PROCESS FOR APPLYING COATINGS TO METALLIC OBJECTS, AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS PROCESS

Abstract: 1. Process for applying coatings onto metallic objects (3) such as tubes, tapes or sheets, particularly for externally coating of unalloyed steel tubes, in which the objects are, prior to being coated, cleaned and a lacquer dissolved in water is subsequently applied to the objects by spraying, characterized in that the objects are, in a manner known per se, cleaned (at 5) with hot water at a temperature of 50 to 90 degrees C and heated prior to being coated, in that a lacquer capable of being diluted with water and diluted in water is applied onto the objects at superficial temperatures of the objects to be coated of at least 50 degrees C in a manner known per se by spraying, particularly by rotative spraying and preferably in an electrostatical field, such that the major portion of the solvent evaporates already during atomizing and spraying and in that the film of lacquer adhering to the surface of the still warm objects is cooled in a manner known per se, preferably by spraying (at 10) cold water onto the objects.

Description: Verfahren zum Auftragen von Uberzügen auf metallische Gegenstände, sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen von Uberzügen auf metallische Gegenstände wie Rohre, Bänder oder Bleche, insbesondere zum Aussenbeschichten von unlegierten Stahlrohren, bei welchem die Gegenstände vor dem Beschichten erwärmt und gegebenenfalls gereinigt werden und anschliessend auf die noch warmen Gegenstände ein in Lösungsmittel gelöster Lack aufgetragen wird, sowie auf eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung. Rohre, Bänder oder Bleche, welche aus nicht rostbeständigen Stählen bestehen, unterliegen sowohl bei der Lagerung als auch beim Transport einer Korrosion und werden besonders an den Aussenflächen leicht von Rost befallen. Wenn beispielsweise solche Rohre verarbeitet oder verlegt werden sollen, müssen diese Rohre in aufwendiger Weise mit Metallbürsten, Sandstrahl oder anderen geeigneten Methoden von anhaftendem Rost oder Korrosionsprodukten befreit werden, bevor sie mit einem Anstrich versehen werden können. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, welches in einfacher Weise kontinuierlich durchgeführt werden kann und mit welchem beispielsweise Rohre, Bänder oder Bleche grundiert oder lackiert werden können, wobei dieses Verfahren möglichst unmittelbar nach der Herstellung der Rohre anwendbar sein soll. Solche ge schützte Gegenstände sind vor allem während der nachfolgenden Lagerung und beim Transport gegen Rost und Korrosion geschützt und können in einfacher Weise mit dem gewünschten Deckanstrich vom Verarbeiter versehen werden. Es wurde bereits vorgeschlagen, in Lösungsmitteln gelöste Lacke bei Oberflächentemperaturen über dem Siedepunkt des Lösungsmittels aufzutragen , um die Trocknungszeit zu verkürzen. Ein derartiges Verfahren bringt jedoch die Gefahr von Blasenbildungen und damit der Ausbildung von schlecht haftenden Überzügen mit sich. Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen sicher haftenden über zug in so kurzer Zeit aufzubringen, dass die kontinuierliche Aufbringung des Überzuges in den Herstellungsprozess der zu überziehenden Gegenstand integriert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen darin, dass auf die Gegenstände bei Oberflächentemperaturen von wenigstens 500C und unter dem Siedepunkt von Wasser ein mit Wasser verdünnbarer in Wasser gelöster Lack in an sich bekannter Weise insbesondere durch Sprühen, Rotationssprühen und/oder elektrostatisch, aufgetragen wird, und dass der an der Oberfläche der noch warmen Gegenstände anhaftende Lackfilm in an sich bekannter Weise vorzugsweise durch Aufsprühen von kaltem Wasser gekühlt wird. Wasserverdünnbare Lacke weisen in der Regel etwa 45 % Lackfestkörper auf und enthalten als Lösungsmittel Wasser in einem Anteil von ca. 45 Gew.-%. Der Anteil an organischen Lösungsmitteln macht bei diesen Lacken nur einen Prozentsatz von etwa 10 % aus. Solche Lacke werden durch gegebenenfalls noch anhaftendes von der Reinigung und Vorwärmung herrührendes Wasser in ihrer Haftfähigkeit nicht beeinträchtigt und neigen bei den verhältnismässig hohen Temperaturen von etwa 700C nicht zur Blasenbildung. Diese Lacke können in bekannter Weise durch Sprühen, beispielsweise mit elektrostatisch arbeitenden schnell rotierenden Sprühglocken, aufgebracht werden, wobei bereits bei der Zerstäubung und Versprühung der Hauptanteil des Lösungsmittels verdunstet. Da dieses Lösungsmittel hauptsächlich aus Wasser besteht, sind keine aufwendigen Umweltschutzeinrichtungen erforderlich und es entstehen vor allen Dingen nicht wie bei den konventionellen Lacken unangenehm riechende, gesundheitsschädliche und oft auch leicht entflammbare Dämpfe. Der Wasserdampf kann in einfacher Weise abgesaugt werden. Die kurze, für das Beschichten benötigte Zeit erlaubt es, beispielsweise Rohre in ihrer Längsrichtung durch eine Beschichtungsanlage hindurchzuführen und erlaubt die Ausbildung von Vorrichtungen, welche nur einen äusserst geringen Platz beanspruchen. Es ist bereits bekannt, Gegenstände, welche mit Kunststoff beschichtet werden, vor der Beschichtung zu erwärmen. Derartige Verfahren sind aber äusserst aufwendig und einer Erwärmung von Gegenständen vor einem einfachen Lackieren stand bisher das Vorurteil entgegen, dass die Lackschicht auf dem erwärmten Gegenstand zur Blasenbildung neigt. Eine solche Blasenbildung kann zuverlässig dadurch vermieden werden, dass die Gegenstände auf Temperaturen von 50 bis 800C, insbesondere 700C, erwärmt werden. Vorzugsweise wird erfindungsgemäss so vorgegangen, dass die Gegenstände mit Heisswasser bei einer Temperatur von 50 bis 900C vorzugsweise 60 bis 800C, welchem Reinigungsmittel, insbesondere Phosphate, zugesetzt ist, gereinigt und erwärmt werden. Die Verwendung von Heisswasser erlaubt hiebei in einfacher Weise sowohl die erforderliche Vorwärmung zur Verkürzung der Beschichtungszeit und damit Verringerung des Platzbedarfes der erforderlichen Anlage, als auch eine wirkungsvolle Reinigung der Oberflächen der zu beschichtenden Gegen¯ stände. Um eine kontinuierliche Durchförderung und Abförderung der metallischen Gegenstände mit hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen, wird vorzugsweise so vorgegangen, dass der an der Oberfläche der noch warmen Gegenstände anhaftende Lackfilm vorzugsweise durch Aufsprühen von kaltem Wasser, welches anschliessend mit Pressluft abgeblasen wird, gekühlt wird. Auf diese Weise wird der noch weiche Lackfilm durch das kalte Wasser rasch gehärtet und kann ohne Schwierigkeiten und Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche mit konventionellen Transporteinrichtungen weiter befördert werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung für die metallischen Gegenstände, eine guer zur Fördereinrichtung sprühende Hochdruck-Heisswasserstrahleinrichtung, eine dieser in Förderrichtung nachgeschaltete von der Fördereinrichtung durchsetzte Lackierkabine mit quer zur Fördereinrichtung angeordneten Sprühköpfen für einen in Lösungsmittel gelösten Lack und eine in Förderrichtung unmittelbar nachgeschaltete Kühleinrichtung, welche zur Lackierkabine und der ersten in Förderrichtung folgenden Abstützung der Fördereinrichtung angeordnet ist. Eine derartige Einrichtung kann ohne weiteres einen Bestandteil der Herstellungsstrasse für Rohre, Bänder oder Bleche bilden. Vorzugsweise ist hiebei die Lackierkabine mit mit hoher Umdrehungszahl rotierenden Sprühglocken ausgebildet, an welche eine Hochspannungsquelle anschliessbar ist. Bei einer solchen -Ausbildung verdunstet das Lösungsmittel zum grössten Teil bevor es auf die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes auftrifft und es ist lediglich erforderlich, eine Lackierkabine und eine ge eignet Absaugvorrichtung für die Lösungsmitteldämpfe, welche bevorzugt nur Wasserdämpfe sind, vorzusehen. In bevorzugter Weise ist die Ausbildung so getroffen, dass die Fördereinrichtung Abstützrollen aufweist, von welchen wenigstens eine der Lackierkabine vorgeschaltet und mit den Gegenständen in Kontakt kommende Rolle leitfähig gemacht und geerdet ist. Auf diese Weise ist die für elektrostatische Verfahren erforderliche Potentialdifferenz sichergestellt. Vorzugsweise weist die Kühleinrichtung eine Kaltwassersprüheinrichtung und ein in Förderrichtung nachgeschaltetes Gebläse oder Pressluftdüsen auf, wobei zumindest die Kaltwas sersprüheinr,chtung vor der ersten der Lackierkabine nachgeschalteten Abstützrolle angeordnet ist. Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, dass die Lackierung bereits hinreichend ausgehärtet ist, bevor sie mit der nächsten Abstützrolle in Berührung kommt und gegen Beschädigungen unempfindlich geworden ist. Die Erfindung ist nachfolgend an Hand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Anlage in einer Seitenansicht und Fig. 2 einen Schnitt durch eine Förderrolle zur Aufnahme mehrerer Rohre nebeneinander. Auf einem Rollengerüst 1 sind Förderrollen 2 drehbar gelagert, über welche Rohre 3 in Richtung des Pfeiles 4, welcher die Förderrichtung symbolisiert, gefördert werden. Mit 5 ist eine Heisswasserstrahleinrichtung bezeichnet, in welcher Heisswasser unter Druck auf die Rohre 3 aufgesprüht wird, wobei das abfliessende Wasser in einem Trichter 6 gesammelt wird und ohne weiteres im Kreislauf geführt werden kann. Das der Heisswasserstrahleinrichtung zugeführte Wasser kann beispielsweise über einen Durchlauferhitzer erwärmt werden, wobei die Erwärmung auf eine Temperatur erfolgen soll, welche unterhalb des Siedepunktes des Lacklösungsmittels liegt. Die Temperatur des Heisswassers soll vorzugsweise bei Verwendung von wasserlöslichen Lacken maximal 800C betragen, wodurch eine Erwärmung des Rohres¯3 sichergestellt ist, welche im Inneren der nachfolgenden Lackierkabine 7 eine Oberflächentemperatur von maximal 700C ergibt. Das Heisswasser tritt hiebei vorzugsweise aus Ringdüsen unter einem Druck von etwa 60 bar aus,wodurch sich eine sehr gute Reinigung der Oberfläche der Rohre von Fetten, Ölen und anderen Verunreinigungen ergibt. Im Heisswasser können Phosphate und andere Reinigungsmittel zugesetzt werden und wird nur bis zu einem bestimmten Verschmutzungsgrad im Kreislauf geführt. Die Fördergeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 4 beträgt bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage 1 m/min. Durch die Berührung mit den Rollen 2 und die Benetzung mit Wasser sind die Rohre ausgezeichnet geerdet, wie es für das elektrostatische Aufbringen von Lacken notwendig ist. Durch die Eigenwärme der Rohre verdunstet nun der verhältnismässig dünne Wasserfilm bis zur Eingangsöffnung 8 der Lackierkabine 7, sodass die Rohre im Inneren der Lackierkabine bereits vollkommen trocken sind. Im Inneren der Lackierkabine 7 sind Hochrotations-Sprühglocken 9 angeordnet, die mit einer Spannung bis zu 150 kV aufgeladen werden und mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa 40.000 U/min. den Lack zerstäuben. In diesen Sprühglocken wird wasserlöslicher Lack versprüht, welcher im wesentlichen aus 45 % Lackfestkörper, 45 % Wasser und 10 % organischen Lösungsmittel, besteht. Die Lackteilchen sind elektrostatisch aufgeladen und schlagen sich dem aufgebauten Hochspannungsfeld folgend auf die Rohre nieder und bilden einen zusammenhängenden Lackfilm. Durch die feine Zerstäubung des Lackes und durch die Hochrotations-Sprühglocken oder Scheiben verflüchtigt schon ein grosser Anteil des Lösungsmittels, welches aus gewöhnlichem Wasser besteht. Durch die Eigenwärme der Rohre 3 wird der Rest des Wassers aus dem Lackfilm ausgetrieben, sodass die Rohre schon fast trocken die Lackierkabine 7 verlassen. Da der Lackfestkörper bzw. das Harz des Lackes im Lackfilm auf den Rohren durch die Temperatur der Rohre noch etwa weich ist, werden diese durch eine nachfolgende Kaltwasserdusche 10 abgekühlt. Durch eine entsprechende Pressluftdusche 11 werden die Rohre weiter gekühlt und von anhaftendem Wasser befreit, bevor sie die erste Rolle im Auslaufrollgang berühren. Die Rohre kommen dann auf einen Auslaufrollgang ,wo sie durch eine entsprechende Einrichtung in bekannter Weise abgehoben werden. Ausführungsbeispiel: Mittelschwere Gewinderohre in einer Länge von 6 m und einem Aussendurchmesser von 42,9 mm Max. bei einem Gewicht von 3,84 kg/m mit glatten Enden werden durch eine Aufgabevorrichtung auf den Rollengang gehoben. Sie bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von lm/min. in Richtung Lackierkabine 7. Die Rohre 3 werden durch die Heisswassersprüheinrichtung 5 auf eine Temperatur von 600C gebracht. Beim Passieren der Heisswassersprühdüsen 5 werden die Rohre nicht nur erwärmt, sondern durch den Hochdruckstrahl, der mit einem Druck von 60 bar arbeitet, zugleich gereinigt. In der Lackierkabine 7 werden die Rohre von den elektrostatischen Sprühköpfen 9 mit einer wasserverdünnbaren Grundierung versehen. Der Farbton ist z.B. schwarz und die Farbe besteht hauptsächlich aus wasserverdünnbaren Alkydharzen. Die Viskosität des Lackes beträgt 50"/4 mm bei einer Lackmenge von 250 ml/min. Der Sprühwolkendurchmesser ist ca. 600 mm und der Abstand der Rohre voneinander muss mindestens 1,5 mal ihren Durchmesser betragen. Bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 1 imin. wird auf den Rohren 3 eine Schichtstärke des Lackes von 30 - 40 Mikron erzielt. Der Lack enthält aktive Rostschutzpigmente und ist wegen seines hohen Wassergehaltes nicht entflammbar und daher in die Gefahrenklasse 0 einzureihen. Nachdem die Rohre 3 die Lackierkabine 7 verlassen haben, werden sie durch eine Kaltwasserdusche 10 geführt, um den Lackfilm härter zu machen. Mit der Luftdusche 11 findet eine weitere Abkühlung der Rohre 3 statt, wobei anhaftendes Wasser entfernt wird. Vom Auslaufrollgang werden die Rohre durch eine entsprechende Hubeinrichtunc abgehoben und auf Lager gelegt.

Claims: Patentansprüche: l.Verfahren zum Auftragen von Überzügen auf metallische Gegenstände wie Rohre, Bänder oder Bleche, insbesondere zum Aussenbeschichten von unlegierten Stahlrohren, bei wel chem die Gegenstände vor dem Beschichten erwärmt und gege benenfalls gereinigt werden und anschliessend auf die noch warmen Gegenstände ein in Lösungsmittel gelöster Lack auf getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Gegenstände bei Oberflächentemperaturen von wenigstens 50 C und unter dem Siedpunkt von Wasser ein mit Wasser verdünnbarer in Wasser gelöster Lack in an sich bekannter Weise insbesondere durch Sprühen, Rota tionssprühen und/oder elektrostatisch, aufgetragen wird, und dass der an der Oberfläche der noch warmen Gegenstände anhaftende Lackfilm in an sich bekannter Weise vorzugs weise durch Aufsprühen von kaltem Wasser gekühlt wird. 2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Wasser gelöste wasserlösliche Lacke auf die Gegen stände aufgesprüht werden, deren Oberflächentemperatur maximal 800C beträgt und vorzugsweise 700C zum Zeitpunkt des Besprühens nicht überschreitet. 3.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände mit Heisswasser bei einer Temperatur von 50 bis 900C, vorzugsweise 60 bis 800C, welchem Reini gungsmittel, insbesondere Phosphate, zugesetzt ist, in an sich bekannter Weise gereinigt und erwärmt werden. 4.Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Lackfilm anhaftende Kühlwasser in an sich bekannter Weise mit Pressluft abqeblasen wird. 5. Vorrichtunq zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Förder einrichtung (2) für die metallischen Gegenstände (3), eine quer zur Fördereinrichtung sprühende Hochdruck Heisswasserstrahleinrichtung (5) eine dieser in Förder- richtung nachgeschaltete von der Fördereinrichtung durchsetzte Lackierkabine (7) mit quer zur Förderein richtung angeordneten Sprühköpfen (9) für einen in Wasser gelösten Lack und eine in Förderrichtung unmit telbar nachgeschaltete Kühleinrichtung (10, ll),welche zwischen der Lackierkabine (7) und der ersten in Förder richtung (-4) folgenden Abstützung der Fördereinrichtung (2) angeordnet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierkabine (7) mit mit hoher Umdrehungszahl rotierenden Sprühglocken (9) ausgebildet ist, an welche eine Hochspannungsquelle anschliessbar ist. 7. Vorrichtunc nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung Abstützrollen (2) aufweist, von welchen wenigstens eine der Lackierkabine (7) vor geschaltete und mit den Gegenständen in Kontakt kommen de Rolle leitfähig gemacht und geerdet ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung eine Kaltwassersprüheinrichtung (10) und ein in Förderrichtung nachgeschaltetes Gebläse oder Pressluftdüsen (11) aufweist, wobei zumindest die Kaltwassersprüheinrichtung (10) vor der ersten der Lackierkabine (7) nachgeschalteten Abstützrolle (2) angeordnet ist.

Inventors: HANS, WALTER, HIRN, KARL, KOHLBACHER, HEINZ
Applicants: VOEST-ALPINE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: B05D7
IPC codes: B05D7