DE19933100A1

DE19933100A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Pulverlacken

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Publication number: DE19933100A1
Application number: DE19933100A
Authority: DE
Original assignee: HYMMEN THEODOR GmbH; Theodor Hymmen KG
Current assignee: HYMMEN THEODOR GmbH; Theodor Hymmen KG
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-01-18
Also published as: ITGE20000094A0; ES2164607B1; IT1314529B1; ITGE20000094A1; ES2164607A1

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.

Bezugszeichenliste

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

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.