WO2006061391A2 - Strahlungsgerät sowie pulverauftragsstation und anordnung zur beschichtung von temperatursensiblen materialien und verfahren hierzu - Google Patents

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    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the present invention relates to a radiation device according to the preamble of
  • Claim 1 an arrangement for powder coating according to the preamble of claim 13, a powder application station according to the preamble of claim 23 and a method for powder coating according to the preamble of claim 25.
  • the powder coating or the powder coating has the advantage that a variety of operations such as application of primers (PrimierunDgen), filling layers, etc. and associated intermediate processing steps such as grinding u. Like. Can be dispensed with and also an extremely attractive and smooth, can be provided with many effects surface can be created.
  • TemDperaturen of over 120 0 C up to 200 0 C must be reached.
  • these temperatures are too high for temperature-sensitive substrates, such as wood-based materials or wood fiber (MDF), as they can lead to evaporation of moisture in the wood and thus cause cracking.
  • AnD claim 1 or 4 an arrangement having the features of claim 13, a powder application station with the features of claim 23 and a method having the features of claim 25.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • a radiation device is provided with energy, in particular heat radiators, preferably short-wave infrared (IR) radiators or ultraviolet (UV) radiators, in which the energy radiators are arranged on a support and together are movable with the carrier or per se and / or are arranged in a kind of circular or ring shape.
  • IR infrared
  • UV ultraviolet
  • the radiators can be arranged in a circle or ring, since this shape for a variety of shaped substrates, but in particular plate-shaped substrates that are moved past the radiators, a uniform, in particular repeated, but not too long Radiation ensures.
  • the radiators are arranged so that they project beyond the substrate in at least one direction in order to reach all surfaces of the substrate with the radiation.
  • the radiators are preferably also adjustably arranged on the support in such a way that they can be aligned with the object to be irradiated with their main direction of the beam.
  • mounting elements have proven that on a support base structure, for. B. in ring, plate or disc shape are arranged pivotally and preferably about an axis which lies in the plane of the carrier base structure, so that the BEDDOTen to the mounting elements emitter can be pivoted out of the carrier ground plane and the main radiation direction of the emitters different from the normal the carrier basic level becomes.
  • Infrared radiators can be designed, in particular, as linear radiators in segment-wise arrangements or as ring-shaped or circular radiators. Accordingly, only one radiator for one-sided irradiation or two or more radiators for one-sided and two-sided irradiation can be provided on the radiator.
  • a simultaneous two-sided irradiation is preferred in which in each case a carrier base structure with the emitter or emitters arranged thereon is arranged opposite to one another and encloses between it the transport path for the object to be coated.
  • all other possible energy radiators in particular also UV radiators, can be arranged on the radiation device.
  • an arrangement according to the invention for powder coating temperature-sensitive materials with the radiation device described above comprises an upstream powder application station and a downstream area for curing or crosslinking the powder, preferably a furnace and in particular a circulating air oven.
  • the radiation device according to the invention also in the downstream curing and crosslinking region, in particular in UV-curing coating systems.
  • a corresponding arrangement comprises, for example, one or more radiation devices with IR radiators between the powder application station and the curing or crosslinking region and one or more radiation devices with UV radiators in or after the curing or crosslinking region.
  • a combination of different energy sources is possible.
  • the powder application station in which the powder to be coated is preferably deposited on the substrate by electrostatic spraying, has according to the invention so-called discharge elements, which serve to dissipate charge and smooth the field profile on the object to be coated, so that at the edges of ObDjekts, which usually comes to field concentrations, no accumulation of the powder to be coated takes place.
  • the diverting elements are arranged so that between you and an opposing spraying device the object is arranged during powder application, ie the diverting element is located behind the object to be coated from the point of view of the spraying device or powder applicator.
  • the diverting elements are preferably in the form of perforated plates, lamella pre-hangers, protective plates or grid structures.
  • EinrichDtung provided with the diverters can be cleaned in a simple manner, for example by shaking off the powder.
  • the area for curing and crosslinking the PuID which is provided in the arrangement according to the invention for powder coating of temperature-sensitive substrates, advantageously adjoins directly to the radiation apparatus in order to prevent the melting of the powder and the subsequent temperature treatment during curing and crosslinking to suffer no heat loss.
  • the radiation device can also be integrated into the entry area for the curing / crosslinking area.
  • the circulating air oven can be operated at a high air speed in the range from 1 to 5 m / s, preferably approximately 2 to 4 m / s, so that a large area of constant temperature, in particular over the adjusts the entire substrate to be coated.
  • the furnace is divided into several zones in which different temperatures can be set, so that when passing through the Um KunststoffDofens the substrate to be coated can pass through a temperature profile. This ensures that the surface temperature required for curing and cross-linking can be maintained sufficiently high while the core temperature remains below a critical level.
  • the number of zones is arbitrary, with values in the range of 3 to 5 zones having proved successful.
  • sensors for measuring the surface temperature, which adjust the temperature to the desired value via a control based on the measured values.
  • the radiation device according to the invention can also be used at this point of the arrangement, for example, for the post-curing of UV-curing coating systems with UV lamps.
  • a climate chamber may be provided, in which the to be coated
  • the wood-based materials and in particular MDF boards have a certain moisture, but should not exceed or fall below, in the range of greater than or equal to 5, preferably more than 8, in particular 5 to 15,% by weight.
  • a plasma treatment device may be provided for this purpose.
  • a primer in particular a biodegradable primer, which is an air- or vapor-tight barrier layer for the moisture contained in the material and beyond the pores in the surface of the workpiece closes.
  • the primer is applied by water vapor assisted spraying, as described in German Patent Application DE 10 2004 012 889, which is incorporated herein by reference in its entirety.
  • Sprays supported by the steam can in particular be water-soluble
  • FIG. 1 shows a plant according to the invention for powder coating of MDF-DP slats
  • Figs. 2a, 2b show a side view and a transverse view of a radiation device according to the invention, which is used in the arrangement in Fig. 1; and in
  • FIG. 3 is a temperature-time diagram for a process described in the appendix of FIG.
  • FIG. 1 shows, in a schematic representation, the structure of a plant according to the invention for the powder coating of MDF boards 8, as used in the furniture industry.
  • the system has a total of six
  • the transport t worn 7 realized by a rail assembly are received in the brackets 10 to which the MDF board 8 can be mounted.
  • the MDF board 8 is replaced by a
  • Abrasive wheels 9 machined on the surfaces to leave a smooth, clean surface.
  • the MDF board in the processing station 2 is flamed at the surface by means of a gas burner 38 shown schematically, in order to remove any remaining wood fibers after the grinding process and to densify the surface by the effect of the flame.
  • a plasma treatment plant (not shown) may be provided after or instead of the processing station 2 with the flame treatment, the surface also being densified by the plasma action on the surface.
  • a painting installation with a spray booth 11 and an injection unit 14 is shown, through which a primer is applied to the surface of the MDF panel 8 by means of steam assisted painting.
  • the primer serves to seal the surface gas-tight and to fill the pores in the surface of the MDF board 8, as in the patent application of Patrick Oliver Ott relating to a method for pretreating surfaces of HoIs and / or wood fiber composite blanks for subsequent powder - or film coating is described.
  • a water-soluble primer which may be a commercially available primer, is preferably used, since this leads to particularly smooth and dense surface layers in connection with a steam-assisted process, as described in the patent application DE 10 2004 012 889.
  • a water vapor generating device 12 is provided in addition to the paint supply device 13 in the painting installation of the processing station 3.
  • Painting assisted by steam also has the advantage that the MDF board 8 provided with primer can be transferred to the next processing station immediately after painting in a continuous process, since the high temperature of the steam results in very rapid drying , If necessary, a buffer station (not shown) can be installed in the arrangement here in order to realize a certain drying time for the MDF boards 8.
  • the powder application position 4 likewise being a housing 17 and corresponding devices for an electrostatic powder application, such as spray guns 16, powder reservoir 15, supply lines 20 and so on.
  • an electrostatic powder application such as spray guns 16, powder reservoir 15, supply lines 20 and so on.
  • a discharge element 18 which is grounded via the line 19 and serves to dissipate excess charge and to smooth the field line pattern on the object 8 to be coated Powder application at the edges, where field concentrations can form, to avoid.
  • powder application means 16 in the form of a spraygun 16 are provided in the powder application station 4 for each side of the MDF board 8, wherein discharge nozzles 18 are arranged opposite to the spray guns 16.
  • discharge nozzles 18 are arranged opposite to the spray guns 16.
  • the second powder application spray gun 16 is not shown, since it is covered by the discharge element 18. Only the supply line 20 can be seen.
  • Embodiment designed as a lattice-shaped structure in which the bars are formed as flat bars with a depth of a few centimeters (4 to 6 cm) and a thickness of about 0.5 to 1 cm.
  • the bars are formed as flat bars with a depth of a few centimeters (4 to 6 cm) and a thickness of about 0.5 to 1 cm.
  • further embodiments are conceivable, such as LaDmellenvor von, perforated plates, slotted sheets u.
  • the MDF plate 8 is applied by the transporting device 7 with the
  • the radiation device 21 is shown in a larger view in FIGS. 2a and 2b, wherein only a part of the radiation device without the drive 22 (see FIG. 1) is shown here.
  • the radiation device 21 has a turnstile 29 as
  • the turnstile 29 is about the axis 39, which is located in the center of the hub 29, rotatable or pivotable, as indicated by the arrows 32.
  • a ring 46 is provided, which is designed as a polygon.
  • the polygon ring 46 has ten in the embodiment shown LinearabDexcellente on which the infrared lamps 35 are arranged.
  • mounting plates 33 are provided on the polygon ring 46 or the individual linear sections which are arranged around an axis of rotation 47 inclined to the polygon ring 46 or to the turnstile 29 and indeed out of the plane. spanning the turnstile 29 and the polygon ring 46.
  • the mounting plates 33 have an acute angle to the normal of the
  • Rotary axis 47 pivotally arranged so that the angle of inclination and the AbD beam direction of the mounted on the mounting plates 33 infrared lamps is adjustable.
  • the polygon ring 46 with the infrared lamps 35 arranged thereon projects beyond the MDF boards to be handled in the vertical direction, so that the oblique arrangement of the infrared lamps on the mounting plates 33 a Einstrahlschkeit the infrared lamps on the top and bottom of the suspended MDF panels 8 consists.
  • FIGS. 2a and 2b furthermore, the transport device is illustrated in greater detail, wherein the holders 10 are arranged on movable carriages 30 which move in a rail arrangement 31 out of a largely closed hollow profile.
  • the brackets are conductive in the contact area with the MDF plates and otherwise insulating to ensure a discharge of charge and to avoid field line concentrations otherwise.
  • the MDF board 8 After passing through the radiation device with the short-wave infrared emitters, the MDF board 8 thus processed enters directly into a circulating-air oven 6 as the sixth processing station (see FIG. 1), in which circulating air heated accordingly in several zones, for example three zones through inlet openings 24 from bottom to top (see arrow 27) is guided to the suction 25.
  • the powder adheres firmly to the surface of the MDF board 8 by the upstream treatment in the radiation device 21, it is possible to set the speed of the circulated air very high, for example in the range of 1 to 5 m / s, preferably 2 m / s, so that over a long distance a constant temperature profile can be set.
  • InfraDrotsensoren 26 are used, which measure the surface temperature of the MDF board 8 and thus can control the temperature control of the convection oven 6.
  • the horizontal line 45 indicates the desired maximum core temperature for the MDF board 8, for example.
  • the other curves indicate the ambient temperature near the MDF board (curve 40), the top surface temperatures on the MDF board (curves 41 and 42), and the core tempe- ratures in the MDF board (curves 43 and 44) during the sweep of the radiation tool 21 and the convection oven 6 at.
  • the radiation device 21 As can be seen from the diagram, the radiation device 21 and the
  • Heating with the short-wave infrared emitters 35 realized a very fast AufheiDzung the surface and the adhering powder, while the core temperature of the MDF plate 8 increases only much slower. Even after brief irradiation in the range of a few seconds up to one, two MinuDten the ambient temperature may reach values of 145 0 C to 160 0 C in the vicinity of the plate. The surface temperature at the plate reaches in the shown embodiment values of 130 0 C to 140 0 C.
  • a passage of the convection oven is integrated, immediately thereafter, the surface temperature of the MDF plate 8 is kept almost constant by the hot circulating air, while the core temperature continues to rise slowly (curves 43 and 44).
  • the temperature in the rear zones is gradually reduced as the MDF plate 8 passes through the circulating air oven 6, so that the surface temperature is kept as high as possible to achieve rapid curing and crosslinking of the powder while keeping the core temperature below the threshold Temperature is maintained.
  • MDF boards should preferably have a residual moisture content of more than 5, in particular more than 8, preferably 15% by weight, which can be achieved, for example, by storage in climatic chambers or the like.
  • the resistance in this case has a value of about 10 ⁇ .
  • the MDF boards have a density of about 800 kg / m +/- 20 kg / m.
  • the conductivity for example, by appropriate
  • Infrared D emitters may also be used for other energy or heat radiation devices, in particular also medium infrared emitters or the like.
  • Other types of curing or crosslinking alternatively or additionally are conceivable here, such as the curing by means of UV radiation.
  • the radiation devices according to the invention can be used in turn in an advantageous manner.
  • a grinding station is preferable
  • the radiation device (21) is characterized in that the radiators are arranged in a ring or circular or movable, while at the powder application station (4) Deriving elements are provided which serve to smooth the electric field at the surface of the substrates and thus powder concentrations at edges u. Like. avoids.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strahlungsgerät (21), eine Pulverauftragssta­tion (4) sowie eine damit aufgebaute Anordnung zum Pulverbeschichten von tempe­ratursensiblen Materialien, wie Holzwerkstoffen und MDF-Platten (8) sowie ein Verfahren hierzu. Wesentlich bei der Anordnung und bei dem Verfahren ist es, dass durch die spezielle Geometrie des Strahlungsgeräts (21) bzw. der entsprechenden Arbeitsweise eine gleichmäßige ausreichende, aber kurze Strahlungseinwirkung auf die Oberfläche des zu beschichtenden Substrats (8) ermöglich wird, ohne dass die Kerntemperatur des Substrats über einen kritischen Wert ansteigt. Bei der Anord­nung ist hierzu eine Schleifstation (1), eine Beflammstation (2), eine Lackierstation (3), eine Pulverauftragsstation (4), ein Strahlungsgerät (5) und ein Aushärte­/Vernetzungsbereich (6) vorgesehen, die vorzugsweise kontinuierlich durchlaufen werden können. Das Strahlungsgerät (21) zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass die Strahler ring- oder kreisförmig bzw. bewegbar angeordnet sind, während bei der Pulverauftragsstation (4) Ableitelemente vorgesehen sind, die zu einer Glättung des elektrischen Feldes an der Oberfläche der Substrate dienen und somit Pulverkon­zentrationen an Kanten u. dgl. vermeidet.

Description

Beschreibung
Strahlungsgerät sowie Pulverauftragsstation und Anordnung zur Beschichtung von temperatursensiblen Materialien und Verfahren hierzu
Technisches Umfeld
[001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strahlungsgerät nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, eine Anordnung zu Pulverbeschichtung nach dem Oberbegriffs des Anspruchs 13, eine Pulverauftragsstation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23 sowie ein Verfahren zum Pulverbeschichten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
[002] In der Möbelindustrie gibt es seit einiger Zeit Bestrebungen Holzwerkstoffe und insbesondere Holzfaserwerkstoffe wie MDF- (Medium-Density-Fibre) Elemente statt zu lackieren mit Pulver zu beschichten bzw. Pulverlack aufzubringen. GegenDüber dem Nasslackverfahren hat die Pulverbeschichtung bzw. der Pulverlack den Vorteil, dass vielfältige Arbeitsschritte wie Aufbringung von Primern (GrundierunDgen), Füllschichten usw. und dazugehörige Zwischenbearbeitungsschritte wie Schleifen u. dgl. entfallen können und zudem eine äußerst attraktive und glatte, mit vielen Effekten versehbare Oberfläche geschaffen werden kann.
[003] Allerdings bedarf es bei der Pulverbeschichtung hoher Temperaturen für das
AufDschmelzen und Aushärten bzw. Vernetzen des Pulvers. Üblicherweise müssen TemDperaturen von über 120 0C bis zu 200 0C erreicht werden. Diese Temperaturen sind jedoch für temperatursensible Substrate, wie Holzwerkstoffe oder Holzfaserstoffe (MDF-Platten) zu hoch, da sie zu einem Verdampfen der in dem Holz befindlichen Feuchtigkeit führen und so Rissbildung verursachen können.
[004] Aus diesem Grund hat es bereits Versuche gegeben, mittels Strahlungsquellen und entsprechenden Ofenbehandlungen auf MDF-Platten oder Holzwerkstoffen aufgeDbrachte Pulver aufzuschmelzen und auszuhärten bzw. zu vernetzen.
[005] Allerdings hat sich hierbei gezeigt, dass entweder weiterhin die Tempe- raturbelasDtung des temperaturempfindlichen Substrats zu hoch war oder in Problembereichen, wie z. B. an den Kanten, keine ausreichend homogene Beschichtung erzielbar war.
Offenbarung der Erfindung Technisches Problem
[006] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung Vorrichtungen bzw. ein
VerfahDren bereitzustellen, mit dem eine insgesamt homogene Pulverbeschichtung von temperaturempfindlichen Substraten, wie insbesondere MDF-Platten oder sonstigen Holzwerkstoffen möglich ist, wobei insbesondere ein einfacher und effizienter ArDbeitsablauf sowie eine einfache Herstellbarkeit der Vorrichtungen angestrebt wird. Technische Lösung
[007] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Strahlungsgerät mit den Merkmalen des
AnD spruchs 1 oder 4, einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 13, einer Pulverauftragsstation mit den Merkmalen des Anspruchs 23 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[008] Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei einer Pulverlackierung bzw. - beschichtung von temperaturempfindlichen Substraten, wie beispielsweise Holzwerkstoffen oder insbesondere MDF-Platten eine schnelle Aufheizung der OberfläDche und zwar in allen Bereichen gewährleistet werden muss, wobei die KerntempeDratur des Substrats nicht über kritische Werte ansteigen darf. Außerdem muss eine ausreichend lange Zeit für die Aushärtung bzw. Vernetzung des Pulvers gewährleisDtet werden. Um diesen Anforderungen zu genügen, wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung ein Strahlungsgerät mit Energie-, insbesondere Wärmestrahlern, vorzugsweise kurzwelligen Infrarot- (IR) Strahlern oder Ultraviolett(UV)-Strahlern bereitgestellt, bei dem die EnergieDstrahler auf einem Träger angeordnet sind und zusammen mit dem Träger oder für sich genommen bewegbar sind und/oder in einer Art Kreis- oder Ringform angeDordnet sind. Diese Maßnahmen bewirken, dass bei einem an dem Strahlungsgerät vorbei zu transportierenden Objekt, an dem das Pulver anhaftet, eine gleichmäßige Strahlungsleistung beaufschlagt werden kann, ohne dass es zu einer Überhitzung kommt.
[009] Dies wird bei der beweglichen Ausführungsform der Strahler bzw. des Trägers insDbesondere dadurch erreicht, dass die Bewegung so ausgeführt wird, dass die TräDgergrundstruktur mit den Strahlern bzw. die Strahler selbst hin- und herbewegt werden und zwar entweder linear oder in einer Dreh- oder Schwenkbewegung paDrallel zur Objektransportrichtung, so dass die Strahlungseinwirkung an einem Ort zeitlich nur sehr begrenzt stattfindet, gleichwohl aber für das zu beschichtende ObDjekt/Substrat flächendeckend.
[010] Alternativ oder in Kombination dazu können die Strahler kreis- oder ringförmig angeordnet sein, da auch diese Form für vielfältig geformte Substrate, insbesondere jedoch plattenförmige Substrate, die an den Strahlern vorbei bewegt werden, eine gleichmäßige, insbesondere wiederholte, aber nicht zu lange Strahlungseinwirkung gewährleistet.
[011] Vorzugsweise sind die Strahler so angeordnet, dass sie das Substrat zumindest in einer Richtung überragen, um sämtliche Flächen des Substrats mit der Strahlung zu erreichen. [012] Zu diesem Zweck sind die Strahler vorzugsweise auch an dem Träger in der Weise justierbar angeordnet, dass sie auf das zu bestrahlende Objekt mit ihrer HauptD Strahlrichtung ausgerichtet werden können. Hierzu haben sich Montageelemente bewährt, die an einer Trägergrundstruktur, z. B. in Ring-, Platten- oder Scheibenform verschwenkbar angeordnet sind und zwar vorzugsweise um eine Achse, die in der Ebene der Trägergrundstruktur liegt, so dass die an den Montageelementen beDfestigten Strahler aus der Trägergrundstrukturebene herausgeschwenkt werden könDnen und die Hauptstrahlungsrichtung der Strahler unterschiedlich zur Normalen der Trägergrundstrukturebene wird.
[013] Im übrigen ist jedoch klar, dass zusätzlich zur Verschwenkbarkeit der Strahler aus der Ebene der Trägergrundstruktur heraus zur Anpassung an die zu beschichtende Substratgeometrie die erfindungsgemäße Bewegbarkeit des Trägers bzw. der StrahDler parallel zur Transportrichtung der zu beschichtenden Substrate bzw. Objekte parallel zu oder in der Ebene erfolgt, in der im Wesentlichen der oder die Strahler angeordnet sind.
[014] Die vorzugsweise zur Verwendung kommenden kurzwelligen oder mittelwelligen
Infrarotstrahler können insbesondere als lineare Strahler in segmentweiser AnordDnung oder als ring- oder kreisförmige Strahler ausgebildet sein. Entsprechend könDnen an dem Strahlungsgerät nur ein Strahler für eine einseitige Bestrahlung oder zwei oder mehr Strahler bei ein- und zweiseitiger Bestrahlung vorgesehen sein. BeDvorzugt ist eine gleichzeitige zweiseitige Bestrahlung, bei der jeweils eine Trägergrundstruktur mit dem darauf angeordneten Strahler bzw. den Strahlern gegenüberD liegend zueinander angeordnet sind und zwischen sich den Transportpfad für das zu beschichtende Objekt einschließen.
[015] Vorzugsweise kann auch der Abstand der zwei gegenüber liegenden
TrägergrundD Strukturen mit den darauf angeordneten Strahlern verändert werden, um so die in die Oberfläche eingebrachte Strahlungsleistung durch Abstandsveränderung einstelDlen zu können.
[016] Neben den bereits angesprochenen Infrarotstrahlern können an dein Strahlungsgerät alle möglichen anderen Energiestrahler, insbesondere auch UV-Strahler angeordnet werden.
[017] Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Pulverbeschichten von tempera- tursensibDlen Materialien mit dem oben beschriebenen Strahlungsgerät umfasst nach einem weiteren Aspekt eine vorgeschaltete Pulverauftragsstation und einen nach- geschalteDten Bereich zum Aushärten oder Vernetzen des Pulvers, vorzugsweise einen Ofen und insbesondere einen Umluftofen. Insbesondere ist es auch möglich das erfindungsgemäße Strahlungsgerät auch im nachgeschalteten Aushärte- und Vernetzungsbereich einzusetzen, insbesondere bei UV- aushärtenden Lacksystemen. In diesem Fall umfasst eine entsprechende Anordnung beispielsweise ein oder mehrere Strahlungsgeräte mit IR-Strahlern zwischen Pulverauftragsstation und Aushärte- bzw. Vernetzungsbereich und ein oder mehrere Strahlungsgeräte mit UV-Strahlern im oder nach dem Aushärte- bzw. Vernetzungsbereich. Auch eine Kombination unterschiedlicher Energiestrahler ist möglich.
[018] Die Pulverauftragsstation, bei der vorzugsweise durch elektrostatisches Spritzen das zu beschichtende Pulver auf dem Substrat abgeschieden wird, weist erfindungsDgemäß sog. Ableitelemente auf, die dazu dienen, Ladung abzuleiten und den FeldliDnienverlauf am zu beschichtenden Objekt zu glätten, so dass an den Kanten des ObDjekts, an den es üblicherweise zu Feldkonzentrationen kommt, keine Anhäufung des zu beschichtenden Pulvers erfolgt.
[019] Vorzugsweise sind die Ableitelemente so angeordnet, dass zwischen Ihnen und eiDner gegenüberliegenden Spritzeinrichtung das Objekt beim Pulverauftrag angeordDnet ist, also sich das Ableitelement aus der Sicht der Spritzeinrichtung bzw. PulverDauftragseinrichtung hinter dem zu beschichtenden Objekt befindet.
[020] Die Ableitelemente sind vorzugsweise in der Form von Lochblechen, La- mellenvorDhängen, Schutzblechen oder Gitterstrukturen ausgebildet.
[021] Da sich auf den Ableitelementen Pulver ansammelt, ist vorzugsweise eine
EinrichDtung vorgesehen, mit der die Ableitelemente in einfacher Weise gereinigt werden können, beispielsweise durch Abschütteln des Pulvers.
[022] Die Aufhängung bzw. Lagerung der zu beschichtenden Substrate in der Pulverauftragsstation erfolgt über Halteelement, insbesondere Haken, die einerseits elektrisch leitfähig zur Ableitung von Ladung ausgebildet sind, aber andererseits in Bereichen, in denen sie nicht im unmittelbaren Kontakt mit den Substraten stehen, isoliert sind, um Feldlinienkonzentrationen und Pulveranhäufungen zu vermeiden.
[023] Der bei der erfindungsgemäßen Anordnung zum Pulverbeschichten von temperaturDsensiblen Substraten vorgesehene Bereich zum Aushärten und Vernetzen des PuID vers, schließt sich in vorteilhafter Weise unmittelbar an das Strahlungsgerät an, um zwischen dem Aufschmelzen des Pulvers und der nachfolgenden Tem- peraturbeDhandlung beim Aushärten und Vernetzen keine Wärmeverluste zu erleiden. Vorzugsweise kann das Strahlungsgerät auch in den Eingangsbereich für den AushärteD/Vernetzungsbereich integriert sein.
[024] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der
AusDhärte-/Vernetzungsbereich durch einen Umluftofen gebildet, bei dem die LuftfühDrung entweder von oben nach unten, von unten nach oben, sowohl von unten nach oben als auch von oben nach unten mit seitlicher Wegführung der Luft und/oder mit abwechselnder Luftführung von unten nach oben ausgeführt sein kann.
[025] Da durch das Aufschmelzen des Pulvers im Strahlungsgerät bereits eine ausreiDchende Haftwirkung des aufgeschmolzenen Pulvers auf dem Substrat vorliegt, kann der Umluftofen mit einer hohen Luftgeschwindigkeit im Bereich von 1 bis 5 m/s vorzugsweise ca. 2 bis 4 m/s betrieben werden, so dass sich ein großer Bereich mit konstanter Temperatur insbesondere über das gesamte zu beschichtende Substrat einstellt.
[026] Vorzugsweise ist der Ofen in mehrere Zonen unterteilt, in denen verschiedene Temperaturen eingestellt werden können, so dass beim Durchlaufen des UmluftDofens das zu beschichtende Substrat ein Temperaturprofil durchlaufen kann. Dies gewährleistet, dass die für die Aushärtung und Vernetzung notwendige Temperatur an der Oberfläche ausreichend hoch gehalten werden kann, während die KerntemDperatur unter einem kritischen Wert bleibt.
[027] Die Anzahl der Zonen ist beliebig, wobei sich Werte im Bereich von 3 bis 5 Zonen bewährt haben.
[028] Zur Temperaturregelung im Umluftofen oder in anderen Temperatureinrichtungen für die Aushärtung und Vernetzung des Pulvers können Sensoren, insbesondere InfDrarotsensoren zur Messung der Oberflächentemperatur vorgesehen sein, die über eine Steuerung ausgehend von den gemessenen Werten die Temperatur auf den geDwünschten Wert einregeln.
[029] Alternativ zum Umluftofen oder anderen Einrichtungen zur Aushärtung bzw.
Vernetzung oder in Kombination damit als Nachhärteeinrichtung kann das erfindungsgemäße Strahlungsgerät auch an dieser Stelle der Anordnung eingesetzt werden, beispielsweise zur Nachhärtung von UV- aushärtenden Lacksystemen mit UV- Strahlern.
[030] Bevor das Pulver auf das zu beschichtende Substrat aufgetragen wird, wozu neben dem bisher erwähnten elektrostatischen Spritzen auch andere bekannte Verfahren eingesetzt werden können, ist es vorteilhaft das Material in entsprechender Weise vor- zubehandeln. Entsprechend sind bei einer erfindungsgemäßen Anlage zum PulDverbeschichten von temperatursensiblen Materialien, wie MDF-Platten, entspreDchende Behandlungsstationen vorgesehen.
[031] Zunächst kann eine Klimakammer vorgesehen sein, in der die zu beschichtenden
Substrate so lange aufbewahrt werden, bis mit der Bearbeitung begonnen werden kann. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Holzwerkstoffe und insbesondere MDF-Platten eine bestimmte Feuchtigkeit aufweisen, aber nicht über- oder insbesondere unterD schreiten sollten, die im Bereich von größer gleich 5, vorzugsweise mehr als 8, insbesondere 5 bis 15 Gew. -% Feuchte liegt. Eine MindestD feuchte ist notwendig, um eine ausreichende Leitfähigkeit (Widerstand R = ca. 10 Ω) zu gewährleisten, wobei andererseits durch Vermeidung von zu großer FeuchDtigkeit dem Problem der Rissbildung entgegen gewirkt werden kann. [032] Femer ist es vorteilhaft, die Holz- bzw. MDF- Werkstoffe zu Beginn zu schleifen, um eine glatte Oberfläche zu erzielen.
[033] Anschließend kann eine Beflammungsstation vorgesehen sein, in der die
OberfläDche beflammt wird, um überstehende Holzfasern zu entfernen und den OberfläDchenbereich durch die Flammeinwirkung zu verdichten.
[034] Zu diesem Zweck kann alternativ oder zusätzlich auch eine Plasmabe- handlungseinDrichtung vorgesehen sein.
[035] Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die MDF-Platten oder Holzwerkstoffe mit einem Primer, insbesondere einem biologisch abbaubaren Primer zu versehen, welcher eine luft- bzw. dampfdichte Sperrschicht für die in dem Werkstoff enthaltene Feuchtigkeit darstellt und darüber hinaus die Poren in der Oberfläche des Werkstückes verschließt.
[036] Vorzugsweise wird der Primer durch Wasserdampf unterstütztes Spritzen aufgeDbracht, wie es in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 012 889 beschrieben ist, welche hier vollumfänglich in die Anmeldung mit aufgenommen wird.
[037] Durch das Wasserdampf unterstütze Spritzen können insbesondere wasserlösliche
Primer sehr glatt mit sehr guten Oberflächeneigenschaften aufgebracht werden, woDbei zusätzlich der Vorteil darin besteht, dass der Primer sehr schnell trocknet und unmittelbar weiter verarbeitet werden kann, so dass eine kontinuierliche Anlage zum Beschichten von temperatursensiblen Materialien verwirklicht werden kann. Kurze Beschreibung von Zeichnungen
[038] Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutDlich. Die beigefügten Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
[039] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Pulverbeschichtung von MDF-DPlatten;
[040] Fig. 2a, 2b eine Seitenansicht und eine Queransicht eines erfindungsgemäßen Strahlungsgeräts, welches in der Anordnung in Fig. 1 eingesetzt ist; und in
[041] Fig. 3 ein Temperatur-Zeit-Diagramm für eine in der Anlage der Fig. 1 beDhandelte
MDF-Platte, während der Bestrahlung durch das StrahlungsDgerät und dem Durchgang durch den Umluftofen. Die beste Art und Weise, die Erfindung auszunutzen
[042] Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer erfin- dungsgemäDßen Anlage zur Pulverbeschichtung von MDF-Platten 8, wie sie in der MöbelinDdustrie Verwendung finden.
[043] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Anlage insgesamt sechs
BearbeiDtungsstationen 1 bis 6 auf, die die MDF-Platte 8 mittels einer Transporteinrichtung 7 durchläuft. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Transpor- teinrichtung 7 durch eine Schienenanordnung realisiert, in der Halterungen 10 aufgenommen sind, an welchen die MDF-Platte 8 eingehängt werden kann.
[044] In der ersten Bearbeitungsstation 1 wird die MDF-Platte 8 mittels eines
SchleifgeDräts 9 an den Oberflächen so bearbeitet, dass eine glatte saubere Oberfläche entD steht.
[045] Anschließend wird die MDF-Platte in der Bearbeitungsstation 2 mittels eines scheDmatisch dargestellten Gasbrenners 38 an der Oberfläche beflammt, um evtl. nach dem Schleifprozess verbliebene Holzfasern zu entfernen und die Oberfläche durch die Flammeneinwirkung zu verdichten.
[046] Alternativ oder zusätzlich kann nach oder anstelle der Bearbeitungsstation 2 mit dem Beflammen eine Plasmabehandlungsanlage (nicht gezeigt) vorgesehen werden, wobei durch die Plasmaeinwirkung auf die Oberfläche ebenfalls eine Verdichtung der Oberfläche erfolgt.
[047] In der Bearbeitungsstation 3 ist eine Lackieranlage mit einer Spritzkabine 11 und einer Spritzeinrichtung 14 gezeigt, durch welche mittels Wasserdampf unterstützDtem Lackieren ein Primer auf die Oberfläche der MDF-Platte 8 aufgebracht wird. Der Primer dient dazu, die Oberfläche gasdicht zu verschließen und die Poren in der Oberfläche der MDF-Platte 8 zu füllen, wie dies in der Patentanmeldung von Patrick Oliver Ott bezüglich eines Verfahrens zum Vorbehandeln von Oberflächen von HoIz- und/oder Holzfaserverbundrohlingen zum anschließenden Pulver- oder Folienbeschichten beschrieben ist.
[048] Vorzugsweise wird ein wasserlöslicher Primer, welcher ein handelsüblicher Primer sein kann, verwendet, da dies in Zusammenhang mit einem Wasserdampf unterD stützten Verfahren, wie in der Patentanmeldung DE 10 2004 012 889 beschrieben, zu besonders glatten und dichten Oberflächenschichten führt. Zu diesem Zweck ist in der Lackieranlage der Bearbeitungsstation 3 eine Wasserdampfer- zeugungseinDrichtung 12 zusätzlich zur Lackversorgungseinrichtung 13 vorgesehen.
[049] Durch das Wasserdampf unterstütze Lackieren besteht ferner der Vorteil, dass die mit Primer versehene MDF-Platte 8 unmittelbar nach dem Lackieren in einem konDtinuierlichen Prozess in die nächste Bearbeitungsstation überführt werden kann, da durch die hohe Temperatur des Wasserdampfs eine sehr schnelle Trocknung erfolgt. Erforderlichenfalls kann hier in der Anordnung eine nicht dargestellte Pufferstation eingebaut werden, um für die MDF-Platten 8 eine gewisse Trocknungszeit zu realiDsieren.
[050] In der Bearbeitungsstation 4 erfolgt der Pulverauftrag, wobei die Pulver- auftragsstaDtion 4 ebenfalls ein Gehäuse 17 sowie entsprechende Einrichtungen für eine elektDrostatische Pulverapplikation, wie Spitzpistolen 16, Pulvervorratsbehälter 15, ZuDführleitungen 20 u. dgl. aufweist. [051] Erfindungsgemäß ist in der Pulverauftragsstation 4 noch zusätzlich ge- genüberlieDgend zu jedem Pulverauftragsmittel 16 ein Ableitelement 18 vorgesehen, welches über die Leitung 19 geerdet ist und dazu dient überschüssige Ladung abzuleiten und den Feldlinienverlauf an dem zu beschichtenden Objekt 8 zu glätten, um erhöhten Pulverauftrag an den Kanten, an denen sich Feldkonzentrationen ausbilden können, zu vermeiden.
[052] In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist in der Pulverauftragsstation 4 für jede Seite der MDF- Platte 8 ein Pulverauftragsmittel 16 in Form einer SpritzDpistole 16 vorgesehen, wobei gegenüberliegend zu den Spritzpistolen 16 AbleiteleDmente 18 angeordnet sind. Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch lediglich ein Ableitelement 1 8 zu sehen, während das andere von der MDF- Platte 8 verdeckt ist. Auch die zweite Pulverauftragsspritzpistole 16 ist nicht dargestellt, da sie durch das Ableitelement 18 verdeckt ist. Lediglich die Zuführleitung 20 ist zu sehen.
[053] Wie ferner in der Fig. 1 zu sehen ist, ist das Ableitelement 18 bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel als gitterförmige Struktur ausgebildet, bei der die Gitterstäbe als Flachstege mit einer Tiefe von einigen Zentimetern (4 bis 6 cm) und einer Dicke von ca. 0,5 bis 1 cm ausgebildet sind. Neben dieser Ausführungsform des AbleitDelements 18 sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, wie beispielsweise LaDmellenvorhänge, Lochbleche, Schlitzbleche u. dgl.. Da sich auf den Ab- leitelemenDten 18 mit der Zeit selbst eine gewisse Pulverabscheidung bilden wird, ist es vorDteilhaft, wenn eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der die Ableitelemente 18 von Zeit zu Zeit gereinigt werden können, beispielsweise durch entsprechendes Rütteln u, dgl..
[054] Die MDF-Platte 8 wird durch die Transporteinrichtung 7 mit dem aufgebrachten
Pulver in die Bearbeitungsstation 5 überführt, in der ein erfindungsgemäßes StrahDlungsgerät 21 mit kurzwelligen Infrarotstrahlern vorgesehen ist, um das auf der Oberfläche der MDF-Platte 8 befindliche Pulver durch eine sehr schnelle und kurze Aufheizung aufzuschmelzen.
[055] Das Strahlungsgerät 21 ist in größerer Darstellung in den Fig. 2a und 2b dargestellt, wobei hier lediglich ein Teil des Strahlungsgeräts ohne den Antrieb 22 (siehe Fig. 1) gezeigt ist.
[056] Wie die Fig. 2a und 2b zeigen, weist das Strahlungsgerät 21 ein Drehkreuz 29 als
Träger für die Infrarotlampen 35 auf. Das Drehkreuz 29 ist um die Achse 39, die sich im Mittelpunkt des Drehkreuzes 29 befindet, dreh- bzw. schwenkbar, wie die Pfeile 32 andeuten.
[057] An dem Drehkreuz 29 ist ein Ring 46 vorgesehen, der als Polygon ausgeführt ist.
Der Polygonring 46 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zehn LinearabDschnitte auf, an denen die Infrarotlampen 35 angeordnet sind.
[058] Wie insbesondere in Fig. 2b zu sehen ist, sind an dem Polygonring 46 bzw. den einzelnen Linearabschnitten Montagebleche 33 vorgesehen, die um eine Drehachse 47 geneigt zum Polygonring 46 bzw. zum Drehkreuz 29 angeordnet sind und zwar aus der Ebene heraus, die das Drehkreuz 29 bzw. der Polygonring 46 aufspannt.
[059] Insofern weisen die Montagebleche 33 einen spitzen Winkel zur Normalen der
EbeDne des Drehkreuzes 29 bzw. des Polygonrings 46 auf, welche sich senkrecht zur Transportebene befindet, die durch die MDF-Platte 8 gegeben ist bzw. durch die Transportrichtung 36 und die Vertikale 37 hierzu aufgespannt ist.
[060] Wie durch den Doppelpfeil 34 angedeutet ist, sind die Montagebleche 33 um die
Drehachse 47 verschwenkbar angeordnet, so dass der Neigungswinkel und die AbD Strahlrichtung der an den Montageblechen 33 angeordneten Infrarot-Lampen einD stellbar ist.
[061] Wie sich ebenfalls deutlich aus der Fig. 2b ergibt, überragt der Polygonring 46 mit den daran angeordneten Infrarot-Lampen 35 in vertikaler Richtung die zu behanDdelnden MDF-Platten, so dass durch die geneigte Anordnung der Infrarot- Lampen an den Montageblechen 33 eine Einstrahlmöglichkeit der Infrarot-Lampen auf die Oberseite und die Unterseite der aufgehängten MDF-Platten 8 besteht.
[062] Da ferner durch die Dreh- bzw. Verschwenkbarkeit des Trägers 29, 46, 47 die
MögDlichkeit gegeben ist, durch Hin- und Herschwenken des Drehkreuzes 29 um die Achse 39 eine umlaufend um den Träger gleichmäßige Bestrahlung für das durch das Strahlgerät 21 hindurchlaufende Objekt 8 zu gewährleisten, wird eine homogeDne Pulverbeschichtung in allen Bereich der MDF-Platte 8 erreicht, insbesondere auch an den Ober-, Unter- und Stirnseiten der MDF-Platte 8. Durch die Bewegung des Trägers bzw. der Strahler 35 wird vermieden, dass sich die Lücken zwischen den Strahlern negativ auswirken. Die Polygonanordnung bzw. kreis- oder ringförDmige Anordnung der Strahler bewirkt eine einfache Möglichkeit unterschiedlich geformte Objekte und insbesondere Platten gleichmäßig zu bestrahlen.
[063] In den Fig. 2a und 2b ist ferner die Transporteinrichtung in größerem Detail dargeD stellt, wobei die Halterungen 10 an verfahrbaren Schlitten 30 angeordnet sind, die sich in einer Schienenanordnung 31 aus einem weitgehend geschlossenen Hohlprofil bewegen. Die Halterungen sind im Kontaktbereich mit den MDF-Platten leitend und im übrigen isolierend ausgebildet, um eine Ableitung von Ladung zu gewährleisten und Feldlinienkonzentrationen im übrigen zu vermeiden.
[064] Nach Durchlaufen des Strahlungsgeräts mit den kurzwelligen Infrarot-Strahlern tritt die so bearbeitete MDF-Platte 8 unmittelbar in einen Umluftofen 6 als sechste BeDarbeitungsstation ein (siehe Fig. 1), in dem in mehreren Zonen, beispielsweise drei Zonen entsprechend aufgeheizte Umluft beispielsweise durch Eintrittsöffnungen 24 von unten nach oben (siehe Pfeil 27) zu den Ansaugeinrichtungen 25 geführt wird.
[065] Da das Pulver durch die vorgeschaltete Behandlung im Strahlungsgerät 21 fest an der Oberfläche der MDF-Platte 8 haftet, ist es möglich, die Geschwindigkeit der Umluft sehr hoch einzustellen, beispielsweise im Bereich von 1 bis 5 m/s, vorzugsweise 2 m/s, so dass über eine große Wegstrecke ein konstantes Temperaturprofil eingestellt werden kann.
[066] Zur Regelung der Temperatur können in dem Gehäuse 23 des Umluftofens 6
InfraDrotsensoren 26 eingesetzt werden, die die Oberflächentemperatur der MDF-Platte 8 messen und damit die Temperaturregelung des Umluftofens 6 steuern können.
[067] Durch das Vorsehen unterschiedlicher Temperaturzonen im Umluftofen 6 entlang der Transportrichtung 28, ist es möglich die Oberflächentemperatur konstant auf einem hohen Wert zur schnellen Vernetzung und Aushärtung des Pulvers zu halten, wobei gleichzeitig die Kerntemperatur der MDF-Platte 8 unter einer kritischen Temperatur gehalten werden kann.
[068] Dies ist im Diagramm der Fig. 3 dargestellt, bei dem die Temperatur gegenüber der
Zeit aufgetragen ist. Die horizontale Linie 45 zeigt dabei beispielsweise die anzuDstrebende maximale Kerntemperatur für die MDF-Platte 8 an. Die weiteren Kurven geben die Umgebungstemperatur in der Nähe der MDF-Platte (Kurve 40), die OberDflächentemperaturen an der MDF-Platte (Kurven 41 und 42) sowie die KerntempeDraturen in der MDF-Platte (Kurven 43 und 44) während des Durchlaufens des Strahlungsgeräts 21 und des Umluftofens 6 an.
[069] Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, wird durch das Strahlungsgerät 21 und die
Beheizung mit den kurzwelligen Infrarot-Strahlern 35 eine sehr schnelle AufheiDzung der Oberfläche und des daran anhaftenden Pulvers realisiert, während die Kerntemperatur der MDF-Platte 8 nur sehr viel langsamer ansteigt. Schon nach der kurzzeitigen Bestrahlung im Bereich von wenigen Sekunden bis zu ein, zwei MinuDten kann dabei die Umgebungstemperatur in der Nähe der Platte Werte von 145 0C bis 160 0C erreichen. Die Oberflächentemperatur an der Platte erreicht in dem geDzeigten Ausführungsbeispiel Werte von 130 0C bis 140 0C.
[070] Unmittelbar nach der Bestrahlung oder wenn die Bestrahlungseinrichtung am
EinDgang des Umluftofen integriert ist, direkt danach wird durch die heiße Umluft die Oberflächentemperatur der MDF-Platte 8 nahezu konstant gehalten, während die Kerntemperatur weiterhin langsam ansteigt (Kurven 43 und 44). Um zu vermeiden, dass die Kerntemperatur über die durch die Linie 45 angegeben Maximaltemperatur ansteigt, wird beim weiteren Durchlaufen der MDF-Platte 8 durch den Umluftofen 6 die Temperatur in den hinteren Zonen stufenweise gesenkt, so dass die OberfläDchentemperatur möglichst hoch gehalten wird, um ein schnelles Aushärten und Vernetzen des Pulvers zu erreichen, während die Kerntemperatur unter der kritiD sehen Temperatur gehalten wird.
[071] Durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie es in dem Ausführungsbeispiel dargeD stellt worden ist, können sehr gleichmäßige Pulverbeschichtungen auf MDF- Platten erzeugt werden, ohne dass es zu einer Schädigung der MDF-Platte kommt. Dies gilt nicht nur für Holzfaserwerkstoffe, wie MDF-Platten, die hier exemplarisch dargeD stellt worden sind, sondern ganz allgemein bezüglich temperaturempfindlicher SubDstrate, insbesondere Holzwerkstoffe im allgemeinen.
[072] Bei diesen Substraten ist lediglich darauf zu achten, dass eine Mindestleitfähigkeit gegeben ist, um die elektrostatische Pulverbeaufschlagung durchführen zu können. MDF-Platten sollen hierzu vorzugsweise einen Restfeuchtegehalt von mehr als 5. insbesondere mehr als 8, vorzugsweise bis 15 Gew.D% aufweisen, der beispielsweise durch Lagerung in Klimakammern o. dgl. erreicht werden kann. Der Widerstand weist hierbei einen Wert von ca. 10 Ω auf. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die MDF-Platten eine Dichte von ca. 800 kg/m +/- 20 kg/m besitzen.
[073] Für andere Werkstoffe kann die Leitfähigkeit beispielsweise durch entsprechende
Zusatzstoffe oder durch leitfähige Primerbeschichtungen erzielt werden.
[074] Anstelle der in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen kurzwelligen
InfrarotD-Strahler können auch andere Energie- oder Wärmestrahlungsgeräte, insbesondere auch mittelwelDlige Infrarot-Strahler o. dgl. verwendet werden. Gleiches gilt für den Ofen nach dem Strahlungsgerät, bei dem neben dem vorzugsweise verwendeten Umluftofen auch andere Öfen zum Einsatz kommen können, die dieselben Ergebnisse liefern. Auch andere Arten der Aushärtung oder Vernetzung alternativ oder zusätzlich sind hier vorstellbar, wie die Aushärtung mittels UV- Strahlung. Hierzu können dann in vorteilhafter Weise wiederum die erfindungsgemäßen Strahlungsgeräte eingesetzt werden.
[075] Ferner ist es auch denkbar die Pulverauftragung nicht durch elektrostatisches
SpritDzen sondern durch andere bekannte Pulverauftragsverfahren durchzuführen.
[076] Wesentlich bei der Anordnung und bei dem Verfahren ist, dass durch die spezielle
Geometrie des Strahlungsgeräts (21) bzw. der entsprechenden Arbeitsweise eine gleichmäßige, ausreichende, aber kurze Strahlungseinwirkung auf die Oberfläche des zu beschichtenden Substrats (8) ermöglich wird, ohne dass die Kerntemperatur des Substrats über einen kritischen Wert ansteigt.
[077] Bei der Anordnung zum PulverDbeschichten sind vorzugsweise eine Schleifstation
(1), eine Beflammstation (2), eine LackierstaDtion (3), eine Pulverauftragsstation (4), ein Strahlungsgerät (5), ein AushärteD/Vernetzungsbereich (6) und/oder eine Nachhär- tebereich vorgesehen, die vorzugsweise kontinuierlich durchlaufen werden können. Das Strahlungsgerät (21) zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass die Strahler ring- oder kreisförmig bzw. bewegbar angeordnet sind, während bei der Pulverauftragsstation (4) Ableitelemente vorgesehen sind, die zu einer Glättung des elektrischen Feldes an der Oberfläche der Substrate dienen und somit PulverkonDzentrationen an Kanten u. dgl. vermeidet.

Claims

Ansprüche
[001] Strahlungsgerät für das Bestrahlen von Oberflächen, insbesondere schnelles
Beheizen von Oberflächen von insbesondere am Heizgerät vorbei bewegten Objekten (8), insbesondere MDF-Elementen bei der Pulverbeschichtung mit mindestens einem, vorzugsweise mehreren Energiestrahlern (35), vorzugsweise Wärmestrahlern, welche(r) auf mindestens einem Träger angeordnet sind (ist), dadurch gekennzeichnet, dass der/die Träger (29, 33, 46) und/oder der/die Strahler (35) bewegbar ausgebildet ist/sind.
[002] Strahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Träger(29, 33, 46) und/oder der/die Strahler (35) linear hin und her bewegDbar und/oder um eine Drehachse verschwenkbar oder drehbar sind.
[003] Strahlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Träger (29, 33, 46) oder der/die Energiestrahler (35) im Wesentlichen eine Ebene definieren, wobei der/die Träger und/oder der/die Strahler in der Ebene oder parallel dazu bewegbar ist/sind.
[004] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem
OberbegDriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Energiestrahier (35) kreis- oder ringförmig angeordnet sind.
[005] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Träger oder der/die Strahler um eine Drehachse (39) durch das Zentrum des Rings (46) oder Kreises dreh- oder schwenkbar sind.
[006] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Energiestrahler bewegbar am Träger (29, 46) angeordnet sind, insbesondere drehbar um eine Achse (47) parallel zur Trägerebene.
[007] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Energiestrahler (35) so angeordnet sind, dass sie das zu beheizenDde Objekt zumindest in einer Dimension, vorzugsweise senkrecht zur TransDportrichtung überragen, wobei durch die Bewegung des oder der EnergiestrahDler zumindest ein Teil des/der Strahler(s) über die Objektgrenze verfahren wird. [008] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Energiestrahler (35) so auf dem Träger angeordnet sind, dass ihr Hauptstrahlrichtung spitzwinkelig auf die durch die Transportrichtung (36) und die Vertikale (37) hierzu aufgespannte Transportebene trifft.
[009] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als vorzugsweise kreisförmige oder polygonale Scheibe oder Ring (46) ausgebildet ist, die entlang des Umfangs oder an den Seiten spitzwinklig, insbesondere im Bereich von 0° bis 90° schwenkbar zur Scheibennormale anDgeordnete Montageelemente (33) aufweist, an denen die Energiestrahler (35) angeordnet sind.
[010] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei einander gegenüber liegende Träger vorgesehen sind, die zwiDschen sich einen Durchgangspfad für das zu beheizende Objekt (8) bilden.
[011] Strahlungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Strahler zueinander senkrecht zum Durchgangspfad veränderDbar ist.
[012] Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiestrahler Infrarot(IR)-Strahler, insbesondere kurz- und/oder mittelD wellige IR-Strahler, und/oder Ultraviolett(UV)-Strahler sind.
[013] Anordnung zum Pulverbeschichten von Objekten, insbesondere platten- oder scheibenförmigen Objekten, vorzugsweise MDF-Platten, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Strahlungsgerät (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umDfasst.
[014] Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Pulverauftragsstation (4) und einen Bereich (6) zum AushärDten oder Vernetzen des Pulvers, insbesondere einen Ofen, vorzugsweise einen Umluftofen aufweist, wobei das Strahlungsgerät (21) zwischen PuI- verauftragsD Station und Aushärte/Vernetzungsbereich und/oder im Aushärte/ Vernetzungsbereich, insbesondere Nachhärtebereich angeordnet ist.
[015] Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsgerät (21) unmittelbar am Eingangsbereich des Aushärte/ Vemetzungsbereich (6) angeordnet oder in diesen integriert ist.
[016] Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transporteinrichtung (7) zum vollautomatischen Transport der zu beDschichtenden Objekte durch zumindest Teile der Anordnung vorgesehen ist.
[017] Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Oberflächenbearbeitungsstationen (1 bis 3) vorgesehen sind, die insbesondere Schleifeinrichtungen, Plasmabehandlungsanlagen, BeflamDmungseinrichtungen, Lackieranlagen und dgl. umfassen.
[018] Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackieranlage (3) eine Einrichtung zum wasserdampfunterstützten AuftraDgen oder Spritzen von insbesondere wasserlöslichen Primern ist.
[019] Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aushärte/Vernetzungsbereich (6) mehrere Zonen aufweist, in denen unterDschiedliche Aushärte/Vernetzungsbedingungen realisierbar sind, insbesondere unterschiedliche Temperaturbereiche.
[020] Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftofen (6) so gestaltet ist, dass eine hohe Luftgeschwindigkeit von 1 bis 5 m/s, insbesondere 2 bis 4 m/s einstellbar ist.
[021] Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung im Umluftofen (6) so gestaltet ist, dass die Luft von oben nach unten, von unten nach oben, sowohl von unten nach oben als auch von oben nach unten mit seitlicher Wegführung oder/und abwechselnd von unten und oben geführt werden kann.
[022] Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sensoren (26) zur Erfassung der Temperaturen, insbesondere Infrarotsensoren zur Erfassung der Oberflächentemperatur vorgesehen sind, mittels deren Werte die Temperatur über eine Steuerung geregelt wird.
[023] Pulverauftragsstation für das Aufbringen von Pulvern auf Objekten zur Pulverbeschichtung, insbesondere für eine Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, mit einem Gehäuse (17), einer insbesondere durch das Gehäuse verDfahrbaren Halteeinrichtung für die zu beschichtenden Objekte und einem oder mehreren Pulverauftragsmitteln, insbesondere Spritzeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein oder mehrere Ableitelemente (18) zur Ableitung von Ladung und Glättung des elektrischen Feldverlaufs am zu beschichtenden Objekt vorgeseDhen ist, welche(s) gegenüberliegend zu dem oder den Pulverauftragsmitteln (16) angeordnet ist, wobei der Transportweg der Halteeinrichtung und somit das zu beschichtende Objekt zwischen Ableitelement(en) und PulverauftragsDmittel(n) angeordnet ist.
[024] Pulverauftragsstation nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitelement (18) als Lochblech, als Gitterstruktur, als Schlitzblech mit einer Mehrzahl parallel angeordneter Schlitze oder mit einer Mehrzahl nebenDeinander angeordneter Lamellen ausgebildet ist.
[025] Verfahren zur zur Pulverbeschichtung von Objekten, insbesondere Holz- oder
MDF-Elementen. vorzugsweise unter Einsatz der Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver elektrostatisch aufgebracht wird, anschließend durch eine StrahDlungsheizung (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufgeschmolzen und nachfolgend ausgehärtet oder vernetzt wird.
[026] Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Pulveraufbringung die Oberfläche in der Reihenfolge der Aufzählung bearbeitet wird, durch Schleifen und/oder Plasmabehandlung und/oder BeDflammen und/oder Lackieren mit einem Primer, vorzugsweise durch wasserDdampfunterstütztes Spritzen.
[027] Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur beim Bestrahlen des Pulvers größer 11O0C, insbeD sondere größer 140 0C vorzugsweise im Bereich von 14O0C bis 16O0C ist und die Kerntemperatur unterhalb 9O0C bleibt.
[028] Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aushärtens bzw. Vernetzens die Oberflächentemperatur oberhalb HO0C, vorzugsweise im Bereich von 1150C bis 13O0C gehalten wird, insbeD sondere für eine bestimmte Zeit nahezu konstant gehalten und/oder stufenweiDse abgesenkt wird.
[029] Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aushärtens bzw. Vernetzens die Kerntemperatur unterhalb 9O0C, vorzugsweise im Bereich von 7O0C bis 9O0C gehalten wird.
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