CZ284487B6 - Způsob regenerace postřiku vodových nátěrových prostředků při lehkém nástřiku ve stříkacích kabinách - Google Patents

Abstract

Způsob je určen pro regeneraci prostřiku vodových nátěrových prostředků při lehkém nástřiku ve stříkacích kabinách, při němž se prostřik zachycuje ve vodové vymývací kapalině, která se kontinuálně vrací v oběhu (A) do stříkací kabiny, přičemž část vymývací kapaliny obsahující prostřik se z oběhu (A) přivádí do ultrafiltračního oběhu (B), a přičemž se v altrafiltračním oběhu (B) odebírá permeát a pro doplnění vymývací kapaliny se vrací zpět do oběhu (A). Jako vymývací kapalina se použije vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik ve stříkací kabině, ve formě zředěné vodou, jako kapalina obíhající v ultrafiltračním oběhu (B) se použije vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik ve stříkací kabině, popřípadě ve formě zředěné vodou, a způsob se provádí kontinuálně, přičemž vymývací kapalina v oběhu (A) má přibližně konstantní obsah pevných látek, ležící v rozsahu 4 - 20 % hmotnosti, a kapalina obíhající v ultrafiltračním oběhu (B) se odběrem pŕ

Description

Způsob regenerace prostřiku vodových nátěrových prostředků při lehkém nástřiku ve stříkacích kabinách

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu regenerace prostřiku vodových nátěrových prostředků při lehkém nástřiku ve stříkacích kabinách, při němž se prostřik recykluje do vodového nátěrového prostředku, ve stříkací kabině používaného.

Dosavadní stav techniky

Nahrazování laků, které se ředí organickými rozpouštědly, systémy ředitelnými vodou, je ze známých důvodů ochrany životního prostředí stále důležitější. Použitím systémů ředitelných vodou dochází ke znečišťování vzduchu emisemi rozpouštědla jednak méně nebo dokonce vůbec. Obecně slabým místem při zpracovávání nátěrových hmot, jako jsou laky ředitelné vodou, při jejich nanášení stříkáním jsou problémy, související s odstraňováním a zneškodňováním prostřiku (vzniklé mlhy rozprášeného laku); tyto problémy vznikají zejména u velkých sériových lakoven, jako v automobilovém průmyslu.

Je známé čištění vzduchu, odváděného ze stříkacích kabin, pro zneškodnění prostřiku vypráním vodou. V DE-A1-29 45 523 je například popsán způsob, při němž se prostřik obvyklých laků ředitelných rozpouštědly vymývá vodou, načež se tato voda podrobí ultrafiltraci.

V DE-A1-32 27 227 je popsán podobný systém pro zneškodňování prostřiku, vyskytujícího se při lakování vodovými laky. Prostřik se absorbuje vodou, stékající po stěnách stříkací kabiny, a tato voda, sváděná do oběhu, se potom upravuje v ultrafiltru. Přitom se však ukázalo, že prostřik, zachycený oplachovací vodou, již není v nátěrových prostředcích dále použitelný, takže se musí zneškodnit. Může se sice pro vyčištění odváděné oplachovací vody a zejména pro odstranění nežádoucích nízkomolekulámích látek při galvanickém nanášení nátěrových hmot máčením použít ultrafiltrace, čímž se zvýší stupeň využití recyklování (DE-C2-21 58 668, DEB2-22 29 677, EP-A1-0 127 685, EP-A1-0 137 877, US-A-3 663 405 aUS-A-3 663 406), avšak při použití ultrafiltrace pro recyklování prostřiku vznikají problémy. Zatímco totiž ultrafiltrace galvanických máčecích laků umožňuje přivádění permeátu a retentátu zpět do lázně, vznikají při recyklování prostřiku z vodových laků jiným druhem aplikace (nastříkávání místo galvanického máčení) a tím podmíněnými vyššími rozdíly viskozity stabilitní problémy, jako je nebezpečí koagulace, sedimentace, dělení fází a tvoření sraženin.

V DE-A1-34 28 300 se pro zabránění vzniku stabilitních problémů, vznikajících u způsobu podle DE-A1-32 27 227, doporučuje provádět zavlažování neboli oplachování stříkací kabiny odsolenou vodou. Přitom se však ukázalo, že i použití odsolené vody jako oplachovací kapaliny není vhodné pro takové odstranění stabilitních problémů absorbovaného prostřiku, aby bylo dosaženo způsobilosti pro jeho opětné použití v lakovacím materiálu. Podle WO 91/09666 se navrhuje stabilitní problémy, vzniklé způsobem podle DE-A1-32 27 227, řešit tím, že zavlažování stříkací kabiny se provádí vodou, do které se přidává prostředek pro zabránění koalescence neboli spojování kapek. Tímto prostředkem mohou být aminy. Tímto způsobem se tedy jednak přidávají látky znečišťující okolní prostředí, a jednak se složení laku změní přísadou chemikálií.

Zkoncentrování prostřiku zachyceného ve vodě ultrafiltraci z nízké na vyšší koncentraci způsobuje dále velké změny vodových nátěrových prostředků, protože ultrafiltraci se odstraňují především vodou rozpustné a nízkomolekulámí složky, jako rozpouštědla a neutralizační prostředky, které podstatně přispívají ke stabilizování vodových lakových disperzí a kjejich lakovacím vlastnostem.

Dirk Saarbach a Georg Schlumpf popisují v Oberflache + JOT 1991, sešit 3, str. 18 až 20, Die Nasslackierung ohne Emissionen oder Sondermůll lakování kancelářského nábytku

-1CZ 284487 B6 s recyklováním vodového laku, přičemž je popsán i kontinuální oběh. Je tam uvedeno, že dílčí systémy vypalovací lak ředitelný vodou , technika ultrafíltrace a stříkací zařízení musí být navzájem sladěny. Rovněž je popsáno přidávání přísad do procesu recyklace. Není však vůbec uvedeno, jak je dosaženo oběhu bez stabilitních problémů, navíc se složení původního laku přidáváním přísad mění.

Pro tyto způsoby jsou vhodné laky, které při zkoncentrování ultrafiltrací z nízkých na vysoké koncentrace nekoagulují nebo nevykazují žádné projevy nestability, které by mohly měnit vlastnosti laku.

Úkolem vynálezu je umožnit přípravu způsobu regenerace prostřiku vodových nátěrových prostředků, umožňující opětovné zhodnocení prostřiku ve vodovém nátěrovém prostředku, přičemž se zabrání vzniku stabilitních problémů, aje umožněno použití vysoce kvalitních, a proto většinou citlivých vodových nátěrových prostředků, jako jsou například vodové autolaky, v praxi ve větším měřítku.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob regenerace prostřiku vodových nátěrových prostředků při lehkém nástřiku ve stříkacích kabinách, při němž se prostřik zachycuje ve vodové vymývací kapalině, která se kontinuálně vrací v oběhu A do stříkací kabiny, přičemž část vymývací kapaliny, obsahující prostřik, se z oběhu A přivádí do ultrafiltračního oběhu B, v ultrafiltračním oběhu B se odebírá permeát a pro doplnění vymývací kapaliny se vrací zpět do oběhu A, přičemž vymývací kapalinou je vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik ve stříkací kabině, ve formě zředěné vodou, jako kapalina, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, se použije vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik ve stříkací kabině, popřípadě ve formě zředěné vodou, a způsob se provádí kontinuálně, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vymývací kapalina v oběhu A má přibližně konstantní obsah pevných látek, ležící v rozsahu 4 až 20 % hmotnosti, a kapalina, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, se odběrem permeátu udržuje na přibližně konstantním obsahu pevných látek v rozsahu od 15 % hmotnosti až do obsahu pevných látek, který odpovídá stříkací viskozitě vodového nátěrového prostředku aje vyšší než obsah pevných látek v oběhu A, a že část kapaliny, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, se použije jako vodový nátěrový prostředek pro lehký nástřik ve stříkací kabině nebo pro jeho úpravu.

Kapalinou, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, je buď vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik, ve stavu připraveném pro stříkání nebo ve formě zředěné vodou. Kapalina, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, se proto přivádí přímo do stříkacích agregátů ve stříkací kabině, nebo se nejprve upraví. Pro úpravu se může podle výhodného provedení smísit část kapaliny, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, s čerstvým doplňovacím koncentrátem vodového nátěrového prostředku a popřípadě vodou a/nebo popřípadě dalšími složkami nátěrového prostředku. Smíchání se může eventuálně provést ve vlastním mísícím zařízení. Podle dalšího výhodného provedení se může doplňovací koncentrát a popřípadě voda a/nebo popřípadě další složky nátěrového prostředku mísícím zařízením dávkovat do kapaliny, obíhající v ultrafiltračním oběhu B, čímž se umožní zásobování stříkacích agregátů přímo kapalinou, obíhající v ultrafiltračním oběhu B.

U způsobu podle vynálezu se jako vymývací kapalina v oběhu A na rozdíl od dosavadního stavu techniky nepoužívá voda, která je podle dosavadního stavu techniky buď zcela odsolená nebo obsahuje chemické přísady, nýbrž podle vynálezu začne oběh A pracovat s vodovým nátěrovým prostředkem, používaným pro lehký nástřik, ve formě zředěné vodou a tak pracuje dál.

U způsobu podle vynálezu se provádí kontinuální recyklování v několika obězích. V oběhu A, který představuje oběhový systém kabiny, se při najíždění způsobu použije jako vymývací kapaliny vodového nátěrového prostředku, zředěného vodou. Tento nátěrový prostředek zachycuje prostřik a přivádí se kontinuálně do ultrafiltračního oběhu B. Současně odebírá oběh A kontinuálně z ultrafiltračního oběhu B vodový permeát. Poměrem množství zachyceného

-2CZ 284487 B6 prostřiku k množství dodávanému do ultrafiltračního oběhu B je možno obsah pevných látek v oběhu A udržovat přibližně na konstantní hodnotě alespoň 4 % hmotnosti, s výhodou alespoň Ί % hmotnosti až do 20 % hmotnosti.

V ultrafiltračním oběhu B, v němž se rovněž vodový nátěrový prostředek zřeďuje nebo udržuje ve stříkací konzistenci, se provádí ultrafiltrace, přičemž jednak se přivádí permeát zpět do oběhu A, a jednak se prostřik, zkoncentrovaný v ultrafiltračním oběhu B, odvádí pro smíchání s doplňovacím koncentrátem pro vodový nátěrový prostředek. V ultrafiltračním oběhu B se obsah pevných látek cyklizovaného zředěného vodného nátěrového prostředku udržuje na konstantní hodnotě, ležící mezi 15% hmotnosti a obsahem pevných látek, který vznikne při stříkací viskozitě, přičemž koncentrace v ultrafiltračním oběhu B je stále vyšší než v oběhu A.

U způsobu podle vynálezu jsou tedy oba oběhy A a B odváděným množstvím vymývací kapaliny z oběhu A a odebíraným množstvím retentátu a permeátu z ultrafiltračního oběhu B navzájem sladěny tak, že v obou obězích A a B je dosaženo vpředu uvedené konstantní hodnoty pevných látek. Uvedená procenta hmotnosti, náležející oběhům A aB, se vztahují vždy na celkovou hmotnost vodového systému, obíhajícího v příslušném oběhu.

Doplňovací koncentrát pro vodový nátěrový prostředek se mísí s kapalinou z ultrafiltračního oběhu B na stříkací viskozitu a přivádí se do stříkacích agregátů. Prováděním způsobu podle vynálezu, sladěním oběhů A a B a použitím zředěného vodového nátěrového prostředku jako zavlažovači kapaliny ve stříkací kabině se odstraní stabilitní problémy, známé z dosavadního stavu techniky. Způsob podle vynálezu proto umožňuje přímé opětovné použití prostřiku vodových nátěrových prostředků i tehdy, když mají po zkoncentrování ultrafiltrací sklon k nestabilitě, nebo jejich lakovací vlastnosti (například viskozita) se změnily, což je možno pozorovat zejména u vysoce kvalitních laků pro sériové lakování v automobilovém průmyslu.

Přídavné množství nosné vody nebo zcela odsolené vody pro zavlažování stěn střik? cích kabin, které bylo zapotřebí podle dosavadního stavu techniky a které vedlo ke vzniku stabilitních problémů zachyceného prostřiku, není u způsobu podle vynálezu zapotřebí. Stěny stříkací kabiny se pro optimální zachycování nebo absorbování prostřiku zavlažují zředěným vodovým nátěrovým prostředkem. U tohoto způsobu je nutno pouze nahradit odsolenou vodou úbytek vody, způsobený například odpařováním.

Výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v udržování složení a rovnováhy v obou obězích, čímž se zabrání nevhodným změnám ve složení vodového nátěrového prostředku. Tím jsou odstraněny rušivé faktory, vedoucí k nestabilitě, a vznikne možnost téměř 100 % recyklování prostřiku bez větších korekčních nákladů a s malými analytickými náklady.

Na rozdíl od známých způsobů je možné provádět recyklační oběhy, aniž by se prakticky do nich přidávaly přísady. Tím je zamezeno, že by dodatečně přidávané přísady měnily a popřípadě zhoršovaly vlastnosti vodového nátěrového prostředku. Všechny potřebné přísady, jako například přísada proti pěnivosti, přísady pro zabránění poruch povrchového napětí, přísady pro zlepšení rozlivu, je možno zapracovat například do doplňovacího koncentrátu.

Nastavení rovnováhy je možno provádět jednoduše obvyklými zařízeními. Tato zařízení mohou řídit například poměrem odebíraného množství k zachycovanému množství v příslušných obězích, dále plochou a výkonností ultrafiltračních membrán, koncentraci doplňovacího koncentrátu vodového nátěrového prostředku a průtok vodového nátěrového prostředku ve stříkací kabině. Tyto parametry může odborník lehce zjistit zkouškami a výpočtem.

Způsob podle vynálezu je možno provádět pomocí běžných zařízení, takže není zapotřebí žádná speciální přestavba již známých zařízení.

Stříkací kabiny, použité podle vynálezu, jsou obvyklými stříkacími kabinami. Mohou být opatřeny obvyklým oběhem přívodního a odváděného vzduchu. Použitelné stříkací kabiny mohou být například vybaveny alespoň jednou sprchovanou stěnou nebo Venturiho vymýváním, což je běžné zejména u lakování motorových vozidel. V případě sprchovaných stěn mohou být

-3CZ 284487 B6 všechny stěny vytvořeny jako sprchované. Jestliže jsou stěny sprchované, slouží vymývací kapalina jako sprchovací kapalina. Vymývací kapalina může být shromažďována například na dnu stříkací kabiny a v oběhu vedena k novému sprchování stěn nebo k novému Venturiho vymývání. Takové stříkací kabiny jsou pro odborníky běžné. V nich je proveden kabinový oběh, totiž oběh A.

V oběhu B se používá obvyklá ultrafiltraění jednotka. Vodový nátěrový prostředek v oběhu B prochází ultrafiltraění jednotkou, například přes nádrž pro ultrafiltraění retentát (zde rovněž označovaný jako koncentrát), kterou je možno ohřívat nebo chladit. Z této nádrže se ultrafiltraění retentát vrací zpět do ultrafiltraění jednotky. Před ultrafiltraění jednotkou je předřazen filtr pro odstraňování hrubších nečistot. Vodový nátěrový prostředek, odváděný z oběhu A a obohacený prostřikem, se přivádí do oběhu B, například do nádrže pro ultrafiltraění koncentrát. Vodový permeát se může z filtrační jednotky vést zpět přímo do oběhu A, například do dna stříkací kabiny, vytvořeného ve formě vany. Vodový permeát se vede zcela nebo z části eventuálně hyperfiltračním agregátem. V hyperfiltračním agregátu se provádí reverzní osmóza, kterou se z vodového permeátu odstraňují nízkomolekulámí složky. Ty mohou být vedeny zpět do oběhu B, například do nádrže pro ultrafiltraění koncentrát. Voda, vystupující z hyperfiltračního agregátu, se vede opět zpět do oběhu A, například do dna stříkací kabiny.

Ultrafiltrace, reverzní osmóza, popřípadě hyperfiltrace jsou odborníkům známy. Mohou se provádět pomocí běžných jednotek. Tyto způsoby filtrace jsou popsány jak v úvodech popisů uvedených patentových přihlášek a patentů, tak i například v publikaci Wilhelma R. A. Aucka aHerrmanna A. Mullera Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, Verlag Chemie, 1982, str. 153 - 155, v publikaci Roberta Rautenbacha aRainera Albrechta Grundlagen der chemischen Technik, Membrantrennverfahren, Ultrafiltration und Umkehrosmose, Otto Salle Verlag (nakladatelství) a Verlag Sauerlánder, 1981, a publikaci Thomase D. Brocka Membrane Filtration, Springer Verlag, 1983.

Pro způsob podle vynálezu nejsou zapotřebí při ultrafiltraci vysoké tlaky. Jako minimální je potřebný tlak, pomocí něhož se voda a nízkomolekulámí látky protlačují membránou měřitelnou rychlostí. Tyto tlaky leží například v rozmezí 0,07 až 1,1 Mpa, s výhodou jsou řádově 0,5 MPa.

Tlak pro reverzní osmózu je definován jako větší než osmotický tlak. Neexistuje žádné ostré rozhraní mezi ultrafiltraci a reverzní osmózou nebo hyperfiltrací. Pro způsob podle vynálezu se pod pojmem reverzní osmóza nebo hyperfiltrace rozumí například taková filtrace, při níž se z vody oddělují prakticky úplně nízkomolekulámí podíly permeátu.

Použitím hyperfiltračních agregátů, umožněným způsobem podle vynálezu, vznikne přídavná výhoda zachycení takových vodou rozpustných komponent do recyklování, které při ultrafiltraci částečně nebo zcela dospějí do permeátu, jako vodou rozpustné umělé pryskyřice, například polyvinylalkohol, speciální vodou rozpustné melaminové pryskyřice, například Cymel 327, vodou rozpustný podíl organických rozpouštědel nebo nízkomolekulámí sloučeniny, které jsou popsány například ve zprávě Dietricha Saatwebera Untersuchungen zum Einfluss der Ultrafiltration auf die Eigenschaften von Elektrotauchlacken, VII, FATIPEC KONGRESS, Kongress-Buch str. 467 - 474. Eventuální změny hmotnostních poměrů komponent, které do permeátu nedospěly, a komponent, které do permeátu dospěly, například při nezamýšlené ztrátě ultrafiltrátu, mohou být popřípadě vyrovnány vhodnou recepturou doplňovacího koncentrátu pro vodový nátěrový prostředek. Je však možno popřípadě rovněž odebírat z permeátu, jak bylo vpředu popsáno, komponenty reverzní osmózou, respektive hyperfiltrací, a vést přímo do oběhu B. Elektrolyty, eventuálně zavlečené při způsobu, se odstraňují z permeátu popřípadě pomocí ionexů, což se provádí obvyklými metodami.

-4CZ 284487 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiloženého výkresu, který znázorňuje průtočné schéma oběhů, přičemž tento příklad je uveden jako výhodné provedení způsobu a zařízení podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku je znázorněna běžná stříkací kabina J, do níž je shora přiváděn vzduch přívodním kanálem 2, přičemž vzduch je na dnu 3 stříkací kabiny .1 zaváděn do výstupního kanálu .5, opatřeného odrážecími stěnami 4.

Prostřik 7, vyskytující se při stříkání stříkacím agregátem 6 ve formě mlhy, se zachycuje na zkrápěné stěně 8. Zavlažovači kapalina, která teče po zkrápěné stěně 8 dolů, je zachycována ve vanovitě vytvořeném dnu 3 stříkací kabiny J a odtud se potrubím 9 pomocí čerpadla JO a přepadu 11 přivádí znovu na homí konec zkrápěné stěny 8.

Kabinový oběh, oběh A, je proto tvořen zkrápěnou stěnou 8, dnem 3 stříkací kabiny J, potrubím 9 s če. 'adlem 10 a přepadem 11. Jako zavlažovači kapalina slouží vodový nátěrový prostředek, používaný ve stříkací kabině J ve stříkacím agregátu 6, kteiý je zředěn vodou a je udržován s obsahem pevných látek přibližně na konstantní hodnotě v rozsahu od 4 až 20 % hmotnosti.

Z potrubí 9, znázorněného na obrázku, odbočuje potrubí J2, které vede přes regulační zařízení J3 do nádrže 14. určené pro zachycování ultrafiltračního retentátu. Nádrž 14 může být opatřena chladicím zařízením 15 a topným zařízením 16 pro nastavení požadované pracovní teploty. Za . iažovací kapalina, obohacovaná prostřikem 7, z potrubí 12 se mísí s oběhovou kapalinou, obsaženou v nádrži 14.

Z nádrže 14 se ultrafiltrační retentát spolu s kapalinou, zavedenou z oběhu A, přivádí potrubím 17 pomocí čerpadla 18 a přes eventuálně zařazený předběžný filtr 19 do ultrafiltrační jednotky

20. V ultrafiltrační jednotce 20 se průběžně odstraňuje permeát. Retentát se vede potrubím 21 zpět do nádrže 14.

Obecně je výtěžek permeátu při ultrafíltraci například menší než 1 % objemu, protékajícího filtrem, takže retentát se svým složením prakticky neliší od oběhové kapaliny, protékající zařízením, zejména potom, když objem nádrže 14 je velmi velký ve srovnání s průtočný i objemy ultrafiltrační jednotky 20. Využitím tohoto efektu umožňuje způsob po ’’ vynále zkoncentrování prostřiku 7 z oběhu A při prakticky neměnném složení a stejném obsahu pevných látek oběhu B.

Podle vynálezu je ultrafiltrační oběh B tvořen nádrží 14. potrubím 17 s čerpadlem 18 a eventuálně předřazeným filtrem J9, ultrafiltrační jednotkou 20 a potrubím 21. U způsobu podle vynálezu se reguluje oběh B v kombinaci s regulačním zařízením 13. které reguluje přívod zavlažovači neboli zkrápěcí kapaliny, obohacené prostřikem 7, z oběhu A tak, že obíhající kapalina v oběhu B je udržována s obsahem pevných látek na přibližně konstantní hodnotě v rozsahu od 15 % hmotnosti až do obsahu pevných látek, který vznikne při stříkací viskozitě nátěrového prostředku.

Permeát, vzniklý v ultrafiltrační jednotce 20, se odvádí potrubím 22 a dnem 3 stříkací kabiny J se zavádí zpět do oběhu A.

Z potrubí 22 může přídavně odbočovat potrubí 23, vedoucí k hyperfiltračnímu agregátu 24, v němž se oddělují nízkomolekulámí podíly reverzní osmózou z vodového permeátu a potrubím 25 se vedou do nádrže 14 zpět. Permeát bez rozpuštěných nebo nízkomolekulámích složek se vede z hyperfiltračního agregátu 24 potrubím 26 do dna 3 stříkací kabiny J a proto tedy zpět do oběhu A.

-5CZ 284487 B6

Z potrubí 21, které vede ultrafíltrační retentát z ultrafiltrační jednotky 20 zpět do nádrže 14. odbočuje připojitelné potrubí 27, které vede část koncentrátu, vzniklého při ultrafiltraci, do doplňovacího zařízení 28. Do doplňovacího zařízení 28 se přivádí potrubím 29 doplňovací koncentrát, který se smícháním s ultrafíltračním zředí na vodový nátěrový prostředek, který se použije pro stříkání ve stříkacím agregátu 6 ve stříkací kabině J. Doplňovací zařízení 28 může být proto pomocí potrubí 30, popřípadě přes zásobní nádrž 31 spojeno se stříkacím agregátem 6. V doplňovacím zařízení 28 je možno přimíchat i další složky, které byly v průběhu způsobu podle vynálezu odebrány z oběhů A nebo B, jako například voda nebo těkavé podíly.

Způsob podle vynálezu se může provádět s vodou zředitelnými nátěrovými prostředky, které jsou běžně k dostání. Vhodné jsou například laky ředitelné vodou, jaké se například používají při sériovém lakování v automobilovém průmyslu. Vhodné jsou však i vodou ředitelné nátěrové hmoty s vyšším obsahem pevných látek, které se například rovněž používají při sériovém lakování automobilů.

Způsob podle vynálezu se s výhodou provádí s vodovými nátěrovými prostředky, které mají obsah pevných látek od 15 do 80 % hmotnosti. S výhodou se přitom pracuje tak, že tento obsah pevných látek je stejný nebo větší než obsah pevných látek v kapalině, obíhající v ultrafíltračním oběhu B.

Určení obsahu pevných látek vodového nátěrového prostředku, jakož i v jednotlivých obězích A, B, se může provést například podle DIN 53216. Přitom je výhodné po navážení určeného vzorku na kovové misce s plochým dnem tento vzorek nejprve asi půl hodiny předehřívat při teplotě asi 95 °C. Tím se odpaří část vody a nemůže již vést k nesprávným výsledkům rozstřikování.

Vodou ředitelný nátěrový prostředek, například vodou ředitelné laky, mohou obsahovat eventuálně pigmenty a/nebo plnidla, mohou však být rovněž provedeny jako bezbarvé laky. Mohou obsahovat organická rozpouštědla nebo mohou být bez organických rozpouštědel.

Nátěrové prostředky ředitelné vodou, použitelné pro způsob podle vynálezu, mohou být, jak bylo uvedeno, transparentní nebo pigmentované. Mohou popřípadě obsahovat plnidla, přísady, koalescenční prostředky, těkavé organické kapaliny a jiné obvyklé suroviny, z nichž lak sestává. Mohou být fyzikálně nebo chemicky vysušitelné. Může se jednat o systémy se samozesítěním nebo s cizím zesítěním, například pro vypalovací laky.

Laky ředitelné vodou, které se mohou použít u způsobu podle vynálezu, mohou být například ve formě vodových disperzí. Přitom se může jednat o systémy s jemným rozptýlením polymerů, popřípadě umělých pryskyřic ve vodě na bázi homopolymerů nebo kopolymerů styrénu, vinylchloridu, vinylacetátu, anhydridu kyseliny maleinové, esteru kyseliny maleinové, polyesteru kyseliny maleinové, vinylpropionátu, kyseliny methakrylové nebo akrylové ajejich esterů, amidů, a nitrilů. Příklady takových vodových nátěrových hmot je možno nalézt v publikaci Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, vydavatel: Dr. Hans Kittel, Bd. I, díl 3, Verlag W. A. Colomb in der H. Heenemann GmbH, 1974, strany 920 - 1001, a v publikaci Lackkunstharze od Hanse Wagnera a Hanse Friedrich Sarxe, Carl Hanser Verlag, Munchen, 1971, strany 207 242, a publikaci A Manual of Resins for Surface Coatings, SÍTA Technology, London, 1987, Volume II, strany 249 - 296.

Dalšími příklady jsou vodou ředitelné laky, emulze polymerů, popřípadě plastů. Mohou obsahovat například pojivá rozpuštěná v rozpouštědlech nebo neobsahující rozpouštědla, popřípadě se zesíťovacími prostředky, emulgovaná ve vodě. Emulze se zvlášť jemným rozptýlením kapiček pojivá se označují jako mikroemulze. Velká skupina vodou ředitelných laků, které se vyrábějí stak zvanými vodou rozpustnými polymery, popřípadě umělými pryskyřicemi a mohou se použít jako další příklady pro způsob podle vynálezu, obsahuje pojivá, která nesou kyselé nebo zásadité skupiny, například skupiny kyseliny karboxylové, skupiny anhydridů kyseliny karboxylové, skupiny kyseliny sulfonové, primární, sekundární, terciární aminoskupiny, sulfoniové skupiny, fosfoniové skupiny. Neutralizací nebo částečnou neutralizací skupin se zásaditými sloučeninami, například s aminy, aminoalkoholem, čpavkem, hydroxidem

-6CZ 284487 B6 sodným nebo hydroxidem draselným nebo s kyselými sloučeninami, například s kyselinou mravenčí, kyselinou octovou, kyselinou mléčnou, kyselinou alkylfosforečnou, kyselinou uhličitou, se uvedou polymery, popřípadě umělé pryskyřice do vodou ředitelné formy. Báze pojiv sestává například zjednoho nebo několika pojiv skupiny polyurethanové pryskyřice, polyesterové pryskyřice, polymethakrylátové nebo polyakrylátové pryskyřice, epoxidové pryskyřice, esterů epoxidové pryskyřice, mastných olejů (například lněného oleje), syntetických olejů (například polybutadienový olej).

Příklady tak zvaných vodou rozpustných laků jsou uvedeny v publikaci Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, vydavatel: Dr. Hans Kittel, Bd. I, díl 3, Verlag (nakladatelství) W. A. Colomb v H. Heenemann GmbH, 1974, str. 879 - 919 a publikaci A Manual of Resins for Surface Coatings, SÍTA Technology London, 1987, Volume III, str. 169 - 280, jakož i v EP-A0 032 554, EP-A-0 270 795 a EP-A-0 309 901.

Směsi s vodovými disperzemi s tak zvanými vodou rozpustnými polymery, popřípadě umělými pryskyřicemi, které jsou známé jako hybridní systémy, jsou rovněž vhodné pro způsob podle vynálezu.

Jako zesíťovací prostředky pro vodové nátěrové prostředky přicházejí v úvahu například močovinové pryskyřice, triazinové pryskyřice (jako melaminové pryskyřice a benzoguanaminové pryskyřice), fenolové pryskyřice, blokované polyizokyanáty (jako blokované diizokyanáty, triizokyanáty, izokyanuráty, biurety, předpolymery izokyanátů) a směsi různých zesíťovacích prostředků.

Způsob podle vynálezu je vhodný zejména pro vodou ředitelné laky, popsané například v DE-A36 28 124, DE-A-36 28 125, DE-A-37 39 332, DE-A-38 05 629, DE-A-38 38 179, EP-A0 038 127, EP-A-0 089 497, EP-A-0 123 939, EP-A-0 158 099, Er-A-0 226 171, EP-A0 238 037, EP-A-0 234 361, EP-A-0 298 148, EP-A-0 287 144, EP-A-0 300 612, EP-A0 315 702, EP-A-0 346 886, EP-A-0 399 427, US-A-4 822 685, US-A4 794 147 a WO 87/05305, ave formě pro nanášení stříkáním (ručně, automaticky nebo elektrostaticky) se používá při sériovém lakování v automobilovém průmyslu, a zvlášť vhodný je pro vodou ředitelné hmoty (Hydrofullery), popsané například v EP-A-0 015 035, EP-A-0 269 828, EP-A-0 272 524, WO 89/10387, a pro vodové bezbarvé laky, používané při sériovém lakování automobilů, popsané například v DE-A-0 266 152.

Způsob podle vynálezu je možno s výhodou použít rovněž u vodou ředitelných laků odolných proti nárazům kamínků, popsaných například v DE-A-38 05 629. Tyto ochranné laky se nanášejí přímo na kovový substrát nebo na obvyklé základní nátěry, například na galvanický máčecí lak, nanesené na základním substrátu a popřípadě mohou být přelakovány Fullerem. Zlepšují odolnost laku z několika vrstev vůči nárazům kamínků.

Způsob podle vynálezu umožňuje bez problémů praktické opětovné zhodnocení neboli regeneraci prostřiku, který vzniká při stříkání vodových nátěrových prostředků. Způsob podle vynálezu je zvlášť vhodný pro použití při ručním, automatickém nebo elektrostatickém stříkání, které se používají zejména při sériovém lakování v automobilovém průmyslu. Může být proto použit například u vodou ředitelných laků pro sériové lakování karosérií, jako jsou jednobarevné laky obsahující pigment a laky obsahující efektní pigment, například metalýzy a s výhodou se použije u vodou ředitelných hmot (Hydrofullerů), stejně jako u vodou ředitelných bezbarvých laků pro sériové lakování automobilů. Způsob podle vynálezu umožňuje prakticky 100% opětovné zhodnocení prostřiku, důležité zejména pro ochranu okolního prostředí. Přitom je překvapující, že vzniknou stabilní lakovací materiály schopné opětovného použití, aniž by bylo nutno do nich dodatečně přidávat nějaké přísady.

Následující příklad objasňuje podstatu vynálezu.

-7CZ 284487 B6

Přiklad

V zařízení, jaké bylo jako výhodné provedení popsáno podle přiloženého obrázku, se provádí ve stříkací kabině 1 stříkání vodou ředitelnou hmotou (Hydrofullerem), která se používá při vícevrstvém lakování karosérií automobilů, která se nanese na základní nátěr, a která je určena pro vyrovnání nerovností základního nátěru a pro ochranu proti korozi a proti nárazům kamínků, s obsahem pevných látek 50 % hmotnosti. Tato hmota může být nanášena například stříkáním, máčením, válečkováním nebo roztíráním přímo na ocelový plech, na základní nátěrové barvy, na přibroušené staré laky karosérií, a nanesená vrstva této hmoty může být opatřena dalšími povlaky. Zavlažování neboli oplachování kabiny a tím i provoz oběhu A se provádí se stejnou hmotou, která byla odsolenou vodou zředěna na obsah pevných látek 10 % hmotnosti. Kabinový oběh A zachycuje zajeden pracovní den asi 1 % svého objemu prostřiku stříkané hmoty. To činí asi 20 % objemu množství stříkané hmoty.

Ultrafíltrační oběh B je naplněn uvedenou hmotou, zředěnou na 40 % hmotnosti. Její objem činí asi 25 % objemu oběhu A.

V jednom pracovním dni se asi 6,5 % objemu z oběhu A kontinuálně převádí do oběhu B. Kapalina z oběhu B se kontinuálně vede ultrafiltračním zařízením 20, vhodným pro lakovací materiál. Za jeden pracovní den se z oběhu B odebere ultrafíltrát v množství asi 20 % z jeho objemu a do oběhu A přivádí potrubím 22.

V doplňovacím zařízení 28 se kontinuálně mísí 3 díly asi 53 % doplňovacího koncentrátu uvedené hmoty s 1 dílem materiálu z oběhu B a filtrem se vedou do stříkacího agregátu 6 ve stříkací kabině 1 buď přímo, nebo přes zásobní nádrž 31.

Doplňovací koncentrát stříkané hmoty je nastaven tak, že jeho smícháním s materiálem z oběhu B vznikne hmota připravená ke stříkání. Doplňovací koncentrát obsahuje navíc i těkavé organické složky, které se mohou v oběhu A při oddělování vzduchu ve stříkací kabině J a oběžné kapaliny ztratit. Přidávaná množství vyplývají z analýzy retentátu, vzniklého v oběhu_B.

Ztráty vody, vzniklé například odpařením, mohou být vyrovnány přímým přidáním odsolené vody do oběhu A.

Stanovení obsahu pevných látek v popsaném příkladu bylo provedeno podle DIN 53216, kombinace čas/teplota: polovina hodiny při 95 °C plus jedna hodina při 125 °C.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (9)

1. Způsob regenerace prostřiku vodových nátěrových prostředků při lehkém nástřiku ve stříkacích kabinách, při němž se prostřik zachycuje ve vodové vymývací kapalině, která se kontinuálně vrací v oběhu (A) do stříkací kabiny, přičemž část vymývací kapaliny obsahující prostřik se z oběhu (A) přivádí do ultrafiltračního oběhu (B), a přičemž se v ultrafiltračním oběhu (B) odebírá permeát a pro doplnění vymývací kapaliny se vrací zpět do oběhu (A), přičemž vymývací kapalinou je vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik ve stříkací kabině, ve formě zředěné vodou, kapalinou obíhající v ultrafiltračním oběhu (B) je vodový nátěrový prostředek, používaný pro lehký nástřik ve stříkací kabině, popřípadě ve formě zředěné vodou, a způsob se provádí kontinuálně, vyznačující se tím, že vymývací kapalina v oběhu (A) má přibližně konstantní obsah pevných látek, ležící v rozsahu 4 až 20 % hmotnosti, a kapalina obíhající v ultrafiltračním oběhu (B) se odběrem permeátu udržuje na přibližně konstantním obsahu pevných látek v rozsahu od 15 % hmotnosti až do obsahu pevných látek, který odpovídá stříkací viskozitě vodového nátěrového prostředku a je vyšší než obsah pevných látek v oběhu (A), a že část kapaliny obíhající v ultrafiltračním oběhu (B) se použije jako vodový nátěrový prostředek pro lehký nástřik ve stříkací kabině nebo pro jeho úpravu.

-8CZ 284487 B6

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že objemy kapalin v oběhu (A) a v oběhu (B) se udržují vždy na konstantní hodnotě.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se pracuje svodovým nátěrovým prostředkem, který má obsah pevných látek v rozsahu od 15 do 80 % hmotnostních, přičemž tento obsah pevných látek je vždy roven nebo větší než obsah pevných látek kapaliny, obíhající v ultrafiltračním oběhu (B).

4. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že se mísí jeden díl kapaliny, obíhající v ultrafiltračním oběhu (B), s čerstvým doplňovacím koncentrátem vodového nátěrového prostředku a popřípadě vodou a/nebo dalšími složkami nátěrového prostředku, popřípadě pomocí míchacích zařízení při vytváření vodového nátěrového prostředku, který se vede do stříkací kabiny pro lehký nástřik.

5. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že vultrafiltračním oběhu (B) se pracuje s nátěrovým prostředkem, připraveným ke stříkání, jako oběžnou kapalinou.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že do ultrafiltračního oběhu (B) se přidává doplňovací koncentrát vodového nátěrového prostředku a popřípadě voda a/nebo další složky nátěrového prostředku, popřípadě za pomoci míchacích zařízení, a nátěrový prostředek, potřebný pro nanášení stříkáním, se odebírá z ultrafiltračního oběhu (B).

7. Způsob podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že se provádí s vodovými pigmentovými nebo transparentními laky.

8. Způsob podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že se provádí s vodou ředitelnou hmotou pro vyrovnání nerovností základního nátěru a pro ochranu proti korozi a proti nárazům kamínků.

9. Způsob podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že se provádí s vodovými nátěrovými prostředky, které se používají pro sériové lakování v automobilovém průmyslu.