DE19933100A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Pulverlacken - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit PulverlackenInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Pulverbeschichten von platten- oder bahnförmigen Werkstücken, insbesondere aus Baustoffen oder Holzwerkstoffen wird ein Harzpulver (2) auf das Werkstück (1) aufgetragen und unter Einwirkung von Wärme und Druck verflüssigt und anschließend zur Erstarrung oder Aushärtung gebracht. Bei dem Verfahren wird eine Doppelbandpresse verwendet. In der Wirkzone der Doppelbandpresse wird die Pulverschicht (2) bis über die Schmelztemperatur des Pulvers erhitzt. Unter Beibehaltung des Drucks erfolgt in der Wirkzone eine Abkühlung bis unter die Erstarrungstemperatur bzw. bis unter Aushärtetemperatur.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pulverbeschichten
von platten- oder bahnförmigen Werkstücken, insbesondere aus Baustoffen oder
Holzwerkstoffen, wobei ein Harzpulver auf das Werkstück aufgetragen und unter
Einwirkung von Wärme und Druck verflüssigt und zu einem Pulverlack zur Erstar
rung gebracht oder ausgehärtet wird.
Aus der DE 38 38 928 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschich
ten von bahnförmigen Bandblechen mit Pulverlack bekannt, bei dem bzw. bei der
der Pulverlack in fließfähigem Zustand mit einer Temperatur unterhalb der Reakti
onstemperatur des Härters auf das Bandblech aufgetragen wird. Anschließend wird
der aufgetragene Pulverlack durch eine Walze auf das Bandblech aufgewalzt, um
eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen. Zum Einbrennen des Pulverlackes wird
dieser in einer Nachbehandlungs- und Aushärtestation erhitzt, so daß der Pulverlack
sich gänzlich verflüssigt und aushärtet. In einem letzten Bearbeitungsschritt erfolgt
die Abkühlung des Pulverlackes.
Es ist ferner ein diskontinuierliches Verfahren zur Pulverbeschichtung von Platten
bekannt (EP 0 042 759 B1), bei dem die Platten in einer ersten Station mit einer
Pulverbeschichtung versehen und in einer zweiten Station diese Pulverbeschichtung
durch das Anlegen einer Behandlungsfläche gehärtet wird.
In der zweiten Station kann eine Plattenpresse oder ein geheiztes Band verwendet
werden. Da in der zweiten Station eine Kühlung des Werkstücks nicht vorgesehen
ist und das Verfahren in einzelnen Stufen abläuft, ergeben sich relativ lange Ferti
gungszeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9 genannten Art so zu gestalten, daß die
Beschichtung eines Werkstücks mit einem Harzpulver und die Erstellung einer Pul
verlackschicht in einem kontinuierlichen Verfahren mit kurzer Fertigungszeit für
das Endprodukt durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß
eine Doppelbandpresse verwendet und in der Wirkzone der Doppelbandpresse die
Pulverschicht unter Druck bis über die Schmelztemperatur des Pulvers erhitzt und
unter Beibehaltung des Druckes bis unter die Erstarrungstemperatur bzw. Aushär
tetemperatur gekühlt wird.
Der Arbeitsdruck in der Wirkzone der Doppelbandpresse liegt im Bereich von 0,5
bis 10 bar, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 bar.
Besonders gute Ergebnisse wurden bei einem Arbeitsdruck von 2,5 bar in der Wirk
zone erzielt.
Im Kühlbereich der Wirkzone wird die Temperatur des Werkstücks um mindestens
20°C bis 50°C abgesenkt.
Das für die Beschichtung verwendete Harzpulver kann aus einem Thermoplast, z. B.
aus einem Polyesterharz, oder aus einem Duroplast, z. B. aus dem Epoxidharz her
gestellt werden.
In Abhängigkeit von der Verwendung eines Thermoplast- oder eines Duroplastpul
vers muß die Aufheiztemperatur gewählt werden.
Bei der Verwendung eines Epoxidharzpulvers erfolgt zweckmäßigerweise die Auf
heizung des Pulvers in der Doppelbandpresse auf eine Temperatur im Bereich von
100°C bis 120°C, vorzugsweise auf ca. 110°C. Die Aufheizdauer liegt im Bereich
von 3 bis 20 Sekunden, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 Sekunden.
Bei der Verwendung eines Polyesterpulvers erfolgt die Aufheizung in der Wirkzone
der Doppelbandpresse zweckmäßigerweise auf eine Temperatur im Bereich von 130°C
bis 150°C, vorzugsweise auf ca. 140°C. Die Aufheizdauer liegt ebenfalls im
Bereich von 3 bis 30 Sekunden, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 Sekunden.
Auch in der relativ kurzen Aufheizdauer liegt ein wesentlicher Vorteil des erfin
dungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren. Trotz der kurzen
Fertigungszeit werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren qualitativ hochwerti
ge Endprodukte erzielt.
Die Pulverbeschichtung kann sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite
des Werkstücks erfolgen.
Die Preßbänder der Doppelbandpresse können auch eine Prägestruktur aufweisen,
um die Pulverlackbeschichtung mit einer Oberflächenstruktur zu versehen.
Es ist auch möglich, zwischen der Werkstückoberfläche und dem endlosen Preß
band ein Trennpapier oder eine Trennfolie zuzuführen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dar
gestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine vergrößerte seitliche Schnittansicht einer Auftragseinrichtung der
Beschichtungsvorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der mit einer Doppelbandpresse ausgerü
steten Beschichtungsvorrichtung und
Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht der Doppelbandpresse nach Fig. 2.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Beschichtungsvorrichtung wird ein
Werkstück 1, das aus einem aus Fasern gepreßten Band besteht, mit Harzpulver be
schichtet. Hierfür ist eine Einrichtung 3 zum Auftragen des Harzpulvers 2 vorgese
hen, die einen Behälter 4 aufweist, an dem eine Dosierwalze 5 positioniert ist. Die
Dosierwalze 5 besitzt an ihrem Umfang kleine Schaufeln 6, mit denen das in dem
Behälter 4 befindliche Harzpulver 2 auf das Werkstück gefördert wird. Durch die
Größe der Schaufeln 6 und die Drehgeschwindigkeit der Dosierwalze 5 läßt sich die
Dicke der Pulverschicht auf dem Werkstück 1 genau dosieren. Um eine Klumpen
bildung zu vermeiden, ist der Dosierwalze 5 gegenüber eine Gegenwalze 7 ange
ordnet, die mit der Dosierwalze 5 kämmt.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Beschichtungsvorrichtung ist die Einrichtung 3 zum
Auftragen von Harzpulver etwa in der Mitte angeordnet. Zunächst wird das zu be
schichtende Werkstück 1 von einer Rolle abgewickelt und durch eine Bearbeitungs
station 9 geführt. Die Bearbeitungsstation 9 kann je nach Bedarf das zu beschich
tende Werkstück erwärmen, es pressen, reinigen, aufrauhen und/oder vorbeschich
ten. Nach der Bearbeitungsstation 9 wird das bandförmige Werkstück 1 mit Harz
pulver 2 versehen, das durch die Einrichtung 3 aufgetragen wird. In einen Trichter
19 eingefülltes Pulver wird über eine Fördereinrichtung 8, wie eine Förderschnecke
über die gesamte Breite des bandförmigen Werkstückes 1 verteilt. Das Pulver wird
dann mittels einer in Fig. 1 dargestellten Einrichtung auf das Werkstück 1 aufge
tragen. Alternativ kann das Harzpulver 2 auch auf das Werkstück 1 aufgesprüht,
aufgeblasen oder mittels eines Siebes aufgetragen werden.
Das mit Harzpulver 2 beschichtete Werkstück 1 wird für die Erstellung des Pulver
lacks einer Doppelbandpresse 10 zugeführt. Die Doppelbandpresse 10 weist ein
oberes und ein unteres endloses Preßband 11 auf, die jeweils über eine Eingangs
walze 12 und eine Ausgangswalze 13 gespannt sind. Das endlose Preßband 11 wird
vorzugsweise aus Stahl gefertigt. In dem Arbeitstrum zwischen der Eingangswalze
12 und der Ausgangswalze 13 ist ein Druckkörper 14 angeordnet, der auf das zu be
schichtende Werkstück 1 gepreßt werden kann. Die Lagerung des Druckkörpers 14
auf dem Preßband 11 ist an sich bekannt und erfolgt durch ein mit einem Druckme
dium gefüllten Kissen oder durch kleine Walzenkörper.
Die zur Horizontalen symmetrisch ausgebildete Doppelbandpresse 10 ist in ihrem
Eingangsbereich beheizt, um das Harzpulver 2 auf Reaktionstemperatur zu erwär
me. Hierfür sind in der oberen und unteren Eingangswalze 12 Heizleitungen 16 an
geordnet, die das Preßband 11 vorwärmen. Dadurch wird das Werkstück 1 mit dem
Pulver 2 kurz unter die Reaktionstemperatur gebracht. Auf der Eingangsseite des
Druckkörpers 14 sind weitere Heizleitungen 15 vorgesehen, die das Harzpulver 2
auf die Reaktionstemperatur erhitzen, so daß die Pulverschicht verflüssigt wird.
Unter Beibehaltung des Arbeitsdruckes über die Aufheizdauer und über die an
schließende Abkühlung erfolgt ein Erstarren bzw. ein Aushärten zu einer Lack
schicht.
Für die Kühlung sind auf der Ausgangsseite des Druckkörpers 14 im oberen und
unteren Druckkörper Kühlleitungen 17 angeordnet. Zur Abkühlung des Preßbandes
11 sind auch Kühlleitungen 18 in der oberen und unteren Ausgangswalze 13 vorge
sehen.
1
Werkstück
2
Harzpulver
3
Einrichtung
4
Behälter
5
Dosierwalze
6
Schaufel
7
Gegenwalze
8
Fördereinrichtung
9
Bearbeitungsstation
10
Doppelbandpresse
11
Preßband
12
Eingangswalze
13
Ausgangswalze
14
Druckkörper
15
Heizleitung
16
Heizleitung
17
Kühlleitung
18
Külleitung
19
Trichter
Claims (10)
1. Verfahren zum Pulverbeschichten von platten- oder bahnförmigen Werkstüc
ken, insbesondere aus Baustoffen oder Holzwerkstoffen, wobei ein Harzpulver
auf das Werkstück aufgetragen und unter Einwirkung von Wärme und Druck
verflüssigt, zur Erstarrung gebracht oder ausgehärtet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Doppelbandpresse (10) verwendet wird und in der Wirkzone
der Doppelbandpresse die Pulverschicht unter Druck bis über die Schmelztem
peratur des Pulvers erhitzt und unter Beibehaltung des Drucks bis unter die Er
starrungstemperatur bzw. Aushärtetemperatur gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Epoxidharzpulver verwendet wird, da
durch gekennzeichnet, daß die Aufheizung des mit Pulver beschichteten Werk
stückes auf eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 120°C, vorzugsweise
auf 110°C erfolgt und die Aufheizdauer im Bereich von 3 bis 20 Sekunden,
vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 Sekunden liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Polyesterpulver verwendet wird, da
durch gekennzeichnet, daß die Aufheizung des mit Pulver beschichteten Werk
stücks auf eine Temperatur im Bereich von 130°C bis 150°C, vorzugsweise
auf ca. 140°C erfolgt und die Aufheizdauer im Bereich von 3 bis 20 Sekunden,
vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 Sekunden liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Arbeitsdruck in der Wirkzone der Doppelbandpresse im Bereich von 0,5 bis 10
bar, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 bar liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsdruck in
der Wirkzone der Doppelbandpresse (10) 2,5 bar beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kühlbereich der
Wirkzone der Doppelbandpresse (10) die Temperatur des Werkstücks um min
destens 20°C bis 50°C abgesenkt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen der Werkstückoberfläche und dem endlosen Preßband (11) ein Trennpa
pier oder eine Trennfolie zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Werkstüc
kes (1) erfolgt.
9. Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken (1) mit Pulverlack, insbesonde
re von Holzwerkstoff oder Mineralstoffplatten, mit einer Einrichtung (3) zum
Auftragen von Harzpulver (2) auf das Werkstück einer Heizeinrichtung (15, 16)
zum Erwärmen und Verflüssigen der Pulverbeschichtung, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Bereich der Heizeinrichtung (15, 16) Druckmittel (12, 13, 14)
vorgesehen sind, mit denen die Pulverbeschichtung mit einem vorbestimmten
Druck an das Werkstück (1) preßbar ist, die Druckmittel mit einer Kühlein
richtung (17, 18) versehen und Teile einer Doppelbandpresse (10) sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (11)
oder die Preßbänder (11) eine Prägestruktur aufweisen.
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