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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Reinigung
von Härtungsstationen
in Beschichtungsstraßen.
Außerdem
betrifft die vorliegende Erfindung eine neue Vorrichtung zur Durchführung des
Reinigungsverfahrens.
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Bei
der Automobilserienlackierung (vgl. BASF-Handbuch Lackiertechnik,
A. Goldschmidt und H. -J. Steinberger, Vincetz Verlag, Hannover,
2002, Seiten 714 bis 737, »7.1
Automobilserienlackierung«)
gibt es nach Pausen im Beschichtungsprozess oder Lackierprozess
Sauberkeitsprobleme beim Wiederanfahren der Beschichtungsstraßen, insbesondere
der Lackierlinien. Diese Probleme werden durch Schmutzpartikel hervorgerufen,
die sich in den Härtungsstationen,
wie Öfen
und Bestrahlungsanlagen, während
der Pausen angesammelt haben und beim Wiederanfahren der Beschichtungsstraßen in die
frisch applizierten Lackschichten hinein fallen und dort fixiert
werden. Die resultierenden, deutlich sichtbaren Lackstörungen müssen durch
Schleifen und Polieren sowie gegebenenfalls durch eine Reparaturlackierung
beseitigt werden, was ein erheblicher zeitlicher, technischer und
wirtschaftlicher Aufwand ist. Dadurch ist in der Wiederanfahrphase
der so genannte First-Run, d. h. die Anzahl der lackierten Karosserien,
die nicht nachbehandelt werden müssen, signifikant
schlechter ist als im normalen Lackierprozess. Im Schnitt benötigt man
bei einer Bandgeschwindigkeit in der Lackierlinie von etwa 3 bis
6 m/min und einer Taktlänge
von 5 m pro Karosserie, was etwa 40 bis 70 Karosserien pro Stunde
entspricht, etwa ein bis zwei Stunden um den First-Run bei normalem
Durchlaufbetrieb wieder zu erreichen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung
zur Reinigung von Härtungsstationen
in Beschichtungsstraßen,
insbesondere in Lackierlinien für
die Automobilserienlackierung, zu finden, die die Nachteile des
Standes der Technik nicht mehr länger
aufweist, sondern die wirksam verhindert, dass in der Wiederanfahrphase einer
Beschichtungsstraße
nach einer Pause eine Verschmutzung frisch applizierter Beschichtungen durch
Schmutzpartikel, die sich in den Härtungsstationen angesammelt
haben, eintritt, die eine Nachbehandlung der eingebrannten Beschichtungen,
insbesondere der Automobilserienlackierungen, durch Schleifen und
Polieren sowie gegebenenfalls durch eine Reparaturlackierung notwendig
macht. Durch die Verwendung der neuen Vorrichtung soll der First-Run
in der Wiederanfahrphase signifikant rascher den First-Run bei normalem
Durchlaufbetrieb erreichen. Außerdem
soll der First-Run bei Dauerbetrieb durch die Verwendung der neuen
Vorrichtung signifikant verbessert werden.
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Außerdem ist
es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur
Reinigung von Härtungsstationen
in Beschichtungsstraßen,
insbesondere in Lackierlinien für
die Automobilserienlackierung, bereitzustellen, das die Nachteile
des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern das
leicht in den Beschichtungsprozess integriert werden kann und das
in einfacher Weise ohne größere Umbaumaßnahmen
und/oder zusätzliche
Anlagen wirksam verhindert, dass in der Wiederanfahrphase einer
Beschichtungsstraße
nach einer Pause eine Verschmutzung frisch applizierter Beschichtungen durch
Schmutzpartikel, die sich in den Härtungsstationen angesammelt
haben, eintritt, die eine Nachbehandlung der eingebrannten Beschichtungen,
insbesondere der Automobilserienlackierungen, durch Schleifen und
Polieren sowie gegebenenfalls durch eine Reparaturlackierung notwendig macht.
Durch das neue Verfahren soll der First-Run in der Wiederanfahrphase
signifikant rascher den First-Run bei normalem Durchlaufbetrieb
erreichen. Außerdem
soll der First-Run bei Dauerbetrieb durch das neue Verfahren signifikant
verbessert werden.
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Demgemäß wurde
die neue Vorrichtung zur Reinigung von Härtungsstationen in Beschichtungsstraßen gefunden,
die mindestens einen Formkörper von
der Größe des zu
beschichtenden Stückgutes umfasst,
der mit mindestens einer nicht härtenden Beschichtung,
die mindestens ein oligomeres und/oder polymeres Bindemittel und
mindestens ein organisches Lösemittel
enthält,
beschichtet ist.
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Im
Folgenden wird die neue Vorrichtung zur Reinigung von Härtungsstationen
für Beschichtungsstraßen als »erfindungsgemäße Vorrichtung« bezeichnet.
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Außerdem wurde
das neue Verfahren zur Reinigung von Härtungsstationen in Beschichtungsstraßen, in
denen ein zu beschichtendes Stückgut
mit mindestens einem Beschichtungsstoff beschichtet wird, wonach
man die resultierende(n) Beschichtung(en) in mindestens einer Härtungsstation
härtet, gefunden,
bei dem mindestens ein Formkörper
von der Größe des zu
beschichtenden Stückgutes,
der mit einer nicht härtenden
Beschichtung, die mindestens ein oligomeres und/oder polymeres Bindemittel und
mindestens ein organisches Lösemittel
enthält, beschichtet
ist, durch die Härtungsstation
oder die Härtungsstationen
geführt
wird, bevor das Stückgut hindurch
geführt
wird.
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Im
Folgenden wird das neue Verfahren zur Reinigung von Härtungsstationen
in Beschichtungsstraßen
als »erfindungsgemäßes Verfahren« bezeichnet.
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann
nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe die der vorliegenden Erfindung
zugrunde lag, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden
konnte.
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Insbesondere
war es überraschend,
dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufwies,
sondern wirksam verhinderte, dass in der Wiederanfahrphase einer
Beschichtungsstraße
nach einer Pause eine Verschmutzung frisch applizierter Beschichtungen
durch Schmutzpartikel, die sich in den Härtungsstationen angesammelt
hatten, eintrat, die eine Nachbehandlung der eingebrannten Beschichtungen,
insbesondere der Automobilserienlackierungen, durch Schleifen und
Polieren sowie gegebenenfalls durch eine Reparaturlackierung notwendig
gemacht hätte.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichte der
First-Run in der Wiederanfahrphase signifikant rascher den First-Run
bei normalem Durchlaufbetrieb. Außerdem konnte der First-Run
bei Dauerbetrieb durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
signifikant verbessert werden.
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Ebenso
war es überraschend,
dass das erfindungsgemäße Verfahren
die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufwies,
sondern ohne größere Umbaumaßnahmen
und/oder zusätzliche
Anlagen leicht in den Beschichtungsprozess integriert werden konnte
und in einfacher Weise wirksam verhinderte, dass in der Wiederanfahrphase
einer Beschichtungsstraße
nach einer Pause eine Verschmutzung frisch applizierter Beschichtungen
durch Schmutzpartikel, die sich in den Härtungsstationen angesammelt
hatten, eintrat, die eine Nachbehandlung der eingebrannten Beschichtungen,
insbesondere der Automobilserienlackierungen, durch Schleifen und
Polieren sowie gegebenenfalls durch eine Reparaturlackierung notwendig
gemacht hätte. Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
erreichte der First-Run in der Wiederanfahrphase signifikant rascher
den First-Run bei normalem Durchlaufbetrieb. Außerdem konnte der First-Run
bei Dauerbetrieb durch das erfindungsgemäße Verfahren signifikant verbessert
werden.
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Vor
allem aber überraschte
die breite Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens
in den unterschiedlichsten Beschichtungsstraßen, insbesondere Lackierlinien.
Ganz besondere Vorteile wiesen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
aber bei ihrer Verwendung in den Lackierlinien für die Automobilserienlackierung
auf, weil bei PKW Lackstörungen
besonders problematisch sind, da die Automobilkunden erfahrungsgemäß Lackstörungen überhaupt
nicht akzeptieren.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst mindestens einen, insbesondere einen, Formkörper. Vorzugsweise
besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung
im Wesentlichen aus dem Formkörper. »Im wesentlichen« bedeutet,
dass der Formkörper
noch die nicht härtende
Beschichtung umfasst und noch weitere Bestandteile umfassen kann,
die seiner Handhabung und/oder seiner Fixierung auf Transportvorrichtungen
dienlich sind.
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Der
Formkörper
weist die Größe des zu
beschichtenden Stückgutes
auf. D.h., er kann dieselben Abmessungen oder angenähert dieselben
Abmessungen wie das Stückgut
haben. Dabei kann der Formkörper
dieselbe äußere Form
oder in etwa dieselbe Form haben oder ein einfacher geometrischer Körper, der
in etwa die Abmessungen des Stückguts hat,
sein. Vorzugsweise ist der Formkörper
ein einfacher geometrischer Körper,
wie eine Kugel oder ein Würfel,
insbesondere ein Würfel.
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Bei
dem Stückgut
kann es sich um beliebige dreidimensionale Gegenstände, wie
Karosserien von Fortbewegungsmitteln jeglicher Art (insbesondere mit
Muskelkraft betriebene Fortbewegungsmittel, wie Fahrräder, Kutschen
oder Draisinen, Fluggeräte,
wie Flugzeuge oder Zeppeline, Schwimmkörper, wie Schiffe oder Bojen,
Schienenfahrzeuge und Kraftfahrzeuge, wie Motorräder, Busse, LKW oder PKW) oder
von Teilen hiervon; um Teile von Bauwerken für den Innen- und Außenbereich;
um Möbel,
Fenster und Türen;
um industrielle Kleinteile; um Container und Emballagen; um weiße Ware;
um Folien; um optische, elektrotechnische und mechanische Bauteile sowie
um Glashohlkörper
und Gegenständen
des täglichen
Bedarfs handeln. Vor allem aber handelt es sich um KFZ-Karosserien,
insbesondere PKW-Karosserien, und Teile hiervon.
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Vorzugsweise
ist der Formkörper
aus Materialien aufgebaut, die sich leicht zerteilen, formen und entsorgen
lassen und leicht sind. Bevorzugt ist der Formkörper aus einer Folie, besonders
bevorzugt einer Metallfolie und insbesondere einer Aluminiumfolie
aufgebaut. Zur Herstellung des bevorzugt eingesetzten würfelförmigen Formkörpers kann
die Folie in einfacher Weise, z. B. durch Kleben oder mit Heftzwecken,
Nägel oder
Klammern auf einem entsprechend dimensionierten Gestell oder Gerüst fixiert werden.
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Der
Formkörper
ist mit mindestens einer, insbesondere einer, nicht härtenden
Beschichtung beschichtet. »Nicht
härtend« bedeutet,
dass die Beschichtung in den Härtungsstationen
der Beschichtungsstraßen
weder unter dem Einfluss von Hitze und/oder von aktinischer Strahlung
wie UV-Strahlung oder
Elektronenstrahlung vernetzt, sondern auf Dauer klebrig bleibt.
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Die
Beschichtung enthält
mindestens ein, insbesondere ein, oligomeres und/oder polymeres Bindemittel,
vorzugsweise ein Bindemittel, wie es üblicherweise in Beschichtungsstoffen,
insbesondere in Beschichtungsstoffen für die Automobilserienlackierung,
verwendet wird. Außerdem
enthält
die Beschichtung mindestens ein organisches Lösemittel, vorzugsweise ein
Lösemittel,
wie es üblicherweise
in Beschichtungsstoffen, insbesondere in Beschichtungsstoffen für die Automobilserienlackierung,
verwendet wird.
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Die
Auswahl geeigneter Bindemittel und Lösemittel für eine gegebene Beschichtungsstraße kann
der Fachmann in einfacher Weise anhand der ihm bekannten chemischen
und physikalischen Eigenschaften der Bindemittel und Lösemittel,
insbesondere anhand ihrer bekannten thermischen Stabilität und/oder
Stabilität
gegenüber
aktinischer Strahlung wie UV-Strahlung oder Elektronenstrahlung
und ihrer Flüchtigkeit,
treffen. Vorzugsweise verwendet er die gleichen Bindemittel und
Lösemittel
wie sie in dem Beschichtungsstoff, mit dem das Stückgut beschichtet
wird, vorliegen.
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Nach
seiner erfindungsgemäßen Verwendung
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
umweltschonend entsorgt werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren
angewandt. Dieses dient der Reinigung von Härtungsstationen in Beschichtungsstraßen, in
denen ein zu beschichtendes Stückgut
mit mindestens einem Beschichtungsstoff beschichtet wird, wonach
man die resultierende(n) Beschichtung(en) in mindestens einer Härtungsstation
härtet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann in allen Beschichtungsstraßen
integriert werden, die dem Beschichten der vorstehend beschichteten
Stückgüter dienen.
Bevorzugt wird es in die Lackierlinien für die Erstlackierung von KFZ,
insbesondere PKW, integriert.
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Als
Härtungsstationen
können
alle üblichen und
bekannten Anlagen zur Härtung
von Schichten aus Beschichtungsstoffen, insbesondere Lacken, dienen.
Vorzugsweise werden Öfen,
wie Umluftöfen oder
mit IR- und/oder mit NIR-Strahlern ausgerüstete Öfen und Umluftöfen, die
der thermischen Härtung dienen,
sowie Anlagen zum Bestrahlen mit aktinischer Strahlung, wie UV-Strahlung
oder Elektronenstrahlung, die der Strahlenhärtung dienen, verwendet. Diese Öfen und
Anlagen können
in geeigneter Weise mit einander kombiniert werden.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren
ist es wesentlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Härtungsstation
oder die Härtungsstationen
geführt
wird, bevor das Stückgut
hindurch geführt
wird. Zu diesem Zweck wird die erfindungsgemäße Vorrichtung ablösbar auf
der Transportvorrichtung, beispielsweise dem ersten Skitt, fixiert,
mit der das Stückgut,
beispielsweise eine PKW-Karosserie, durch die Beschichtungsstraße, beispielsweise
eine Lackierlinie in einer Automobilfabrik, transportiert wird.
Durch diese Maßnahme
wird die Ablagerung von Schmutzpartikeln auf und in den Beschichtungen des
Stückguts
wirksam verhindert.
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Beispiel
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Die Lackierung
von PKW-Karosserien in einer Lackierlinie
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In
einer Lackierlinie wurden PKW-Karosserien, die mit einer eingebrannten
Elektrotauchlackierung, einer eingebrannten Füllerlackierung, einer getrockneten,
aber nicht vollständig
gehärteten
Wasserbasislackschicht und einer auf die Wasserbasislackschicht
nass-in-nass applizierten,
thermisch härtbaren
Klarlackschicht beschichtet worden waren, bei einer Bandgeschwindigkeit
von etwa 4 m/min und einer Taktlänge
von 5 m pro Karosserie, entsprechend etwa 45 Karosserien pro Stunde,
einem Umluftofen zugeführt,
worin die Wasserbasislackschichten und die Klarlackschichten gemeinsam
gehärtet
wurden. Bei normalem Durchlaufbetrieb lag der First-Run bei 85%,
d. h., es musste nur 6 bis 7 Karosserien pro Stunde durch Schleifen
und Polieren sowie gegebenenfalls durch eine Reparaturlackierung
nachbehandelt werden.
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Nach
einem einstündigen
Stillstand der Lackierlinie wurde die Linie wieder angefahren. In
der ersten Stunde nach dem Wiederanfahren lag der First-Run nur bei 70%,
d. h., es mussten in dieser Zeit etwa 12 bis 14 lackierte Karosserien
pro Stunde nachbehandelt werden, bis der First-Run wieder bei 85%
lag.
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Nach
einem weiteren einstündigen
Stillstand der Lackierlinie wurde auf dem ersten Skitt vor den beschichteten
Karosserien ein Würfel
aus Aluminiumfolie, die mit einem nicht härtenden Klarlack beschichtet
worden war, fixiert. Der Würfel
wies dieselbe Größe wie die
Karosserien auf. Der nicht härtende Klarlack
bestand aus demselben Bindemittel und denselben Lösemitteln,
wie der auf den Karosserien befindliche, thermisch härtbare Klarlack.
Der Würfel wurde,
der geschilderten Anordnung gemäß, vor den Karosserien
durch den Umluftofen geführt.
Bei den nachfolgenden lackierten Karosserien erreichte der First-Run
nach kurzer Zeit, d. h. in weniger als einer Stunde, sogar 90%.