EP2040859A2 - Strahlungsgerät, verfahren und anordnung zur pulverbeschichtung von holzwerkstoffen - Google Patents

Strahlungsgerät, verfahren und anordnung zur pulverbeschichtung von holzwerkstoffen

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EP2040859A2
EP2040859A2 EP07819896A EP07819896A EP2040859A2 EP 2040859 A2 EP2040859 A2 EP 2040859A2 EP 07819896 A EP07819896 A EP 07819896A EP 07819896 A EP07819896 A EP 07819896A EP 2040859 A2 EP2040859 A2 EP 2040859A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
radiation device
powder
radiation
irradiated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07819896A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Brendel
Karl-Heinz Ullerich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TGC TECHNOLOGIE BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH
Original Assignee
TGC TECHNOLOGIE BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH
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Filing date
Publication date
Application filed by TGC TECHNOLOGIE BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH filed Critical TGC TECHNOLOGIE BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH
Publication of EP2040859A2 publication Critical patent/EP2040859A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254—After-treatment
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    • B05D7/06—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D2401/30—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant
    • B05D2401/32—Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant applied as powders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the present invention relates to a method and an arrangement for powder coating of particular plate or disc-shaped wood objects and a corresponding radiation device for this purpose.
  • WO 2006/061391 A2 discloses a radiation device and a powder application station and an arrangement for coating temperature-sensitive materials and a method for this purpose.
  • the present invention relates to a further development of the devices and methods described there, so that the disclosure content of WO 2006/061391 A 2 is fully incorporated by reference into the present application.
  • WO 2006/061391 a method and a corresponding device is known, by means of which a rapid heating or heating of surfaces and in particular provided with powder MDF panels for powder coating thereof using the use of movable energy sources, in particular infrared emitters allows becomes.
  • the movement of the energy emitters takes place oscillating, preferably on a circular path or partial circular path.
  • the object to be coated with powder is moved past the energy emitters. This allows a uniform powder coating of wood-based materials without damaging the wood-based material due to a temperature load on the wood-based materials, in particular in their core area.
  • a temperature-sensitive materials and in particular wood materials such as MDF (Medium Density Fiber) elements
  • a further provided control device can control at least one of the measured area of the surface associated energy emitter.
  • a regulation to a certain temperature value or a temperature interval is possible.
  • the temperature sensors which are preferably formed by infrared sensors, are arranged so that a direct measurement of the surface temperature during irradiation possible is.
  • the temperature sensors it is also possible to simplify the device, the temperature sensors to be arranged so that a time-staggered control or regulation of the energy source is guaranteed.
  • a time-staggered control of the energy emitters on the basis of the determined temperature data is regarded as a regulation and not only an immediate regulation without a long time delay or without local offset of the arrangement of energy emitter and temperature sensor, which is also possible.
  • the control device is thus preferably designed as a control unit which automatically sets the temperature in at least one, preferably several, and in particular all areas of the irradiated surface to a predetermined temperature or a predetermined temperature interval, the measured temperature values are automatically used for control and thus for control.
  • known control techniques are used.
  • the division of the surface to be irradiated or irradiated into imaginary or virtual areas is advantageous because the temperature sensors are designed for the sake of simplicity so that they can determine the temperature only in a localized area of the object to be irradiated or irradiated , Accordingly, it is advantageous to set up the control unit such that the energy radiators assigned to this area are also controlled or regulated only for the measured area. Thus, it is possible to monitor, control or automatically irradiate only individual, critical areas of the surface to be irradiated or irradiated accordingly. However, it is advantageous if possible to monitor the entire surface to be irradiated or irradiated by means of temperature sensors and to control or regulate the energy emitters accordingly. Accordingly, the surface to be irradiated or irradiated is subdivided into a multiplicity of imaginary regions, for each of which one or more temperature sensors are provided.
  • the temperature sensors can be correspondingly combined in groups, so that from the various temperature sensors of a group for an area to be monitored, a temperature average is formed.
  • a plurality of energy radiators can also be combined to form a group, in which case the energy radiators of this group are uniformly controlled and / or regulated by the control unit.
  • the imaginary regions of the surface to be irradiated or to be irradiated are arranged next to or above one another transversely to a transport direction of the surface to be irradiated or to be irradiated.
  • the temperature sensors can be arranged spatially spaced from the energy emitters, whereby a greater temporal offset of the temperature measurement for irradiation with the corresponding energy emitter can occur. This simplifies the apparatus required for the dynamic arrangement with moving energy emitters and moving object. In order to keep the control effort low, it is advantageous to arrange the temperature sensors equidistant from the energy emitters assigned to them, so that the same temporal offset of the temperature measurement takes place for all temperature sensors.
  • the temperature sensors can be arranged on a part of a circular path, an ellipse or an oval.
  • the objects to be irradiated are preferably MDF boards which are to be coated on both main surfaces and the peripheral end faces, it is also advantageous to provide the temperature sensors on both sides of the transport path for the objects to be irradiated, as well as with the energy emitters he follows.
  • the temperature sensors are preferably infrared sensors which can detect the radiation emitted by the surface. Since the emission values depend on the objects to be irradiated and in particular the applied powder or its color, the control device and / or the temperature sensors are designed such that the measured value determination is adjusted automatically, eg by color matching. It is also possible that by means of a database corresponding emission values for the to be irradiated Objects and in particular the corresponding powder are stored, so that the controller can make a corresponding adjustment of the evaluation or determination of the temperature values based on this information.
  • the radiation power of the energy radiator is continuously made by the control device, so that a targeted and accurate adjustment of the radiation power is possible.
  • irradiation in the near-infrared range is advantageous, in which case it is possible in particular to use halogen-infrared radiators.
  • a process is proposed for powder coating wood-based materials, in particular MDF boards, in which first powder is applied in a powder application station and subsequently the powder is heated or melted with a radiation device to be finally cured in a curing and curing area.
  • the wood moisture of the objects to be coated is hereby adjusted to 7 to 7.8 percent by weight of water, since this produces optimum results both for powder application and for curing and crosslinking, without causing damage to the wood-based material.
  • the curing and crosslinking of the powder can be carried out after the first heating by a first radiation device according to the invention after the powder application station either in a Um Kunststoffofen and / or by means of a second radiation device, which preferably has UV emitters for UV-curing powder.
  • a convection oven an air speed of more than 5 m / s is preferably set.
  • the powder is applied electrostatically, wherein a particularly homogeneous application of the powder is made possible by the use of a low leakage current in the range of 1 to 10 ⁇ A.
  • the temperature treatment of the powder by the first radiation device for rapid heating is preferably to ensure that the surface temperature of the object or the powder is greater than 110 0 C, in particular greater than 14O 0 C and preferably in the range of 140 0 C to 160 0 C. to ensure a rapid fusion or rapid reaction of the powder.
  • the core temperature of the material to be coated should not rise above 100 0 C and preferably below 90 0 C.
  • the surface temperature of the object should be above 110 0 C or in the range of 115 0 C to 150 0 C and especially 14O 0 C to 15O 0 C and thereby for a certain time kept constant or gradually lowered.
  • the core temperature of the object below 100 0 C should be used during any time, including during the curing and crosslinking, preferably be maintained below 9O 0 C and in particular in the range from 70 0 C to 9O 0 C.
  • a corresponding climatic chamber can be provided with a corresponding arrangement for coating wood-based materials.
  • FIG. 1 shows a plant according to the invention for powder coating of MDF boards.
  • Fig. 2 is a side view of a radiation device according to the invention
  • 3 shows a sectional view through the radiation device from FIG. 2 transversely to the transport plane
  • FIG. 5 is a schematic representation of the arrangement of the temperature sensors in a radiation device according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the structure of a plant according to the invention for powder coating of MDF boards 8, as they are used in the furniture industry.
  • the plant has a total of six processing stations 1 to 6, which passes through the MDF plate 8 by means of a transport device 7.
  • the transport device 7 is realized by a rail arrangement, are received in the brackets 10, to which the MDF board 8 can be mounted.
  • the MDF board 8 is processed by means of a grinder 9 on the surfaces so that a smooth clean surface is formed.
  • the MDF plate is flamed in the processing station 2 by means of a gas burner 38 shown schematically on the surface to remove any remaining after the grinding process wood fibers and to densify the surface by the action of flame.
  • a plasma treatment plant (not shown) may be provided after or instead of the processing station 2 with the flaming, wherein the plasma action on the surface likewise results in a densification of the surface.
  • a painting system with a spray booth 1 1 and a spraying device 14 is shown, by means of which water vapor supported painting a primer is applied to the surface of the MDF board 8.
  • the primer serves to seal the surface gas-tight and to fill the pores in the surface of the MDF board 8, as in the patent application of Patrick Oliver Ott regarding a method for the pretreatment of surfaces of wood and / or wood fiber composite blanks for subsequent powder or foil coating is described.
  • a water-soluble primer which may be a commercially available primer, is preferably used, since this leads to particularly smooth and dense surface layers in connection with a steam-assisted process, as described in the patent application DE 10 2004 012 889.
  • a steam generating device 12 is provided in addition to the paint supply device 13 in the painting of the processing station 3.
  • the primed MDF board 8 can be transferred immediately after painting in a continuous process in the next processing station, since the high temperature of the water vapor is a very fast drying. If necessary, a buffer station not shown here can be installed in the arrangement in order to realize a certain drying time for the MDF boards 8.
  • an electrostatic powder application such as spray guns 16, powder reservoir 15, feed lines 20 u.
  • a discharge element 18 is provided, which is grounded via the line 19 and serves to dissipate excess charge and to smooth the field line pattern on the object 8 to be coated in order to increase the powder application to the powder Avoid edges where field concentrations can form.
  • the current to be set is chosen to be very small, preferably in the range from 1 to 10 ⁇ A.
  • powder application means 16 in the form of a spray gun 16 are provided in the powder application station 4 for each side of the MDF board 8, with diverting elements 18 being arranged opposite the spray guns 16.
  • the second powder application spray gun 16 is also not shown, since it is covered by the discharge element 18. Only the supply line 20 can be seen.
  • the diverting element 18 is designed as a lattice-shaped structure in which the lattice bars are designed as flat bars with a depth of a few centimeters (4 to 6 cm) and a thickness of approx.
  • the MDF plate 8 is transferred by the transport device 7 with the applied powder in the processing station 5, in which a radiation device 21 according to the invention with short-wave infrared radiators or near infrared emitters, in particular halogen emitters is provided to that on the surface of the MDF -Latte 8 powder to melt by a very fast and short heating.
  • a radiation device 21 according to the invention with short-wave infrared radiators or near infrared emitters, in particular halogen emitters is provided to that on the surface of the MDF -Latte 8 powder to melt by a very fast and short heating.
  • Figures 2 and 3 show the Strahluns réelle invention or a part thereof in greater detail.
  • the radiation device 21 has, as can be seen in particular in Figure 3, two opposing circular rings 40 on which the energy emitter 41 are arranged about a rotation axis parallel to the transport plane 48 tilting or pivoting. Between the rings 40 with the energy emitters 41, the transport plane 48 for the MDF boards 8 runs.
  • the ring 40 is rotatably supported by spokes 42 on a rotation axis 43 and connected there to an eccentric 44, on which in turn a rod 45 is arranged.
  • the rod 45 is also connected at its other end with an eccentric 47, which is arranged for example on an electric motor 46.
  • the rotational movement of the electric motor 46 is first converted into a reciprocating movement of the rod 45 and via the eccentric 44 again into a pivoting movement of the ring 40.
  • the energy emitters 41 in the ring plane 40 are moved back and forth about the axis 43 by means of a pivoting movement, so that they transfer their energy or heat in a bent region to the MDF plate 8.
  • the rings 40 be formed perpendicular to the transport plane 48.
  • the radiation device 21 has a temperature sensor arrangement by means of which the surface temperatures on the MDF board 8 can be measured without contact.
  • the holder is shown in Figures 4 (a) to (c) in different side views.
  • the stator 50 for the temperature sensor arrangement is an arcuate plate, which is arranged according to the representation of FIG. 5 to the ring 40, in each case one stator on each side of the transport plane 48.
  • the temperature sensors 51 are also arcuate in accordance with the embodiment 5 in a circular portion corresponding to the ring 40, arranged so that the temperature sensors 51 are provided equidistant to corresponding energy beams 41 on the ring 40. This ensures that the temperature measurement takes place according to the same path traveled by the MDF board after irradiation in the transport direction (see arrow in FIG. 5).
  • the energy emitter can be moved by the oscillating movement of the ring 40 each over a certain range of the surface to be irradiated of the MDF board 8, the energy emitters certain temperature sensors 51 can be assigned, the temperature detection in the corresponding areas 58 of the MDF board to capture.
  • These areas 58 are arbitrary imaginary areas, which are delimited by dashed lines in FIG. 5, and are only influenced by the temperature sensors and / or energy radiators used.
  • the measured values measured by the temperature sensors 51 are transmitted to a control device 52, which controls or regulates the assigned energy emitter 41 on the basis of the determined temperatures for the individual regions 58 of the surface to be irradiated.
  • a plurality of temperature sensors and / or energy emitters 51 may each be combined into groups having either a uniform measurement, e.g. provide an average value and / or be controlled or regulated in a uniform manner.
  • the MDF plate 8 processed in this way passes indirectly in a convection oven 6 as the sixth processing station (see Fig. 1), in which in several zones, for example three zones corresponding heated circulating air, for example, through inlet openings 24 from bottom to top (see arrow 27) is guided to the suction 25.
  • the speed of the circulating air very high, for example in the range of more than 1 m / s, preferably greater than or equal to 2 m / s, in particular greater than or equal to 5 m / s, so that over a long distance a constant temperature profile can be set.
  • a further radiation device 21 can be provided in particular with UV lamps.
  • a corresponding UV curing with a radiation device equipped with UV lamps 21 may also be provided instead of the recirculating oven 6 or be integrated in these.
  • the inventive method as has been illustrated in the embodiment, very uniform powder coatings can be produced on MDF boards, without causing damage to the MDF board.
  • MDF boards should preferably have a residual moisture content of between 7 and 7.8% by weight, which can be achieved, for example, by storage in climatic chambers or the like.
  • the resistance in this case has a value of about 10 ⁇ ⁇ .
  • the MDF boards have a density of about 800 kg / m 3 +/- 20 kg / m 3 .
  • the conductivity can be achieved for example by appropriate additives or by conductive primer coatings.
  • FIGs 6 a) and b) show two further alternatives of the embodiment of a radiation device 21 according to the invention, wherein in the partial image a) the ring 40 'has an oval shape along the oval, the energy emitters 41 are arranged in a similar manner as in The embodiment of Figures 2 to 5. Accordingly, only a few energy emitters 41 are shown in the figure ⁇ a.
  • Figure 6b shows a spiral 40 "which may also be used in place of the annulus 40 in the radiation tool 21.
  • a spiral 40 " which may also be used in place of the annulus 40 in the radiation tool 21.
  • FIGS. 2 to 5 show a spiral 40 "which may also be used in place of the annulus 40 in the radiation tool 21.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsgerät für das Bestrahlen von Oberflächen, insbesondere schnelles Aufheizen von Oberflächen von insbesondere am Strahlungsgerät vorbei bewegten Objekten (8), insbesondere MDF-Elementen bei der Pulverbeschichtung, mit mehreren über der Bestrahlungsfläche verteilten Energiestrahlern (41), vorzugsweise Wärmestrahlern, insbesondere Infrarot (IR)- oder Nahezu-IR (near infrared NIR)-Strahlern, welche auf mindestens einem, vorzugsweise bewegbaren Träger (40. 40',40') insbesondere beweglich angeordnet sind, wobei mindestens ein berührungslos messender Temperatursensor (51), der die Temperatur des bestrahlten Objekts in mindestens einem Bereich (58) der bestrahlten Oberfläche des Objekts (8) messen kann, und eine Steuerungseinrichtung (52) vorgesehen sind, welche derart ausgebildet sind, dass die Steuerungseinrichtung (52) die gemessene Temperatur des oder der Temperatursensoren (51) aufnehmen kann und mindestens einen Energiestrahler (41) steuert, der dem Bereich (58) der Bestrahlungsfläche zugeordnet ist, für welchen die Temperaturmessung erfolgt, sowie eine Anordnung und ein Verfahren zum Pulverbeschichten von insbesondere platten- oder scheibenförmigen Holz- Objekten, vorzugsweise MDF-Platten, unter Verwendung einer Anordnung mit einer Pulverauftragsstation (4), einem ersten Strahlungsgerät, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Bereich (6) zum Aushärten oder Vernetzen des Pulvers, insbesondere mit einem Umluftofen und/oder zweiten Strahlungsgerät, wobei das erste Strahlungsgerät (21) zwischen Pulverauftragsstation und Aushärte/Vernetzungsbereich und das zweite Strahlungsgerät im Aushärte/Vernetzungsbereich, insbesondere Nachhärtebereich angeordnet ist, und wobei die Holzfeuchte der zu behandelnden Holz-Objekte in Gewichtsprozent Wasser auf 7 bis 7,8 eingestellt wird.

Description

Strahlungsgerät, Verfahren und Anordnung zur Pulverbeschichtung von Holzwerkstoffen
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Pulverbeschichten von insbesondere platten- oder scheibenförmigen Holz-Objekten sowie ein entsprechendes Strahlungsgerät hierzu.
STAND DER TECHNIK
Aus der WO 2006/061391 A2 ist ein Strahlungsgerät sowie eine Pulverauftragsstation und eine Anordnung zur Beschichtung von temperatursensibien Materialien sowie ein Verfahren hierzu bekannt. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der dort beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren, so dass der Offenbarungsgehalt der WO 2006/061391 A 2 vollumfänglich durch Verweis in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird.
Aus der WO 2006/061391 ist ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung bekannt, mittels der ein schnelles Aufheizen bzw. Beheizen von Oberflächen und insbesondere mit Pulver versehenen MDF -Platten zur Pulverbeschichtung derselben unter der Verwendung von bewegbaren Energiestrahlern, wie insbesondere Infrarot- Strahlern, ermöglicht wird. Die Be- wegung der Energiestrahler erfolgt oszillierend vorzugsweise auf einer Kreisbahn oder Teilkreisbahn. Gleichzeitig wird das mit Pulver zu beschichtende Objekt an den Energiestrahlern vorbei bewegt. Dies erlaubt eine gleichmäßige Pulverbeschichtung von Holzwerkstoffen, ohne dass es durch eine Temperaturbelastung der Holzwerkstoffe, insbesondere in ihrem Kem- bereich zu einer Schädigung des Holzwerkstoffes kommen würde.
Obwohl mit den in der WO 2006/061391 A2 beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen bereits sehr gute Ergebnisse erzielt werden, besteht durch Weiterentwicklung dieser neuen Technologie Potenzial einer weiteren Verbesserung hinsichtlich der Eigenschaften des mittels der Verfahren und der Vorrichtungen hergestellten Produkte und einer Vereinfachung der Arbeitsverfahren und der Herstellung der Vorrichtungen. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtungen bzw. Verfahren bereit zu stellen, mit denen bei temperatursensiblen Werkstoffen und insbesondere bei Holzwerkstoffen, wie MDF(Medium Density Fibre)-Elementen eine homogene Pulverbeschichtung bei einer geringen Belastung des zu beschichtenden Werkstoffs möglich ist. Gleichzeitig soll die Herstellung der beschichteten Produkte als auch der dazu notwendigen Vorrichtungen vereinfacht werden.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Strahlungsgerät mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 14 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 und einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 22, Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, in ein Strahlungsgerät für das Bestrahlen von Oberflächen und insbesondere zum schnellen Aufheizen von Oberflächen von an dem Strahlungsgerät vorbeibewegten Objekten, mindestens einen berührungslos messenden Temperatursensor zu integrieren, so dass über die ermittelte Ober- flächentemperatur der bestrahlten Oberfläche des Objekts eine weiterhin vorgesehene Steuerungseinrichtung mindestens einen dem gemessenen Bereich der Oberfläche zugeordneten Energiestrahler steuern kann. Auf diese Weise ist es möglich, für verschiedene zu beschichtende Objekte bzw. mit verschiedenen Pulvern zu beschichtende Objekte die Verfahrensparameter in einfacher Weise einzustellen, da durch die Temperaturmesswerte im einfachsten Fall der Steuerung nach einer ersten Bearbeitung bzw. Bestrahlung eines spezifischen Objekts entsprechende Daten vorliegen, die die Steuerung des Strahlungsgeräts bzw. der Energiestrahler für eine Serie dieser Objekte ermöglichen. Neben der Steuerung der Energiestrahler, z.B. auch im Hinblick auf Ab- oder Anschalten beim Überschreiten oder Unterschreiten eines Temperaturgrenzwertes, ist auch eine Regelung auf einen bestimmten Temperaturwert oder ein Temperaturintervall möglich. Insbesondere ist es auch möglich, eine unmittelbare Regelung der Energiestrahler und insbesondere auch der Leistung der Energiestrahler während des Bestrahlungsvorgangs vorzunehmen, wenn die Temperatursensoren, die vorzugsweise durch Infrarot-Sensoren gebildet sind, so angeordnet sind, dass eine unmittelbare Messung der Oberflächentemperatur während der Bestrahlung möglich ist. Allerdings ist es zur Vereinfachung der Vorrichtung auch möglich, die Temperatursensoren so anzuordnen, dass eine zeitlich versetzte Steuerung bzw. Regelung der Energiestrahler gewährleistet ist. Dies ist insbesondere bei einem Strahlungsgerät mit bewegten Energiestrahlern, die sich bei der Bestrahlung beispielsweise oszillierend auf einer Kreisbahn oder linear bewegen, vorteilhaft, da der Regelungsaufwand durch die Bewegung der Energiestrahler und zusätzlich des zu bestrahlenden Objekts ansonsten sehr hoch ist.
Als Regelung wird somit in dem vorliegenden Fall auch eine zeitlich versetzte Steuerung der Energiestrahler aufgrund der ermittelten Temperaturdaten angesehen und nicht nur eine unmittelbare Regelung ohne größere zeitliche Verzögerung oder ohne örtlichen Versatz der Anordnung von Energiestrahler und Temperatursensor, welche ebenfalls möglich ist.
Die Steuerungseinrichtung ist somit vorzugsweise als Regelungseinheit ausgebildet, welche die Temperatur in mindestens einem, vorzugsweise mehreren und insbesondere allen Bereichen der bestrahlten Oberfläche automatisch auf eine vorgegebene Temperatur oder ein vorgegebenes Temperaturintervall einstellt, wobei die gemessenen Temperaturwerte automatisch zur Steuerung und somit zur Regelung herangezogen werden. Insbesondere werden bekannte Regelungstechniken dazu herangezogen.
Die Aufteilung der zu bestrahlenden bzw. bestrahlten Oberfläche in gedachte bzw. virtuelle Bereiche ist deshalb vorteilhaft, da die Temperatursensoren der Einfachheit halber so ausgebildet sind, dass sie nur in einem örtlich begrenzten Bereich der zu bestrahlenden bzw. bestrahlten Oberfläche des Objekts die Temperatur ermitteln können. Entsprechend ist es vor- teilhaft, die Steuerungseinheit so einzurichten, dass auch nur für den gemessenen Bereich die diesem Bereich zugeordneten Energiestrahler gesteuert oder geregelt werden. Somit ist es möglich, nur einzelne, kritische Bereiche der zu bestrahlenden bzw. bestrahlten Oberfläche entsprechend zu überwachen, zu steuern oder automatisch geregelt zu bestrahlen. Vorteilhaft ist es jedoch, möglichst die gesamte zu bestrahlende oder bestrahlte Oberfläche mittels Tem- peratursensoren zu überwachen und die Energiestrahler entsprechend zu steuern oder zu regeln. Entsprechend wird die zu bestrahlende oder bestrahlte Oberfläche in eine Vielzahl von gedachten Bereichen unterteilt, für die jeweils ein oder mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind.
Die Temperatursensoren können entsprechend in Gruppen zusammengeschlossen werden, so dass aus den verschiedenen Temperatursensoren einer Gruppe für einen zu überwachenden Bereich ein Temperaturmittelwert gebildet wird.
In gleicher Weise können mehrere Energiestrahler ebenfalls zu einer Gruppe zusammengeschlossen werden, wobei dann die Energiestrahler dieser Gruppe einheitlich durch die Steuerungseinheit gesteuert und/oder geregelt werden.
Vorzugsweise sind die gedachten Bereiche der bestrahlten oder zu bestrahlenden Oberfläche quer zu einer Transportrichtung der bestrahlten oder zu bestrahlenden Oberfläche neben- oder übereinander angeordnet.
Wie bereits erwähnt, können die Temperatursensoren örtlich beabstandet zu den Energiestrahlern angeordnet sein, wobei ein größerer zeitlicher Versatz der Temperaturmessung zur Be- Strahlung mit dem entsprechenden Energiestrahler auftreten kann. Dies vereinfacht bei der dynamischen Anordnung mit bewegten Energiestrahlern und bewegtem Objekt den apparativen Aufwand. Um den Regelungsaufwand gering zu halten, ist es vorteilhaft, die Temperatursensoren äquidistant zu den ihnen zugeordneten Energiestrahlern anzuordnen, so dass für alle Temperatursensoren der gleiche zeitliche Versatz der Temperaturmessung erfolgt. Entspre- chend können die Temperatursensoren auf einem Teil einer Kreisbahn, einer Ellipse oder eines Ovals angeordnet sein.
Da die zu bestrahlenden Objekte vorzugsweise MDF-Platten sind, welche auf beiden Hauptflächen und den umlaufenden Stirnseiten beschichtet werden sollen, ist es ebenso vorteilhaft, die Temperatursensoren auf beiden Seiten des Transportpfades für die zu bestrahlenden Ob- jekte vorzusehen, genauso wie dies mit den Energiestrahlern erfolgt.
Bei den Temperatursensoren handelt es sich vorzugsweise um Infrarot- Sensoren, die die von der Oberfläche emittierte Strahlung erfassen können. Da die Emissionswerte von den zu bestrahlenden Objekten und insbesondere dem aufgebrachten Pulver bzw. dessen Farbe abhängen, sind die Steuerungseinrichtung und/oder die Temperatursensoren derart ausgebildet, dass die Messwertermittlung automatisch, z.B. durch Farbabgleich angepasst wird. Möglich ist auch, dass mittels einer Datenbank entsprechende Emissionswerte für die zu bestrahlenden Objekte und insbesondere die entsprechenden Pulver abgelegt werden, so dass die Steuerungseinrichtung aufgrund dieser Information eine entsprechende Anpassung der Auswertung bzw. Bestimmung der Temperaturwerte vornehmen kann.
Vorteilhafterweise wird auch die Strahlungsleistung der Energiestrahler durch die Steuerungseinrichtung stufenlos vorgenommen, so dass eine gezielte und genaue Einstellung der Strahlungsleistung möglich ist.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und unabhän- gig sowie in Kombination mit anderen Aspekten Schutz begehrt wird, ist es auch vorteilhaft, die Energiestrahler entlang eines Ovals oder einer Spirale anzuordnen, da damit eine besonders homogene Bestrahlung, insbesondere von plattenförmigen Objekten möglich ist.
Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, dass eine Bestrahlung im Nahezu-Infrarot-Bereich (near infrared NIR) vorteilhaft ist, wobei insbesondere Halogen-Infrarot-Strahler eingesetzt werden können.
Nach einem weiteren Aspekt, für den ebenfalls unabhängig und in Kombination mit den weiteren Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, wird ein Verfahren zur Pulverbeschich- tung von Holzwerkstoffen, insbesondere MDF-Platten vorgeschlagen, bei dem zunächst Pulver in einer Pulverauftragsstation aufgebracht und anschließend das Pulver mit einem Strahlungsgerät aufgeheizt bzw. aufgeschmolzen wird, um abschließend in einem Aushärte- und Vernetzungsbereich ausgehärtet zu werden. Die Holzfeuchte der zu beschichtenden Objekte wird hierbei auf 7 bis 7,8 Gewichtsprozent Wasser einzustellen, da dies optimale Ergebnisse sowohl für die Pulveraufbringung als auch für die Aushärtung und Vernetzung bewirkt, ohne Schäden an dem Holzwerkstoff zu verursachen.
Das Aushärten und Vernetzen des Pulvers kann nach dem ersten Aufheizen durch ein erstes erfindungsgemäßes Strahlungsgerät nach der Pulverauftragsstation entweder in einem Um- luftofen und/oder mittels eines zweiten Strahlungsgeräts erfolgen, welches vorzugsweise für UV-aushärtende Pulver UV-Strahler aufweist. Bei Verwendung eines Umluftofens wird vorzugsweise eine Luftgeschwindigkeit von mehr als 5 m/s eingestellt. Vorzugsweise wird das Pulver elektrostatisch aufgebracht, wobei durch die Verwendung einer geringen Ableitstromstärke im Bereich von 1 bis 10 μA ein besonders homogenes Aufbringen des Pulvers ermöglicht wird.
Bei der Temperaturbehandlung des Pulvers durch das erste Strahlungsgerät zum schnellen Aufheizen ist vorzugsweise darauf zu achten, dass die Oberflächentemperatur des Objektes bzw. des Pulvers größer 1100C, insbesondere größer 14O0C und vorzugsweise im Bereich von 1400C bis 1600C ist, um ein schnelles Verschmelzen bzw. eine schnelle Reaktion des Pulvers zu gewährleisten. Die Kerntemperatur des zu beschichtenden Werkstoffes sollte dabei nicht über 1000C ansteigen und vorzugsweise unter 900C bleiben.
Während des Aushärtens bzw. Vernetzens nach der Behandlung mit dem ersten Strahlungsgerät sollte die Oberflächentemperatur des Objekts über 1100C bzw. im Bereich von 1150C bis 1500C und insbesondere 14O0C bis 15O0C betragen und dabei für eine bestimmte Zeit kon- stant gehalten oder stufenweise abgesenkt werden.
Insbesondere sollte während jeder Zeit, also auch während des Aushärtens und Vernetzens die Kerntemperatur des Objekts unterhalb von 1000C, vorzugsweise unter 9O0C und insbesondere im Bereich von 700C bis 9O0C gehalten werden.
Um die oben beschriebene Holzfeuchte erreichen zu können, ist es vorteilhaft, die Holzobjekte für eine bestimmte Zeit bei Temperaturen zwischen 100C und 4O0C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 30% und 50%, insbesondere 35% bis 45% und vorzugsweise 45% bis 50% zu lagern. Dazu kann eine entsprechende Klimakammer mit einer entsprechenden An- Ordnung zur Beschichtung von Holzwerkstoffen vorgesehen sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutlich. Die beigefüg- ten Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Pulverbeschichtung von MDF-Platten;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Strahlungsgerätes; Fig. 3 eine Schnittansicht durch das Strahlungsgerät aus Figur 2 quer zur Transportebene;
Fig. 4 a) bis c) Seitenansichten eines Ständers für Temperatursensoren;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anordnung der Temperatursensoren in einem erfindungsgemäßen Strahlungsgerät; und in
Fig. 6 a) und c) Darstellungen der Anordnung der Energiestrahler.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage zur Pulverbeschichtung von MDF-Platten 8, wie sie in der Möbelindustrie Verwendung finden.
Bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel weist die Anlage insgesamt sechs Bearbeitungsstationen 1 bis 6 auf, die die MDF-Platte 8 mittels einer Transporteinrichtung 7 durchläuft. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Transporteinrichtung 7 durch eine Schienenanordnung realisiert, in der Halterungen 10 aufgenommen sind, an welchen die MDF-Platte 8 eingehängt werden kann.
In der ersten Bearbeitungsstation 1 wird die MDF-Platte 8 mittels eines Schleifgeräts 9 an den Oberflächen so bearbeitet, dass eine glatte saubere Oberfläche entsteht.
Anschließend wird die MDF-Platte in der Bearbeitungsstation 2 mittels eines schematisch dargestellten Gasbrenners 38 an der Oberfläche beflammt, um evtl. nach dem Schleifprozess verbliebene Holzfasern zu entfernen und die Oberfläche durch die Flammeneinwirkung zu verdichten.
Alternativ oder zusätzlich kann nach oder anstelle der Bearbeitungsstation 2 mit dem Be- flammen eine Plasmabehandlungsanlage (nicht gezeigt) vorgesehen werden, wobei durch die Plasmaeinwirkung auf die Oberfläche ebenfalls eine Verdichtung der Oberfläche erfolgt.
In der Bearbeitungsstation 3 ist eine Lackieranlage mit einer Spritzkabine 1 1 und einer Spritzeinrichtung 14 gezeigt, durch welche mittels Wasserdampf unterstütztem Lackieren ein Primer auf die Oberfläche der MDF-Platte 8 aufgebracht wird. Der Primer dient dazu, die Oberfläche gasdicht zu verschließen und die Poren in der Oberfläche der MDF-Platte 8 zu füllen, wie dies in der Patentanmeldung von Patrick Oliver Ott bezüglich eines Verfahrens zum Vorbehandeln von Oberflächen von Holz- und/oder Holzfaserverbundrohlingen zum anschließenden Pulver- oder Folienbeschichten beschrieben ist.
Vorzugsweise wird ein wasserlöslicher Primer, welcher ein handelsüblicher Primer sein kann, verwendet, da dies in Zusammenhang mit einem Wasserdampf unterstützten Verfahren, wie in der Patentanmeldung DE 10 2004 012 889 beschrieben, zu besonders glatten und dichten Oberflächenschichten führt. Zu diesem Zweck ist in der Lackieranlage der Bearbeitungsstation 3 eine Wasserdampferzeugungseinrichtung 12 zusätzlich zur Lackversorgungseinrichtung 13 vorgesehen.
Durch das Wasserdampf unterstütze Lackieren besteht femer der Vorteil, dass die mit Primer versehene MDF-Platte 8 unmittelbar nach dem Lackieren in einem kontinuierlichen Prozess in die nächste Bearbeitungsstation überfuhrt werden kann, da durch die hohe Temperatur des Wasserdampfs eine sehr schnelle Trocknung erfolgt. Erforderlichenfalls kann hier in der Anordnung eine nicht dargestellte Pufferstation eingebaut werden, um für die MDF-Platten 8 eine gewisse Trocknungszeit zu realisieren.
In der Bearbeitungsstation 4 erfolgt der Pulverauftrag, wobei die Pulverauftragsstation 4 e- benfalls ein Gehäuse 17 sowie entsprechende Einrichtungen für eine elektrostatische Pulverapplikation, wie Spitzpistolen 16, Pulvervorratsbehälter 15, Zuführleitungen 20 u. dgl. aufweist.
Erfϊndungsgemäß ist in der Pulverauftragsstation 4 noch zusätzlich gegenüberliegend zu je- dem Pulverauftragsmittel 16 ein Ableitelement 18 vorgesehen, welches über die Leitung 19 geerdet ist und dazu dient überschüssige Ladung abzuleiten und den Feldlinienverlauf an dem zu beschichtenden Objekt 8 zu glätten, um erhöhten Pulverauftrag an den Kanten, an denen sich Feldkonzentrationen ausbilden können, zu vermeiden. Die einzustellende Stromstärke wird sehr klein, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 μA gewählt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist in der Pulverauftragsstation 4 für jede Seite der MDF-Platte 8 ein Pulverauftragsmittel 16 in Form einer Spritzpistole 16 vorgesehen, wobei gegenüberliegend zu den Spritzpistolen 16 Ableitelemente 18 angeordnet sind. Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch lediglich ein Ableitelement 1 8 zu sehen, während das andere von der MDF-Platte 8 verdeckt ist. Auch die zweite Pulverauftragsspritz- pistole 16 ist nicht dargestellt, da sie durch das Ableitelement 18 verdeckt ist. Lediglich die Zuführleitung 20 ist zu sehen. Wie ferner in der Fig. 1 zu sehen ist, ist das Ableitelement 18 bei dem gezeigten Ausfuh- rungsbeispiel als gitterförmige Struktur ausgebildet, bei der die Gitterstäbe als Flachstege mit einer Tiefe von einigen Zentimetern (4 bis 6 cm) und einer Dicke von ca. 0,5 bis 1 cm ausgebildet sind. Neben dieser Ausführungsform des Ableitelements 18 sind weitere Ausführangs- formen vorstellbar, wie beispielsweise Lamellenvorhänge, Lochbleche, Schlitzbleche u. dgl.. Da sich auf den Ableitelementen 18 mit der Zeit selbst eine gewisse Pulverabscheidung bilden wird, ist es vorteilhaft, wenn eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der die Ableitelemente 18 von Zeit zu Zeit gereinigt werden können, beispielsweise durch entsprechendes Rütteln u, dgl..
Die MDF-Platte 8 wird durch die Transporteinrichtung 7 mit dem aufgebrachten Pulver in die Bearbeitungsstation 5 überführt, in der ein erfindungsgemäßes Strahlungsgerät 21 mit kurzwelligen Infrarotstrahlern oder Nahezu- Infrarot- Strahlern, insbesondere Halogen-Strahlern vorgesehen ist, um das auf der Oberfläche der MDF-Platte 8 befindliche Pulver durch eine sehr schnelle und kurze Aufheizung aufzuschmelzen.
Die Figuren 2 und 3 zeigen das erfindungsgemäße Strahlunsgerät bzw. einen Teil davon in größerem Detail.
Das Strahlungsgerät 21 weist, wie insbesondere in Figur 3 zu sehen ist, zwei einander gegenüber liegende kreisrunde Ringe 40 auf, an denen die Energiestrahler 41 um eine Drehachse parallel zur Transportebene 48 kipp- oder schwenkbar angeordnet sind. Zwischen den Ringen 40 mit den Energiestrahlern 41 verläuft die Transportebene 48 für die MDF-Platten 8.
Der Ring 40 ist über Speichen 42 drehbar an einer Drehachse 43 gelagert und dort mit einem Exzenter 44 verbunden, an dem wiederum eine Stange 45 angeordnet ist. Die Stange 45 ist an ihrem anderen Ende ebenfalls mit einem Exzenter 47 verbunden, der beispielsweise an einem Elektromotor 46 angeordnet ist. Durch diese Konstruktion mit zwei durch eine Stange 45 ver- bundenen Exzentern 44 und 47 wird die Drehbewegung des Elektromotors 46 zunächst in eine Hin- und Herbewegung der Stange 45 und über den Exzenter 44 wieder in eine Schwenkbewegung des Ringes 40 umgesetzt. Auf diese Weise werden die Energiestrahler 41 in der Ringebene 40 über eine Schwenkbewegung um die Achse 43 hin und her bewegt, so dass sie ihre Energie bzw. Wärme in einem gebogenen Bereich auf die MDF-Platte 8 übertra- gen. Zusätzlich können die Ringe 40 senkrecht zur Transportebene 48 ausgebildet sein. Erfindungsgemäße weist das Strahlungsgerät 21 eine Temperatursensorenanordnung auf, mittels der die Oberflächentemperaturen auf der MDF-Platte 8 berührungslos gemessen werden können. Die Halterung ist in den Figuren 4 (a) bis (c) in verschiedenen Seitenansichten dargestellt. Bei dem Ständer 50 für die Temperatursensoranordnung handelt es sich um eine bogen- förmige Platte, die gemäß der Darstellung der Figur 5 zu dem Ring 40 angeordnet ist, und zwar jeweils ein Ständer auf jeder Seite der Transportebene 48.
Auf dem Ständer 50 sind die Temperatursensoren 51 ebenfalls bogenförmig und zwar gemäß der Ausführungsform 5 in einem Kreisabschnitt, der dem Ring 40 entspricht, angeordnet, so dass die Temperatursensoren 51 äquidistant zu entsprechenden Energiestrahlen 41 auf dem Ring 40 vorgesehen sind. Damit wird gewährleistet, dass die Temperaturmessung nach der gleichen Wegstrecke erfolgt, die die MDF-Platte nach der Bestrahlung in Transportrichtung (siehe Pfeil der Figur 5) zurücklegt.
Da die Energiestrahler durch die oszillierende Bewegung des Rings 40 jeweils über einen gewissen Bereich der zu bestrahlenden Oberfläche der MDF-Platte 8 bewegt werden können, können den Energiestrahlern bestimmte Temperatursensoren 51 zugeordnet werden, die die Temperaturerfassung in den entsprechenden Bereichen 58 der MDF-Platte 8 erfassen. Diese Bereiche 58 sind willkürliche, gedachte Bereiche, die in der Figur 5 durch gestrichelte Linien voneinander abgegrenzt sind, und sind nur durch die verwendeten Temperatursensoren und/oder Energiestrahler beeinflusst.
Die von den Temperatursensoren 51 gemessenen Messwerte werden an eine Steuerungseinrichtung 52 übermittelt, die aufgrund der ermittelten Temperaturen für die einzelnen Bereiche 58 der zu bestrahlenden Oberfläche die zugeordneten Energiestrahler 41 steuert oder regelt.
Je nachdem wie die willkürlich gewählten Bereiche 58 definiert werden, können mehrere Temperatursensoren und/oder Energiestrahler 51 jeweils zu Gruppen zusammengefasst wer- den, die entweder einen einheitlichen Messwert, z.B. einen Mittelwert liefern und/oder einheitlich gesteuert oder geregelt werden.
Allerdings ist es natürlich auch möglich, einzelne Temperatursensoren einzelnen Energiestrahlern 41 entsprechend ihrem Wirkungsbereich zuzuordnen und aufgrund des einzelnen Messwerts einen einzelnen Energiestrahler 41 zu steuern oder zu regeln.
Nach Durchlaufen des Strahlungsgeräts mit den kurzwelligen Infrarot-Strahlern oder Nahezuinfrarot-Strahlern bzw. Halogen-Infrarot-Strahlern tritt die so bearbeitete MDF-Platte 8 un- mittelbar in einen Umluftofen 6 als sechste Bearbeitungsstation ein (siehe Fig. 1), in dem in mehreren Zonen, beispielsweise drei Zonen entsprechend aufgeheizte Umluft beispielsweise durch Eintrittsöffnungen 24 von unten nach oben (siehe Pfeil 27) zu den Ansaugeinrichtungen 25 geführt wird.
Da das Pulver durch die vorgeschaltete Behandlung im Strahlungsgerät 21 fest an der Oberfläche der MDF-Platte 8 haftet, ist es möglich, die Geschwindigkeit der Umluft sehr hoch einzustellen, beispielsweise im Bereich von mehr als 1 m/s, vorzugsweise größer gleich 2 m/s, insbesondere größer gleich 5 m/s, so dass über eine große Wegstrecke ein konstantes Temperaturprofil eingestellt werden kann.
Nach der Bearbeitungsstation 6 mit dem Aushärte- und Nachhärtebereich in Form eines Umluftofens 6 kann ein weiteres Strahlungsgerät 21 insbesondere mit UV-Strahlern vorgesehen werden. Alternativ kann eine entsprechende UV-Aushärtung mit einem mit UV-Strahlern bestückten Strahlungsgerät 21 auch anstelle des Umluftofens 6 vorgesehen sein oder in diesen integriert sein.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie es in dem Ausführungsbeispiel dargestellt worden ist, können sehr gleichmäßige Pulverbeschichtungen auf MDF-Platten erzeugt werden, ohne dass es zu einer Schädigung der MDF-Platte kommt. Dies gilt nicht nur für Holzfaserwerkstoffe, wie MDF-Platten, die hier exemplarisch dargestellt worden sind, sondern ganz allgemein bezüglich temperaturempfindlicher Substrate, insbesondere Holzwerkstoffe im AU- gemeinen.
Bei diesen Substraten ist lediglich darauf zu achten, dass eine Mindestleitfähigkeit gegeben ist, um die elektrostatische Pulverbeaufschlagung durchführen zu können. MDF-Platten sollen hierzu vorzugsweise einen Restfeuchtegehalt zwischen 7 und 7,8 Gew.% aufweisen, der beispielsweise durch Lagerung in Klimakammern o. dgl. erreicht werden kann. Der Widerstand weist hierbei einen Wert von ca. 10πΩ auf. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die MDF-Platten eine Dichte von ca. 800 kg/m3 +/- 20 kg/m3 besitzen.
Für andere Werkstoffe kann die Leitfähigkeit beispielsweise durch entsprechende Zusatzstoffe oder durch leitfähige Primerbeschichtungen erzielt werden.
Die Figuren 6 a) und b) zeigen zwei weitere Alternativen der Ausgestaltung eines erfindungs- gemäßen Strahlungsgeräts 21, wobei in dem Teilbild a) der Ring 40' eine Ovalform aufweist wobei entlang des Ovals die Energiestrahler 41 in ähnlicher Weise angeordnet sind, wie bei der Ausfuhrungsform der Figuren 2 bis 5. Entsprechend sind auch in der Figur όa nur einige wenige Energiestrahler 41 dargestellt.
In ähnlicher Weise zeigt die Figur 6 b) eine Spirale 40", die ebenfalls anstelle des Kreisrings 40 in dem Strahlungsgerät 21 verwendet werden kann. Auch hier sind ähnlich wie bei Figur 5 und Figur 6 a) anstatt aller nur einige wenige Energiestrahler entlang der Spirale 40" dargestellt. Auch diese Energiestrahler können in ähnlicher Weise, wie bei der Ausfuhrungsformen der Figuren 2 bis 5 kipp- oder verschwenkbar an der Spirale 40" angeordnet sein.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist für den Fachmann klar, dass Abwandlungen möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Insbesondere sind unterschiedliche Kombinationen einzelner Merkmale sowie das Weglassen einzelner beschriebener Merkmale möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Strahlungsgerät für das Bestrahlen von Oberflächen, insbesondere schnelles Aufheizen von Oberflächen von insbesondere am Strahlungsgerät vorbei bewegten Objekten (8), insbesondere MDF-Elementen bei der Pulverbeschichtung, mit mehreren über der
Bestrahlungsfläche verteilten Energiestrahlern (41), vorzugsweise Wärmestrahlern, insbesondere Infrarot (IR) - oder Nahezu-IR (near infrared NIR) - Strahlern, welche auf mindestens einem, vorzugsweise bewegbaren Träger (40, 40 ',40") insbesondere beweglich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein berührungslos messender Temperatursensor (51), der die Temperatur des bestrahlten Objekts in mindestens einem Bereich (58) der bestrahlten Oberfläche des Objekts (8) messen kann, und eine Steuerungseinrichtung (52) vorgesehen sind, welche derart ausgebildet sind, dass die Steuerungseinrichtung (52) die gemessene Temperatur des oder der Temperatursensoren (51) aufnehmen kann und mindestens einen Energiestrahler (41) steuert, der dem Bereich (58) der Bestrahlungsfläche zugeordnet ist, für welchen die Temperaturmessung erfolgt.
2. Strahlungsgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (52) als Regelungseinheit ausgebildet ist, welche die Temperatur in mindestens einem, vorzugsweise mehreren, insbesondere allen Bereichen der bestrahlten Oberfläche automatisch auf eine vorgegebene Temperatur oder ein vorgegebenes Temperaturintervall einstellt.
3. Strahlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (51 so ausgebildet ist, dass er nur die Temperatur in einem örtlich begrenzten Bereich der zu bestrahlenden Oberfläche des Objekts ermitteln kann.
4. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bestrahlende Oberfläche in eine Vielzahl von gedachten Wirkungsbereichen
(58) unterteilt ist, für die vorzugsweise jeweils ein oder mehrere Temperatursensoren (51) vorgesehen sind.
5. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Temperatursensoren (51) und/oder eine oder mehrere Energiestrahler (41 ) zu Gruppen zusammen geschlossen sind, wobei entsprechende Gruppen einheit- lieh für einen Bereich der zu bestrahlenden Oberfläche Messwerte ermitteln und/oder durch die Steuerungseinrichtung (52) gesteuert und/oder geregelt werden.
6. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Bereichen (58) zur Temperaturermittlung der bestrahlten Oberfläche quer zu einer Transportrichtung der zu bestrahlenden Oberfläche neben- oder übereinander angeordnet sind.
7. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (51) für alle Bereiche (58) zur Temperaturermittlung der be- strahlten Oberfläche und/oder für alle Gruppen von zusamrnengefassten Temperatursensoren (51 ) und/oder Energiestrahlern (41) äquidistant von den zugehörigen Energiestrahlern (41 ) beabstandet sind.
8. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (51 ) auf einem Teil einer Kreisbahn, einem Teil einer Ellipse oder einem Teil eines Ovals angeordnet sind.
9. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einander gegenüberliegenden und aufeinander zuweisenden Seite des Strahlungs- geräts Temperatursensoren (51) vorgesehen sind, die zwischen sich einen Transportpfad (48) für das zu bestrahlende Objekt (8) einschließen.
10. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (51) in Transportrichtung nach den Energiestrahlern angeord- net sind.
1 1. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (51) Infrarotsensoren sind.
12. Strahlungs gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsleistung der Energiestrahler (41) durch die Steuerungseinrichtung (52) stufenlos einstellbar ist.
13. Strahlungs gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (52) und/oder die Temperatursensoren (51) derart ausgestaltet sind, dass die Messwertermittlung automatisch an die Emissionswerte, insbesondere Farbe der zu bestrahlenden Oberfläche angepasst werden kann.
14. Strahlungsgerät für das Bestrahlen von Oberflächen, insbesondere schnelles Aufheizen von Oberflächen von insbesondere am Strahlungsgerät vorbei bewegten Objekten (8), insbesondere MDF-Elementen bei der Pulverbeschichtung, mit einem oder mehreren über der Bestrahlungsfläche verteilten Energiestrahlern (41), vorzugsweise Wärmestrahlern, insbesondere Infrarot (IR) - oder Nahezu- IR (near infrared NIR) - Strahlern, welche(r) auf mindestens einem vorzugsweise bewegbaren Träger (40,40 ',40") insbesondere beweglich angeordnet sind (ist) oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Energiestahler entlang eines Oval oder spiralförmig angeordnet sind.
15. Strahlungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiestrahler Wärmestrahler, vorzugsweise Infrarot(IR)-Strahler. insbesondere kurz- oder mittelwellige IR-Strahler oder Nahezu-IR-Strahler (near infrared NIR), vorzugsweise Halogen-Infrarot-Strahler und/oder UV-Strahler sind.
16. Verfahren zum Pulverbeschichten von insbesondere platten- oder scheibenförmigen Holz- Objekten, vorzugsweise MDF-Platten, unter Verwendung einer Anordnung mit einer Pulverauftragsstation (4), einem ersten Strahlungsgerät, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Bereich (6) zum Aushärten oder Ver- netzen des Pulvers, insbesondere mit einem Umluftofen und/Oder zweiten Strahlungs- gerät, wobei das erste Strahlungsgerät (21 ) zwischen Pulverauftragsstation und Aushärte/V ernetzungsbereich und das zweite Strahlungsgerät im Aushärte/Vernetzungsbereich, insbesondere Nachhärtebereich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzfeuchte der zu behandelnden Holz-Objekte in Gewichtsprozent Wasser auf 7 bis 7,8 eingestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Umluftofen eine Luftgeschwindigkeit von mehr als 5 m/s eingestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver elektrostatisch, insbesondere mit einer Ableit-Stromstärke im Bereich von 1 bis 10 μA aufgebracht wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur des Objekts (8) beim Bestrahlen des Pulvers mit dem ersten Strahlungsgerät größer 1 100C, insbesondere größer 140 0C vorzugsweise im Bereich von 140°C bis 16O0C ist und die Kerntemperatur des Objekts unterhalb 1000C, insbesondere 900C bleibt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aushärtens bzw. Vernetzens die Oberflächentemperatur des Objekts (8) oberhalb 1 100C, vorzugsweise im Bereich von 1 150C bis 15O0C, insbesonder 140 bis 1500C gehalten wird, insbesondere für eine bestimmte Zeit nahezu konstant gehalten und/oder stufenweise abgesenkt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aushärtens bzw. Vernetzens die Kerntemperatur des Objekts (8) unter- halb 1000C, vorzugsweise unter 9O0C, vorzugsweise im Bereich von 700C bis 9O0C gehalten wird.
22. Anordnung zum Pulverbeschichten von Objekten, insbesondere platten- oder scheibenförmigen Objekten, vorzugsweise MDF-Platten, mit einer Pulverauftragsstation (4), einem ersten Strahlungsgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einem Bereich (6) zum Aushärten oder Vernetzen des Pulvers, insbesondere mit einem Umluftofen und/oder einem zweiten Strahlungsgerät, wobei das erste Strahlungsgerät (21) zwischen Pulverauftragsstation und Aushärte/Vernetzungsbereich und das zweite Strahlungs gerät im Aushärte/Vernetzungsbereich, insbesondere Nachhärte- bereich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 20 geeignet ist.
23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klimakammer vorgeschaltet ist, in der die Holzobjekte eine bestimmte Zeit bei Temperaturen zwischen 100C und 40°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen
30% und 50%, insbesondere 35% bis 45%, vorzugsweise 40% bis 45% gelagert werden, um die notwendige Holzfeuchte einzustellen.
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RU (1) RU2457907C2 (de)
WO (1) WO2008006681A2 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005003802A1 (de) * 2004-12-10 2006-06-14 Nütro Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG Strahlungsgerät sowie Pulverauftragsstation und Anordnung zur Beschichtung von temperatursensiblen Materialien und Verfahren hierzu
US8963109B2 (en) 2010-03-22 2015-02-24 University Of Florida Research Foundation, Inc. Infrared radiation filter systems, methods of use, and methods of disinfection and decontamination
EP2415615B1 (de) * 2010-08-04 2014-01-15 Faber- Castell AG Verfahren zum Herstellen von Schreib-, Zeichen- und Malstiften
SE536336C2 (sv) * 2011-12-20 2013-08-27 Pivab Ab Exponeringskammare för härdning av strålningshärdbara beläggningar
US20140295095A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Robert Langlois In-Line Powder Coating of Non-Conductive Profiles Produced in a Continuous Forming Process such as Pultrusion and Extrusion
RU2640771C2 (ru) * 2016-03-09 2018-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Способ отверждения термореактивных полимерных порошковых покрытий
CN108410710A (zh) * 2018-03-27 2018-08-17 天津市天圣颐和科技有限公司 一种利用秸秆制备育秧盘的系统及生产方法
GB2593439B (en) * 2020-02-19 2022-12-14 Gozney Group Ltd Oven
KR102929999B1 (ko) 2025-07-22 2026-02-26 골드텍 주식회사 중·근적외선 분체 도장 장치 및 그 장치를 이용한 기능성 기재 제조 방법 및 그 기재로 제조된 함체를 포함하는 수배전반

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1713669A1 (ru) * 1989-12-05 1992-02-23 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени покрыти
US5282145A (en) * 1991-08-29 1994-01-25 Ronald Lipson Method of repair paint curing for production lines and apparatus
US6079874A (en) * 1998-02-05 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Temperature probes for measuring substrate temperature
ES2182500T3 (es) * 1998-03-16 2003-03-01 Advanced Photonics Tech Ag Procedimiento para el lacado con material en polvo.
US6100506A (en) * 1999-07-26 2000-08-08 International Business Machines Corporation Hot plate with in situ surface temperature adjustment
US6394796B1 (en) * 1999-11-04 2002-05-28 Alan D. Smith Curing oven combining methods of heating
US6539645B2 (en) * 2001-01-09 2003-04-01 Mark Savarese Drying apparatus and methods
US7135259B2 (en) * 2003-05-28 2006-11-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Scatterometric method of monitoring hot plate temperature and facilitating critical dimension control
CA2432836A1 (en) * 2003-06-13 2004-12-13 Robert W. Langlois Method of powder coating
US20050095353A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-05 Franziska Isele Method of curing powder coatings
DE102004012889A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Nütro Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG Wasserdampfunterstütztes Lackierverfahren
DE102005003802A1 (de) * 2004-12-10 2006-06-14 Nütro Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG Strahlungsgerät sowie Pulverauftragsstation und Anordnung zur Beschichtung von temperatursensiblen Materialien und Verfahren hierzu
US20070235437A1 (en) * 2006-04-05 2007-10-11 Klobucar Joseph M Paint oven monitoring system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008006681A2 *

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