troncocónica 21, la parte cilíndrica 22 y la parte tubular 23 del surtidor regulable 20 tiene, de hecho, la forma de un pistón, como se puede ver en la Figura III y se puede mover en la boquilla pulverizadora por medio de un dispositivo de regulación micrométrica cualquiera (no se muestra).

El surtidor regulable 20 consta de un cojinete central 24 por el que pasa el aire de pulverización. Cuando se desea regular o ralentizar el caudal de polvo que penetra en la boquilla pulverizadora, se hace avanzar el cabezal hacia los orificios por medio del sistema de regulación que se utilice. Cuando la parte troncocónica 21 llega a estar adyacente a estos orificios, el diámetro, más pequeño de esta parte cuando están abiertas las aberturas, permite la entrada de las partículas ralentizando ya su caudal. Este caudal se hará cada vez más lento a medida que se avance en el sentido de la flecha F hasta el momento en que la parte cilíndrica 22, con un diámetro exterior prácticamente idéntico al diámetro interior de la boquilla pulverizadora E, entre en contacto con los orificios calibrados y, a partir de ese momento, el caudal se detiene.

Resulta lógico que la presión del aire en la boquilla pulverizadora influya también en el caudal de entrada de las partículas de pintura en función de que esta presión sea más o menos elevada. Por lo tanto, es posible actuar a la vez sobre esta presión y sobre la regulación del surtidor regulable 20 para fijar el caudal de las partículas que entran en la boquilla pulverizadora y, por consiguiente, el caudal que sale de la boquilla surtidora que se proyecta en un chorro plano horizontal.

Se prevé un orificio calibrado de aire de limpieza (no representado en la Figura III) en la boquilla surtidora, con el fin de limpiar la superficie difusora antes de la puesta en marcha del pulverizador.

Después de la fijación del polvo sobre el soporte, como una banda continua, éste se puede calentar de forma que se someta este polvo a una fusión al menos parcial para formar un recubrimiento prácticamente uniforme y homogéneo. La instalación a baja presión y el método descritos en la presente memoria descriptiva no tienen incidencia alguna sobre el tipo de recubrimiento utilizado. Se puede proceder mediante convección IR, UV o infrarroja cercana en tiempos que oscilen entre 5 segundos y 5 minutos. Dado que éstas técnicas son conocidas por sí mismas, no es preciso detallar estos procedimientos de recubrimiento en la presente memoria descriptiva.

Se puede utilizar cualquier tipo de pinturas, en tanto se puedan acondicionar con valores granulométricos compatibles con la formación de un lecho fluidificado, es decir, con una dimensión media de 50 \mu. El intervalo preferente de granulometría se sitúa entre 10 y 150 \mum.

Como ejemplos de pintura, cabe citar los polímeros como los poliésteres, los epoxi termoplásticos, fluorados, poliuretanos adaptados o no a los endurecimientos rápidos, sin limitación a estos.

Cuando se desea cambiar la pintura o el color de la pintura en las instalaciones de gran tamaño conocidas de alta presión, esta operación resulta costosa debido al material perdido, a la parada prolongada de la instalación para la limpieza de las paredes, etc.

El escaso bloqueo de la máquina de pintar según la invención (100 dm^{3}) permite prever la utilización de casetes intercambiables, de forma que la limpieza se realice fuera de la instalación, lo que reduciría el tiempo de parada y permitiría incluso la recuperación del polvo de pintura en la máquina de pintar.

En términos generales, se puede destacar que la instalación y el método según la invención permiten:

I) Regularidad del flujo de pintura

Esto se consigue mediante dispositivos estáticos y control de las magnitudes simples para garantizar que el producto llegue constantemente al objeto que debe recubrirse.

Estas magnitudes son, por una parte, las presiones en la caja difusora que crea el lecho fluidificado y la presión en la pistola de pulverización y, por otra parte, la altura del lecho fluidificado cuando se activa.

II) Aplicación del chorro pulverizador

Mediante un ajuste correcto de los diámetros de los diversos conductos, y respetando ciertas reglas propias de los polvos, se ha estudiado una boquilla pulverizadora adaptada para la aplicación concreta de esta máquina, es decir, un chorro plano vertical u horizontal con un ángulo de 30º a 180º.

III) Ionización del flujo

Como el cuerpo sumergido de la boquilla pulverizadora es metálico, es suficiente (tomando las evidentes precauciones de aislamiento) con llevarlo al potencial deseado para realizar la ionización de la pintura y, de este modo, permitir el pintado electrostático del objeto, manteniendo la boquilla exterior de un material plástico apropiado. Esta disposición tiene también un efecto favorable sobre el comportamiento del lecho fluidificado.

IV) Regulación del caudal

En el interior de la boquilla pulverizadora, se encuentra un dispositivo regulador que permite el aumento de la cantidad de pulverización. Este dispositivo puede vincularse al rendimiento de una instalación, de forma que permita el funcionamiento de la máquina de pintar durante las fases de aceleraciones o desaceleraciones y, por lo tanto, aporte flexibilidad a las instalaciones.

Resumen de las características y ventajas de la invención

1)

Bajas presiones de pulverización

2)

Escaso volumen de pintura en circulación

3)

Tasa de reciclaje baja

4)

Chorros planos con débil presión, lo que evita el rebote del aire de difusión

5)

La distancia entre la salida de la boquilla pulverizadora y el surtidor puede ser de varios metros, lo que permite el empleo de la máquina en las instalaciones tradicionales

6)

El tiempo de sustitución de la pintura se reduce debido al carácter intercambiable de la máquina y al bajo grado de obstrucción de las cabinas

7)

Gran superficie de contacto de la pintura y de los electrodos de electrización que favorecen la dispersión y la electroestaticidad de la dispersión

8)

Gama de velocidades comprendida entre 10 y 50 m/min (no limitante)

9)

Potencia de extracción reducida y débil

Los objetivos de la presente invención se alcanzan gracias a la originalidad de esta máquina de pintar a baja presión reivindicada y su diferencia con respecto a los sistemas convencionales que utilizan pistolas. Esta originalidad se debe a las tres principales diferencias siguientes:

1. La boquilla pulverizadora, que hace que el chorro de pintura esté listo para su proyección, está situada en un medio propicio para su formación (lecho fluidificado) y, por consiguiente, la presión de entrada no se acumula con la de las operaciones de transferencia conocidas.

2. La boquilla surtidora libera un chorro plano con un ángulo de hasta 180º, que, por su concepción original (ángulo adaptable según el radio de deflexión seleccionado), no produce restricción del trayecto del flujo de pintura y no necesita, por lo tanto, un incremento de la presión para vencerla.

3. La boquilla surtidora, que no comporta una reducción del área de paso, reduce enormemente las posibilidades de obstrucción y, por consiguiente, la necesidad imperiosa de aire de limpieza, previsto en las pistolas convencionales.

La invención se ha descrito mediante formas de realización preferentes y resulta evidente que éstas últimas no tienen más que un fin ilustrativo y que los límites de la invención sólo deben considerarse en el marco de las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims (15)

1. Método para la aplicación electrostática en continuo de una pintura en polvo (4) sobre un soporte (1), preferentemente en forma de una banda continua, el cual comprende las etapas de:

desplazar prácticamente en horizontal el soporte (1) en el sentido de su longitud a través de una cámara (2) de depósito de la pintura en polvo;

montar una máquina de pintar (3) encima de la línea de paso del soporte (1) a una distancia predeterminada de ella y en el interior de la cámara (2); la máquina de pintar tiene dos compartimientos (A) y (B), separados por una membrana difusora (C) permeable al aire, de forma que el compartimiento (B) contenga un volumen de pintura en polvo y el compartimiento A reciba aire fluidificante a presión para transformar este volumen de polvo en un lecho fluidificado de polvo en el compartimiento (B);

introducir la pintura en polvo en la máquina de pintar (3) hasta un nivel predeterminado;

crear un campo eléctrico con ayuda de electrodos entre una boquilla pulverizadora (E) de la pintura en polvo y el soporte;

pulverizar la pintura en polvo desde la boquilla pulverizadora (E) sobre el soporte (1) de tal manera que el chorro pulverizado se proyecte según un chorro plano horizontal o vertical de 30º a 180º como máximo, de forma que la boquilla pulverizadora (E) esté sumergida en la pintura en polvo y atraviese de parte a parte el compartimiento (B) y el lecho fluidificado en el que está sumergida, encima de la membrana permeable (C) y prácticamente en paralelo a ella, y la boquilla esté alimentada en un extremo por aire de pulverización y, en el otro extremo, esté conectada a una boquilla surtidora (18), la cual (18) estará hueca en el interior y tendrá una pared (31) interna provista de una abertura (32) por la cual la pintura en polvo se introduce en la boquilla surtidora (18), una pared redondeada con un radio de curvatura (R) comprendido entre 1 y 15 mm frente a la pared (31), de forma que la curvatura se seleccione en función del ángulo de dispersión deseado del chorro plano de pintura en polvo;

hacer pasar a la boquilla pulverizadora (E) sumergida en la pintura en polvo fluidificada aire a una presión comprendida entre 100 y 500 g/cm^{2}.

2. Método de la reivindicación 1, en el que se utiliza una máquina de pintar (3) con paredes fabricadas de material aislante eléctrico o que se conviertan en aislantes.

3. Método de la reivindicación 2 en el que se provoca la fluidificación de la pintura en polvo utilizando una máquina de pintar con dos compartimientos, de forma que un compartimiento (B) contenga la pintura en polvo en forma fluidificada y haya un compartimiento (A) situado encima del compartimiento (B) por el cual se haga pasa el aire fluidificado, con los dos compartimientos (A) y (B) separados por una membrana difusora (C) permeable al aire y de manera que el aire de fluidificación en el compartimiento (A) se mantenga a una presión ajustada a la cantidad de pintura a fluidificar, comprendida entre 300 g/cm^{2} y 1 kg/cm^{2}.

4. Método de la reivindicación 1 durante el cual el nivel de polvo en el compartimiento (B) se mantiene constante por medio de una sonda de mantenimiento de nivel conectada al depósito de polvo y a la superficie del volumen de polvo y que se encuentra en el compartimiento (B).

5. Método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que, después de la fijación de la pintura en polvo sobre el soporte (1), éste último se calienta con el fin de someter el polvo a una fusión al menos parcial que permita formar un recubrimiento prácticamente uniforme sobre el soporte.

6. Método de la reivindicación 5 en el que el endurecimiento del soporte recubierto de polvo se somete a un endurecimiento por infrarrojos, UV o infrarrojo cercano.

7. Instalación para la puesta en marcha del método de la reivindicación 1 para la aplicación en continuo de una sustancia en polvo (4) sobre un soporte (1) conductor de la electricidad o convertido en tal, preferentemente en forma de banda continua, que comprenda:

una cámara (2) para el depósito de la pintura sobre el soporte (1), el cual está en condiciones de desplazarse a la parte inferior de la cámara (2);

una máquina de pintar (3) situada encima de la línea de paso del soporte (1), en la cual se introduce la pintura en polvo; y

medios para crear en esta cámara (2) un campo eléctrico que permita aplicar el polvo (5) sobre el soporte por vía electrostática;

una cabina de aspiración (5) en la parte inferior de la cámara (2) que permita aspirar la pintura en polvo sobrante;

un ciclón (6) conectado a la cabina de aspiración (5) para aspirar el polvo sobrante y que tenga en su parte superior un dispositivo de eliminación del polvo hacia el exterior a través de filtros y que tenga en su parte inferior una abertura conectada al sistema de alimentación de la máquina de pintar para reciclar la pintura en polvo sobrante en el circuito, de manera que la máquina en polvo tenga dos compartimientos (A) y (B), separados por una membrana difusora C permeable al aire, de forma que el compartimiento (B) contenga un volumen de pintura en polvo y el compartimiento (A) reciba aire fluidificante a presión para transformar este volumen de polvo en un lecho fluidificado de polvo en el compartimiento (B),

una boquilla pulverizadora (E) sumergida en la pintura en polvo que atraviese de parte a parte el compartimiento (B) y el lecho fluidificado en el que está sumergida, encima de la membrana permeable (C) y prácticamente en paralelo a ella, y caracterizada por el hecho de que esta boquilla está alimentada en un extremo por aire de pulverización a una presión de 100 a 500 g/cm^{2} durante la utilización y, en el otro extremo, está conectada a una boquilla surtidora (18), y por el hecho de que esta boquilla surtidora (18) está hueca en el interior y tiene una pared (31) interna provista de una abertura (32) por la cual la pintura en polvo se introduce en la boquilla surtidora y, enfrente de la pared (31), se encuentra una pared redondeada con un radio de curvatura (R) comprendido entre 1 y 15 mm frente a la pared (31), de forma que la curvatura se selecciona en función del ángulo de dispersión deseado del chorro plano de pintura en polvo.

8. Instalación según la reivindicación 7, en la que las paredes de la máquina de pintar (3) son de material aislante eléctrico.

9. Instalación según la reivindicación 7, en la que la boquilla pulverizadora (E) comprende en su parte sumergida en el polvo de pintura orificios calibrados dispuestos circunferencialmente por los que se aspira la pintura en polvo mediante el efecto Venturi.

10. Instalación según la reivindicación 9, en la que el aire de pulverización que pasa a través de la boquilla pulverizadora se mantiene a una presión comprendida entre 0,2 y 0,6 kg/cm^{2}.

11. Instalación según la reivindicación 7, en la que la presión de aire que pasa al compartimiento A se mantiene a una presión ajustada a la cantidad de pintura a fluidificar, preferentemente entre 300 g/cm^{2} y 1 kg/cm^{2}.

12. Instalación según la reivindicación 7, en la que la máquina de pintar (3) contiene una sonda de mantenimiento del nivel de polvo en el compartimiento (B), conectada al depósito de polvo (14) y a la superficie del volumen de polvo en el compartimiento (B).

13. Instalación según la reivindicación 9, en la que el efecto Venturi que aspira el polvo por los orificios calibrados está provocado por el aire de pulverización que pasa a través de la boquilla pulverizadora y por un dispositivo regulador situado en el interior de esta boquilla al nivel de los orificios de aspiración del polvo.

14. Instalación según la reivindicación 13, en la que el dispositivo regulador es un pulverizador regulable (20) que consiste en un cabezal con un vértice (21) en forma troncocónica que se prolonga mediante una parte cilíndrica (22) con un diámetro exterior ajustado al diámetro interno de la boquilla de aspiración, con esta parte cilíndrica (22) conectada en su extremo a una parte tubular (23) de diámetro más pequeño, de forma que el conjunto formado por la parte troncocónica, la parte cilíndrica y la parte tubular forme un pistón, y con un cojinete central (24) por el que pasa el aire de pulverización.

15. Instalación según la reivindicación 15, en la que el surtidor regulable (20) permite regular el caudal de pintura en polvo que pasa por los orificios calibrados de la boquilla pulverizadora.