DE4017603C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fluidisieren, Fördern und/oder Zerstäuben von pulverförmigen und flüssigen Beschichtungsmaterialien, insbesondere für die elektrostatische Oberflächenbeschichtung, mittels Druckgas.

Bei der Oberflächenbeschichtung wird zum Fluidisieren, zum Fördern und zum Zerstäuben von Beschichtungspulver sowie zum Zerstäuben von Beschichtungsflüssigkeiten, wie Farben und Lacken, Druckluft verwendet, die ent­ weder direkt aus einem Kompressor oder aus einem Druck­ luftnetz zur Verfügung gestellt wird. Erforderlichen­ falls sind Druckminderventile vorgesehen, um die vom Netz bzw. dem Kompressor mit im allgemeinen 8 bis 12 bar gelieferte Druckluft auf den jeweils gewünschten Be­ triebsdruck zu entspannen.

Druckluft steht nahezu überall zur Verfügung und stellt ein sehr kostengünstiges Druckmedium dar. Eingehende Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß die Druckluft auf dem hier interessierenden Gebiet der Oberflächenbeschichtung auch nachteilige Wirkungen hat. So führt Druckluft Wasser- und Öl­ rückstände mit, die zu unbefriedigenden Arbeitser­ gebnissen beim Auftrag des Beschichtungsmaterials auf das Werkstück führt, es sei denn, man setzt Wasserabscheider und Entöler ein, was zu einer be­ trächtlichen Erhöhung der Betriebskosten führt. Weiterhin ist von Bedeutung, daß die Druckluft Temperaturen aufweist, die entweder der Umgebungs­ temperatur entsprechen oder, bedingt durch den Verdichtungsvorgang, darüber liegen. Nun ist aber die Ionisationsfähigkeit der Luft proportional ihrer Temperatur, mit der Folge, daß beim elektro­ statischen Beschichten die zum Zerstäuben des Be­ schichtungsmaterials verwendete und vergleichsweise warme Druckluft sich stark auflädt, bei gegebener Aufladeenergie die gewünschte Aufladung der Pulver­ partikel oder Flüssigkeitströpfchen somit beein­ trächtigt wird. Eine Kühlung der Zerstäuberluft mittels Kühlaggregaten ist zwar möglich, jedoch kostspielig und führt darüber hinaus beim Einbau der Aggregate in Handsprühpistolen zu Isolations­ und Gewichtsproblemen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu ver­ bessern, daß es nicht zur Beeinträchtigung des Be­ schichtungsmaterials durch Wasser- und/oder Öltröpfchen kommt und beim elektrostatischen Beschichten ein hoher Aufladungswirkungsgrad des Beschichtungsmaterials ge­ währleistet ist. Die Kosten des Verfahrens aber trotz­ dem in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen bleiben. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß ein unter hohen Druck stehendes Inertgas auf den er­ forderlichen Betriebsdruck entspannt wird, wobei es sich auf eine Temperatur unter Umgebungstempe­ ratur abkühlt, und daß dieses kühle Inertgas dann als das Druckgas verwendet wird.

Besonders geeignet ist dabei reiner Stickstoff. So ist Stickstoff beispielsweise in verflüssigter Form in Druck­ flaschen oder -tanks erhältlich, und zwar vergleichsweise kostengünstig und nahezu frei von Wasser- und Ölrück­ ständen. Wird dieser verflüssigte Stickstoff vergast, dann ist es, etwa über mehrere Reduzierstufen, ohne Schwierigkeiten möglich, den gewünschten Betriebs­ druck von beispielsweise 2 bis 6 bar, und zugleich die gewünschte Betriebstemperatur von beispielsweise 5 bis 10°C zu erreichen, ohne daß es dazu einer von außen zugeführten Energie bedarf. Wird dieses ver­ gleichsweise kühle Gas verwendet, dann werden, wie Versuche erwiesen haben, höhere spezifische Pulver­ mengen injiziert und transportiert als bei Verwendung der vergleichsweise warmen Druckluft. Darüber hinaus hat man experimentell finden können, daß beim elektro­ statischen Sprühen während des Ladevorgangs im Be­ reich des elektrostatischen Feldes das kühlere Stick­ stoffgas weniger Ladung aufnimmt als die wärmere Druckluft, womit mehr Ladeenergie direkt auf die Pulver- oder Flüssigkeitspartikel übertragen wird; der Aufladungs- und Niederschlagswirkungsgrad ist jeden­ falls wesentlich verbessert. Ausserdem wird durch die Verwendung von Inertgas die Zerstäuberwolke im wesentlichen frei von Luft und damit von Sauerstoff gehalten, so daß in der Zerstäuberwolke selbst kein zündfähiges Gas vorhanden ist; auch die Bildung einer zündfähigen Gasatmosphäre im Arbeitsraum bzw. der Sprühkabine wird reduziert.

Die Temperaturveränderung des auf einen Wert von beispielsweise 5 bis 10°C gebrachten Stickstoffs durch seinen Transport durch die Versorgungslei­ tungen hindurch ist so minimal,und zwar aufgrund der vergleichsweisen hohen Strömungsgeschwindig­ keiten, daß sie kaum eine Rolle spielen, auch nicht bei langen Versorgungsleitungen.

Wird das reine Inertgas als Zerstäuberluft bei luftgelagerten Rotationszerstäubern verwendet, dann bietet es sich an, dieses Inertgas auch zum Antrieb des Rotationszerstäubers heranzuziehen, weil damit Lagerungsprobleme durch dem Antriebsgas beigefügte Wasser- und Öltröpfchen ausgeschaltet werden.

An Stelle des flüssigen Stickstoffs kann auch hoch­ vorgespanntes Stickstoffgas für den Betrieb bereit­ gestellt werden, wobei die gewünschte Temperatur durch den Expansionsvorgang bei der Druckreduzierung erzielt wird. Weiterhin ist es möglich, an Stelle von reinem Stickstoff reines Kohlendioxid zu ver­ wenden, das bezüglich Aggregatszustandsänderung sowie Druck-Temperatur-Charakteristik mit dem Stick­ stoff vergleichbar, ebenfalls kostengünstig und in der Lage ist, eine Schutzgasatmosphäre zu bilden. Die angegebenen Betriebsdrücke von 2 bis 6 bar und Betriebstemperaturen von 5 bis 10°C sollen selbst­ verständlich nur Leitbereiche darstellen.

Wenn auch die Kosten für das Inertgas, etwa Stick­ stoff, etwas höher liegen als diejenigen für Druck­ luft, so kann trotzdem die Wirtschaftlichkeit verbessert sein, und zwar durch Wegfall von Wasserabscheidern und Entölern sowie den höheren Niederschlagswirkungsgrad bei der Beschichtung. Außerdem kann eine vorsorgliche Lösch­ anlage im Spritzbereich entfallen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Fluidisieren, Fördern und/oder Zerstäuben von festen und flüssigen Beschichtungs­ materialien bei der Oberflächenbeschichtung, insbe­ sondere der elektrostatischen Oberflächenbeschich­ tung, mittels eines Druckgases, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter hohem Druck stehendes, reines Inertgas auf den gewünschten Betriebsdruck entspannt wird, wobei sich das Inertgas auf eine Temperatur unter Umgebungstemperatur abkühlt, und daß dieses kühle Inertgas als das Druckgas verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Inertgas einer Temperatur von 5 bis 10°C als Druckgas verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas ein unter Hochdruck verflüssigbares Gas verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas reiner Stickstoff verwendet wird.