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Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelstrukturen oder montierten Baugruppen beliiebiger Struktur - Dokument DE19721461A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19721461A1 26.11.1998
Titel Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelstrukturen oder montierten Baugruppen beliiebiger Struktur
Anmelder Daimler-Benz Aerospace Airbus GmbH, 21129 Hamburg, DE
Erfinder Gante, Thomas, Dipl.-Ing., 27721 Ritterhude, DE;
Bütergerds, Dieter, 48465 Ohne, DE;
Fangmeier, Armin, Dipl.-Chem.Dr., 32369 Rahden, DE
DE-Anmeldedatum 22.05.1997
DE-Aktenzeichen 19721461
Offenlegungstag 26.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.11.1998
IPC-Hauptklasse B05D 3/06
IPC-Nebenklasse F26B 19/00   F26B 3/347   
IPC additional class // C09D 163/00,175/04  
Zusammenfassung Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelteilen oder montierten Baugruppen beliebiger Struktur im Durchlaufverfahren bzw. im stationären Betrieb in einen erwärmten Trocknungsraum, insbesondere von Lacken auf Aluminiumbauteilen oder auf Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen für Luftfahrzeuge, wobei als Lacke vorzugsweise wasserverdünnbare wie auch lösemittelhaltige Ein- oder Zweikomponentenlacke auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis verwendet werden.
Ein energiesparendes Trocknungsverfahren, mit dem auch eine schnelle Trocknung von Bauteilen mit komplizierter Geometrie sichergestellt ist, wird dadurch geschaffen, daß als Wärmequelle im Trocknungsraum mindestens ein Mikrowellenmodul zur Erzeugung von mittels Hohlleitern mit definierten Austrittsöffnungen in den Trocknungsraum eingeleiteten Mikrowellen verwendet wird. In den Trocknungsraum wird die Einzelteile oder Baugruppen umströmende Luft zusammen mit einem Zusatzstoff mit Dipolcharakter derart eingeleitet, daß das Luftgemisch einen relativen Anteil an Zusatzstoff innerhalb eines vorgegebenen steuerbaren Bereiches von 20% bis 90% aufweist, wobei der Anteil an Zusatzstoff im Trocknungsraum eingehalten wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen oder nichtmetallischen Einzelteilen oder montierten Baugruppen beliebiger Struktur im Durchlaufverfahren bzw. im stationären Betrieb in einem erwärmten Trocknungsraum, insbesondere von Lacken auf Aluminiumbauteilen oder auf Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen für Luftfahrzeuge, wobei als Lacke vorzugsweise wasserverdünnbare wie auch lösemittelhaltige Ein- oder Zweikomponentenlacke auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis verwendet werden.

Eine Trocknung von auf metallischen Bauteilen oder Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen aufgebrachten Lacken, insbesondere von Zweikomponentenlacken, in Konvektionsöfen mittels warmer Luft innerhalb eines Temperaturbereiches von z. B. 40 bis 90°C ist allgemein bekannt. Ebenso bekannt ist die Trocknung derartiger Lacke mit Hilfe von Infrarotstrahlung. Nachteile dieser Trocknungsverfahren sind in einem verhältnismäßig hohen Energieaufwand sowie in langen Trocknungszeiten zu sehen. Auch können nachteiligerweise mittels der Infrarotstrahlung wegen entstehender Schattenbildung lediglich Bauteile von einfacher geometrischer Gestalt getrocknet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein energiesparendes Trocknungsverfahren zu schaffen, mit dem auch eine schnelle Trocknung von Bauteilen mit komplizierter Geometrie sichergestellt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Wärmequelle im Trocknungsraum mindestens ein Mikrowellenmodul zur Erzeugung von mittels Hohlleitern mit definierten Austrittsöffnungen in den Trocknungsraum eingeleiteten Mikrowellen verwendet wird, daß Luft zur Umströmung der Einzelteile bzw. Baugruppen in den Trocknungsraum eingeleitet wird, daß die eingeleitete Luft mit einem Zusatzstoff mit Dipolcharakter derart angereichert wird, daß das Luftgemisch einen relativen Anteil an Zusatzstoff innerhalb eines vorgegebenen steuerbaren Bereiches von 20% bis 90% aufweist, und daß der Anteil an Zusatzstoff im Trocknungsraum eingehalten wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhafterweise eine schnelle Trocknung von Bauteilen beliebiger Geometrie bei verhältnismäßig geringen Temperaturen sowie bei einer gleichmäßigen Erwärmung der Lackoberflächen erzielt, was besonders für von im Luftfahrzeugbau verwendete Aluminiumbauteile oder Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen von Vorteil ist. Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich in vorteilhafterweise den Umstand zunutze, daß zum Ablauf einer wirkungsvolleren chemischen Vernetzung ein Teil des Zusatzstoffes für die die Einzelteile oder montierten Baugruppen umgebende Luft als Reaktionspartner dient. Das aus Luft und einem beigemischten Zusatzstoff hergestellte Luftgemisch umströmt die im Trocknungsraum befindlichen Bauteile oder Baugruppen, wobei die Moleküle des Luftgemisches von den Mikrowellen in Schwingungen versetzt werden. Die auf diese Weise im Luftgemisch entstehende Wärmeenergie wird auf die zu trocknende Lackoberfläche übertragen und begünstigt die chemische Vernetzung. Hierbei können beispielsweise neun Mikrowellenmodule mit jeweils vier Magnetrons mit einer Hochfrequenzleistung von z. B. jeweils 1,2 KW verwendet werden. Hieraus ergibt sich die gesamte aufgewendete Leistung von 43,2 KW, wovon etwa 36 KW nutzbar sind.

Erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben. Diese Ausgestaltungen bestehen beispielsweise darin, daß die Einzelteile auf einem Förderband - vorzugsweise in auf dem Förderband befindlichen Behältnissen - durch den Trocknungsraum transportiert werden. Auch kann ein Kettenförderer mit hängend durch den Trocknungsraum transportierten Einzelteilen oder Baugruppen oder auch ein Chargentrockner im stationären Betrieb verwendet werden.

Erfindungsgemäß kann der Zusatzstoff, vorzugsweise Wasserdampf, zur Erzeugung des vorgebenen Feuchteanteiles entweder durch in der Umgebung der Magnetrons der Mikrowellenmodule angeordnete Feinvernebelungsdüsen oder mittels regelbarer Klimatisierungsgeräte in den Trocknungsraum eingeleitet werden. Auch ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenen Feuchteanteiles eine in der Nähe der Magnetrons der Mikrowellenmodule angeordnete Lösung mit bekanntem Dampfdruck verwendet wird, die über ein Gebläse in den Trocknungsraum eingeleitet wird.

Um auf Strukturen mit komplizierten Geometrien aufgebrachte Lacke nach dem erfindungsgemäßen Verfahren trocknen zu können, ist die Erzeugung eines inhomogenen Mikrowellenfeldes im Trocknungsraum erforderlich. Dieses kann erfindungsgemäß durch eine gezielte Steuerung der Hochfrequenzleistung der Magnetrons und/oder des Verhältnisses aus Luft und Zusatzstoff erfolgen.

Neben den eingangs erwähnten Ein- oder Zweikomponentenlacken auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch die Trocknung von Lacken auf anderer chemischer Basis möglich, beispielsweise von Alkydharz-Lacken.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Trocknung von Lacken auf metallischen bzw. nichtmetallischen Einzelteilen oder montierten Baugruppen beliebiger Struktur im Durchlaufverfahren bzw. im stationären Betrieb in einem erwärmten Trocknungsraum, insbesondere von Lacken auf Aluminiumbauteilen oder auf Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen für Luftfahrzeuge, wobei als Lacke vorzugsweise wasserverdünnbare wie auch lösemittelhaltige Ein- oder Zweikomponentenlacke auf Epoxyd- oder Polyurethanbasis verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmequelle im Trocknungsraum mindestens ein Mikrowellenmodul zur Erzeugung von mittels Hohlleitern mit definierten Austrittsöffnungen in den Trocknungsraum eingeleiteten Mikrowellen verwendet wird, daß Luft zur Umströmung der Einzelteile bzw. Baugruppen in den Trocknungsraum eingeleitet wird, daß die eingeleitete Luft mit einem Zusatzstoff mit Dipolcharakter derart angereichert wird, daß das Luftgemisch einen relativen Anteil an Zusatzstoff innerhalb eines vorgegebenen steuerbaren Bereiches von 20% bis 90% aufweist, und daß der Anteil an Zusatzstoff im Trocknungsraum eingehalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile bzw. Baugruppen auf einem Förderband durch den Trocknungsraum transportiert werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kettenförderer mit hängend durch den Trocknungsraum transportierten Einzelteilen bzw. Baugruppen verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im stationären Betrieb ein Chargentrockner verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff Wasserdampf verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenen Feuchteanteiles durch in der Umgebung der Magnetrons der Mikrowellenmodule angeordnete Feinvernebelungsdüsen in den Trocknungsraum eingeleitet wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenem Feuchteanteiles eine in der Nähe der Magnetrons der Mikrowellenmodule angeordnete Lösung mit bekannten Dampfdruck verwendet wird, die über ein Gebläse in den Trocknungsraum eingeleitet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff zur Erzeugung des vorgegebenen Feuchteanteiles mittels regelbarer Klimatisierungsgeräte in den Trocknungsraum eingeleitet wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Erzeugung eines inhomogenen Mikrowellenfeldes im Trocknungsraum.






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