PL201890B1

PL201890B1 - Sposób wytwarzania profili z tworzywa sztucznego lakierowanych proszkowo

Info

Publication number: PL201890B1
Application number: PL351577A
Authority: PL
Inventors: Erwin Brunnhofer
Original assignee: Caprano & Brunnhofer
Priority date: 2001-01-08
Filing date: 2002-01-07
Publication date: 2009-05-29
Also published as: CN1251863C; PL351577A1; DE50105415D1; CN1363462A; EP1223188B1; EP1223188A1

Abstract

Sposób wytwarzania profili z tworzywa sztucznego lakierowanych proszkowe, zw laszcza zeber izolacyjnych dla profili z lo zonych z aluminium i tworzywa sztucznego wed lug wynalazku odznacza si e tym, ze na profil z tworzywa sztucznego nanosi si e utwardzaj ac a si e w swietle ultrafioletowym warstw e podk ladow a zawieraj ac a co najmniej 40% wagowych zywicy akrylowej i przy czym po utwardzeniu warstwy podk ladowej przeprowadza si e lakierowanie proszkowe profilu z tworzywa sztucznego. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania profili z tworzywa sztucznego lakierowanych proszkowo.

Chodzi tu zwłaszcza o żebra izolacyjne dla profili złożonych z aluminium i tworzywa sztucznego. Wymienione profile złożone z aluminium i tworzywa sztucznego stosowane są w szczególności do okien, drzwi lub elementów elewacji. Żebra izolacyjne z tworzywa sztucznego są zazwyczaj powlekane elektrostatycznie w ramach sposobu lakierowania proszkowego. W tym celu ładuje się elektrycznie drobne stałe cząstki lakieru za pomocą napięć 40 000 do 120 000 Volt i nakłada odpowiednio na zimny profil kompozytowy za pomocą sprężonego powietrza. Zależnie od czasu trwania tego procesu wytwarza się odpowiednią grubość warstwy lakieru. Bezpośrednio po tym następuje z reguły proces wypalania, w którym wytwarzane są temperatury około 200°C lub powyżej 200°C.

Profile złożone wytworzone znanymi w stanie techniki sposobami wymienionego na wstępie rodzaju odznaczają się szeregiem wad. Najpierw określa się powłokę lakieru względnie wymiary powłoki lakierowej za pomocą natężenia pola elektrycznego przy lakierowaniu proszkowym. Żebra izolacyjne z tworzywa sztucznego mają jednak zazwyczaj złe przewodnictwo elektryczne i nie przyczyniają się zatem do wytwarzania pola elektrycznego. Dlatego powłoka lakierowa tych żeber izolacyjnych po przeprowadzeniu lakierowania proszkowego pozostawia wiele do życzenia. Próbowano podwyższyć przewodnictwo żeber izolacyjnych z tworzywa sztucznego przez włączenie sadzy przewodzącej lub elementów metalowych (EP 0 667 625 A1, DE 33 22 016 A1). Jednakże przy wprowadzaniu sadzy przewodzącej znacznie pogarszają się własności mechaniczne żeber izolacyjnych. Przy wprowadzeniu elementów metalowych, na przykład włókien metalowych, podnosi się w niepożądany sposób również przewodnictwo cieplne żeber izolacyjnych. Dlatego znane sposoby okazały się zawodne. Znane jest ponadto nakładanie na żebra izolacyjne przed lakierowaniem proszkowym, w celu zwiększenia przewodnictwa tych żeber izolacyjnych, zawierającej rozpuszczalnik, przewodzącej warstwy podkładowej. Przewodnictwo warstwy podkładowej można przy tym zwiększyć przykładowo za pomocą cząstek sadzy lub metalu. Jednakże jednocześnie zwiększa się przy tym również w sposób niekorzystny przewodnictwo cieplne żeber izolacyjnych, co zwłaszcza w przypadku zastosowań do okien, drzwi i elementów elewacyjnych jest oczywiście niekorzystne.

Opis patentowy JP 591 095 25 dotyczy nanoszenia atramentu lub farby na powierzchnię akrylową. Najpierw na powierzchnię akrylową nanosi się powłokę gruntową (warstwę podkładową) na bazie rozpuszczalnika, którą następnie zadrukowuje się atramentem lub farbą. Utwardzanie lub osuszanie atramentu następuje potem za pomocą promieniowania ultrafioletowego.

W opisie europejskiego zgł oszenia patentowego EP 0 638 368 ujawniono sposób lakierowania proszkowego profili złożonych, w którym na stronę zewnętrzną profilu złożonego nanosi się elektrostatycznie proszek lakierowy i następnie proszek ten przez nagrzewanie spieka się w powłokę lakierową. Dla polepszenia elektrostatycznej przyczepności proszku lakierowego na stronie zewnętrznej izolatorów wykonanych z tworzywa sztucznego na izolatory nanosi się najpierw cienką powłokę przewodzącą elektrycznie. Aby zapobiec tworzeniu się mostków cieplnych następuje nakładanie powłoki przewodzącej elektrycznie, przy czym powleka się nie łączące się, nieciągłe lub punktowo utworzone obszary strony zewnętrznej. W opisie tym ujawnione jest powlekanie izolatorów warstwą podkładową, do której są domieszane substancje przewodzące elektrycznie.

Również przyczepność lakieru proszkowego na żebrach izolacyjnych, które zostały wytworzone sposobami znanymi w stanie techniki pozostawia wiele do życzenia. Na tę przyczepność lakieru mają wpływ napięcie powierzchniowe i chropowatość żeber izolacyjnych. W praktyce wypróbowano wiele sposobów poprawienia przyczepności lakieru proszkowego. Żebra izolacyjne z tworzywa sztucznego poddawano obróbce płomieniowej, obróbce koronowej, obróbce plazmowej i fluorowaniu w celu zmniejszenia napięcia powierzchniowego. Sposoby te jednak nie sprawdziły się. W celu nadania szorstkości powierzchni żeber izolacyjnych stosuje się również piaskowanie żeber, aby poprawić przyczepność lakieru. Wprowadza się przy tym jednak niekorzystnie, przylepione do żeber izolacyjnych, pozostałości z obróbki piaskowaniem do kąpieli obróbki wstępnej, która jest włączona przed lakierowaniem proszkowym. Próbowano również poprawić przyczepność lakieru przez nakładanie zawierającej rozpuszczalnik przyczepnej warstwy podkładowej. Jako rozpuszczalniki stosuje się przy tym zwłaszcza alkohole i aromatyczne węglowodory, jak również wodę. Rozpuszczalniki są jednak przy utwardzaniu warstwy podkładowej jedynie częściowo odprowadzane na zewnątrz do otoczenia.

PL 201 890 B1

Większa część rozpuszczalnika trafia do żebra izolacyjnego i zwiększa opisaną poniżej niepożądaną skłonność do tworzenia pęcherzyków.

Znane w praktyce sposoby opisanego na wstępie rodzaju cechuje jeszcze kolejna poważna wada. Profile z tworzywa sztucznego względnie żebra izolacyjne z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z poliamidu, są w stanie wchłaniać wilgoć . W dłuższych okresach czasu z reguły wzrasta w sposób wymuszony zawartość wilgoci. Wilgoć w żebrach izolacyjnych zwiększa wprawdzie przewodnictwo elektryczne, jednak przewodnictwo to naturalnie nie może być w sposób powtarzalny nastawiane. Kiedy bezpośrednio po lakierowaniu proszkowym przeprowadza się wypalanie lakieru, wysokie temperatury powodują odpędzanie wilgoci z żebra izolacyjnego. Prowadzi to do bardzo niepożądanego powstawania pęcherzyków w lakierze powierzchniowym.

Zatem u podstaw wynalazku leży problem techniczny opracowania sposobu wymienionego na wstępie rodzaju, w którym unikniętoby uprzednio wskazanych wad i zapobieżono przede wszystkim tworzeniu się pęcherzyków.

Sposób wytwarzania profili z tworzywa sztucznego lakierowanych proszkowo, zwłaszcza żeber izolacyjnych dla profili złożonych z aluminium i tworzywa sztucznego, odznacza się tym, że na profil z tworzywa sztucznego nanosi się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową zawierającą co najmniej 40% wagowych żywicy akrylowej i przy czym po utwardzeniu warstwy podkładowej przeprowadza się lakierowanie proszkowe profilu z tworzywa sztucznego.

Korzystnie pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego, który jest wykonany z tworzywa sztucznego odpornego na temperaturę 200°C.

Korzystnie pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego, który jest wykonany z poliamidu i/lub politereftalanu etylenu i/lub z mieszanek tych tworzyw sztucznych.

Korzystnie stosuje się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową zawierającą co najmniej 50% wagowych żywicy akrylowej.

Korzystnie żywicę akrylową stanowi diakrylan 1,6-heksanodiolu.

Korzystnie utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera co najmniej jeden keton.

Korzystnie nakłada się przewodzącą elektrycznie utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową.

Korzystnie nakłada się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową zawierającą co najmniej jedno samoistnie przewodzące tworzywo sztuczne.

Korzystnie nakłada się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową o grubości od 1 do 30 μm, korzystnie od 1 do 25 μm.

Utwardzająca się w świetle ultrafioletowym oznacza w ramach wynalazku utwardzanie pod wpływem światła ultrafioletowego. Lakierowanie proszkowe oznacza w ramach wynalazku elektrostatyczne powlekanie proszkowe (EPS) względnie powlekanie elektrostatyczne w procesie lakierowania proszkowego. W tym celu ładuje się elektrycznie drobne stałe cząstki lakieru za pomocą napięć 40 000 do 120 000 Volt. Cząstki lakieru są następnie narzucane na powlekany przedmiot, w tym przypadku profil z tworzywa sztucznego. Wskazane jest przyspieszanie drobnych cząstek lakieru za pomocą sprężonego powietrza.

Profil z tworzywa sztucznego wytwarza się korzystnie przez wytłaczanie. Bezpośrednio po wytłoczeniu wskazane jest, bezpośrednio po chłodzeniu profilu z tworzywa sztucznego, powlekanie za pomocą utwardzającej się w świetle ultrafioletowym warstwy podkładowej. Powlekanie to wykonuje się przede wszystkim za pomocą dysz rozpylających. Po powlekaniu następuje utwardzanie warstwy podkładowej za pomocą promieniowania ultrafioletowego.

Bezpośrednio po powlekaniu utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwą podkładową i po utwardzeniu tej warstwy przeprowadza się lakierowanie proszkowe. Leży przy tym w zakresie wynalazku, że profil z tworzywa sztucznego łączy się najpierw z profilami aluminiowymi. Przed lakierowaniem proszkowym korzystnie zanurza się profil złożony w co najmniej jednej kąpieli do obróbki wstępnej.

Lakierowanie proszkowe względnie powlekanie proszkowe następuje celowo za pomocą lakieru, który nie zawiera izocyjanuranu trójglicydylu. Pozostaje w zakresie wynalazku, że po lakierowaniu proszkowym profilu z tworzywa sztucznego ewentualnie profilu złożonego następuje wypalanie lakieru proszkowego. Korzystne jest przy tym stosowanie wysokich temperatur około 200°C lub powyżej

200°C.

PL 201 890 B1

W zakresie wynalazku leży, ż e pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego, który składa się z tworzywa sztucznego odpornego na temperaturę w temperaturze 200°C. Korzystnie wyż ej wymienione tworzywo jest odporne na temperaturę również powyżej 200°C, na przykład w temperaturze 210°C. Korzystnie w zakresie sposobu zgodnego z wynalazkiem pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego, który składa się z poliamidu i/lub politereftalanu etylenu i/lub mieszanek wyżej wymienionych tworzyw sztucznych. Według jednego z ukształtowań wynalazku profil z tworzywa sztucznego składa się z poliamidu 66. Korzystnie pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego wzmocnionym włóknem, korzystnie wzmocnionym włóknem szklanym. Jeden z przykładów wykonania wynalazku odznacza się tym, że profil z tworzywa sztucznego składa się z poliamidu 66, który zawiera udział włókna szklanego wynoszący 25% wagowych.

W zakresie wynalazku leży, że utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa jest wolna od rozpuszczalnika lub w zasadzie wolna od rozpuszczalnika. Zawartość rozpuszczalnika w warstwie podkł adowej jest korzystnie niż sza od 1% wagowego. Korzystnie utwardzają ca się w ś wietle ultrafioletowym warstwa podkładowa posiada udział cząstek stałych większy od 95% wagowych, korzystnie większy od 97% wagowych, bardzo korzystnie większy od 99% wagowych.

Zgodnie z wynalazkiem stosuje się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową, która zawiera co najmniej 40% wagowych, korzystnie co najmniej 50% wagowych żywicy akrylowej. Celowo utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera co najmniej 55% wagowych żywicy akrylowej, korzystniej 55 do 85% wagowych żywicy akrylowej, a jeszcze korzystniej 60 do 80% żywicy akrylowej. W przypadku żywicy akrylowej chodzi zwłaszcza o akrylan. Korzystnie jako utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową stosuje się diakrylan. Według bardzo korzystnego przykładu wykonania wynalazku żywicę akrylową w utwardzającej się w ś wietle ultrafioletowym warstwie podkł adowej stanowi diakrylan 1,6-heksanodiolu.

W zakresie wynalazku leż y, ż e utwardzają ca się w ś wietle ultrafioletowym warstwa podkł adowa zawiera co najmniej jeden keton. Zgodnie z jednym z przykładów wykonania chodzi przy tym o propanon. Według bardzo zalecanego przykładu wykonania wynalazku utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera 2-hydroksy-2-metylo-1-fenylopropanon-1.

Korzystnie utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera 2 do 12% wagowych, korzystnie 2,5 do 10% wagowych, bardziej korzystnie 4 do 7% wagowych co najmniej jednego ketonu. W zakresie wynalazku pozostaje, iż utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera polimer modyfikowany kwasem fosforowym.

Korzystnie utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera 2 do 12% wagowych, korzystniej 3,5 do 10% wagowych polimeru modyfikowanego kwasem fosforowym. Zgodnie z bardzo korzystnym przykładem wykonania wynalazku utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera 4 do 7% wagowych polimeru modyfikowanego kwasem fosforowym.

Zgodnie z jednym z zalecanych przykładów wykonania, któremu w ramach wynalazku przypisuje się duże znaczenie, na profil z tworzywa sztucznego nakłada się przewodzącą elektrycznie utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową. Elektryczne przewodnictwo utwardzającej się w świetle ultrafioletowym warstwy podkładowej nastawia się celowo tak, że przy nałożonej warstwie podkładowej opór elektryczny (rezystancja powierzchniowa) jest mniejszy od 10⁹ omów. Korzystnie stosuje się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową, która zawiera co najmniej jedno samoistnie przewodzące tworzywo sztuczne. Pozostaje w zakresie wynalazku, że w przypadku samoistnie przewodzą cego tworzywa sztucznego chodzi o co najmniej jeden politiofen i/lub co najmniej jedną polianilinę.

Zgodnie z bardzo zalecanym przykładem wykonania wynalazku nakłada się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową o grubości od 1 do 30 μm, korzystnie od 1 do 25 μm, bardzo korzystnie od 5 do 20 μm.

U podstaw wynalazku leży wiedza, że za pomocą sposobu według wynalazku można wytworzyć profil z tworzywa sztucznego, zwłaszcza żebro izolacyjne, na który można w prosty i niezawodny sposób nanieść powłokę w ramach lakierowania proszkowego. W przypadku, gdy na profil z tworzywa sztucznego została nałożona wstępnie zgodna z wynalazkiem utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa, lakier proszkowy wykazuje optymalną przyczepność do profilu z tworzywa sztucznego. W przypadku, gdy zgodny z wynalazkiem profil z tworzywa sztucznego po lakierowaniu proszkowym obrabiany jest w wysokich temperaturach, w sposób nieoczekiwany nie występuje wcale szkodliwe powstawanie pęcherzyków w lakierze proszkowym ewentualnie lakierze powierzchniowym.

W tym względzie wynalazek odznacza się znaczącymi zaletami w stosunku do stanu techniki.

PL 201 890 B1

Zalecany przykład wykonania wynalazku odznacza się tym, że utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera 50 do 95% wagowych diakrylanu 1,6-heksanodiolu, korzystnie 60 do 80% wagowych diakrylanu 1,6-heksanodiolu, jak również 2,5 do 10% wagowych, korzystnie 4 do 7% wagowych 2-hydroksy-2-metylo-1-fenylopropanonu-1. Według jednego z ukształtowań tego przykładu wykonania utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa może zawierać dodatkowo 3,5 do 10% wagowych, korzystnie 4 do 7% wagowych polimeru modyfikowanego kwasem fosforowym.

Dla porównania żebra izolacyjne z poliamidu 66, które zawierały 25% wagowych włókien szklanych, zostały zmagazynowane w warunkach otoczenia przez trzy miesiące i następnie dalej obrabiane. Energia powierzchniowa bezpośrednio po obróbce wynosiła 35 mN/m. Żebra izolacyjne były łączone za pomocą aluminiowych półskorup, przepuszczane przez kąpiel do obróbki wstępnej i powlekane lakierem proszkowym wolnym od izocyjanuranu trójglicydylu. W końcu następowało lakierowanie piecowe w temperaturze 205°C przez 20 minut. Następnie badano jakość lakieru. Stwierdzono przy tym, że wymiar powłoki lakierowej właściwie był jeszcze akceptowalny, jednak przyczepność lakieru pozostawiała wiele do życzenia. W trakcie lakierowania piecowego występowało wyraźne i niepożądane tworzenie się pęcherzyków. W dalszym ciągu żebra izolacyjne wspomnianego uprzednio rodzaju były obrabiane za pomocą zawierającego rozpuszczalnik, przewodzącego, przyczepnego środka gruntującego, który zawiera około 75% wagowych rozpuszczalnika w postaci toluenu lub ksylenu. Żebra izolacyjne wykazują bezpośrednio po obróbce energię powierzchniową 48 do 56 mN/m. Następnie te żebra izolacyjne zostały zmagazynowane w warunkach otoczenia na trzy miesiące. Potem żebra izolacyjne obrabiano uprzednio opisanym sposobem. Po lakierowaniu piecowym zbadano jakość lakieru. Wymiary powłoki lakierowej i przyczepność lakieru były zadowalające. Jednakże i w tym przypadku występowało niepożądane powstawanie pęcherzyków. Dla porównania żebra izolacyjne wymienionego wcześniej rodzaju były traktowane zgodną z wynalazkiem warstwą podkładową, tak że bezpośrednio po obróbce wykazują one energię powierzchniową 54 mN/m. Następnie te żebra izolacyjne poddano lakierowaniu piecowemu i procesowi wypalania. Podczas badania jakości lakieru stwierdzono, że zarówno powłoka lakierowa jak również przyczepność lakieru spełniają wszystkie wymagania. Nieoczekiwanie nie obserwowano tworzenia pęcherzyków. Dalej żebra izolacyjne opisanego poprzednio rodzaju były obrabiane zgodnym z wynalazkiem utwardzającym się w świetle ultrafioletowym przewodzącym środkiem podkładowym, tak, że bezpośrednio po obróbce wykazywały one energię powierzchniową 54 mN/m. Również te żebra izolacyjne poddawane były lakierowaniu proszkowemu i procesowi wypalania. Powłoka lakierowa w przypadku tych żeber była jeszcze bardziej wyraźna niż w wymienionym ostatnio przykładzie porównawczym. Przyczepność lakieru była optymalna i również tu nieoczekiwanie nie zaobserwowano tworzenia się pę cherzyków powietrza.

Claims

1. Sposób wytwarzania profili z tworzywa sztucznego lakierowanych proszkowo, zwłaszcza żeber izolacyjnych dla profili złożonych z aluminium i tworzywa sztucznego, znamienny tym, że na profil z tworzywa sztucznego nanosi się utwardzając ą się w ś wietle ultrafioletowym warstwę podkł adową zawierającą co najmniej 40% wagowych żywicy akrylowej i przy czym po utwardzeniu warstwy podkładowej przeprowadza się lakierowanie proszkowe profilu z tworzywa sztucznego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego, który jest wykonany z tworzywa sztucznego odpornego na temperaturę 200°C.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pracuje się z profilem z tworzywa sztucznego, który jest wykonany z poliamidu i/lub politereftalanu etylenu i/lub z mieszanek tych tworzyw sztucznych.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową zawierającą co najmniej 50% wagowych żywicy akrylowej.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że żywicę akrylową stanowi diakrylan 1,6-heksanodiolu.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że utwardzająca się w świetle ultrafioletowym warstwa podkładowa zawiera co najmniej jeden keton.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 5, znamienny tym, że nakłada się przewodzącą elektrycznie utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową.

PL 201 890 B1

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że nakłada się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową zawierającą co najmniej jedno samoistnie przewodzące tworzywo sztuczne.

9. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 5, znamienny tym, że nakłada się utwardzającą się w świetle ultrafioletowym warstwę podkładową o grubości od 1 do 30 urn, korzystnie od 1 do 25 μm.