DE19831781A1 - Verfahren zur Pulverlackierung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats (5), insbesondere eines temperaturempfindlichen Substrats wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunststoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton, wobei ein thermoreaktives Pulver als Grundschicht (6) auf die unbeschichtete Oberfläche des Substrats (5) aufgebracht wird und wobei das Pulver mittels Infrarotstrahlung, zumindest mit Strahlungsanteilen im nahen und/oder kurzwelligen Infrarot, durchgehend auf Vernetzungstemperatur erwärmt und zum Aushärten gebracht wird oder durchgehend auf Geliertemperatur erwärmt wird und in einem späteren Verfahrensschritt fertig vernetzt und ausgehärtet wird. Zur Erzeugung der Infrarotstrahlung werden insbesondere Halogenlampen (7) in Kombination mit einem Reflektor (8) zur Reflexion der emittierten Strahlung in Richtung des Substrats kombiniert. Die Halogenlampen (7) werden derart betrieben, daß ein Strahlungsflußdichte-Maximum der emittierten Strahlung im nahen Infrarot liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats, insbesondere eines temperaturempfindlichen Substrats wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunststoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer Halogenlampe zur Pulverlackierung.

Bei der Vernetzung und Aushärtung von Pulverlack kommt es ent­ scheidend auf eine möglichst homogene und rasche Erwärmung auf Aushärtetemperatur an. Nur so kann die Pulverlackschmelze das Viskositätsminimum erreichen, ohne bereits erheblich durch Ver­ netzungsreaktionen am Verlaufen behindert zu werden, was eine Unebenheit der Oberfläche durch einen nicht optimalen Verlauf des Pulvers zur Folge hat.

Bekannt ist ein Verfahren zur Vernetzung thermoreaktiven Pul­ vers, bei dem die notwendige Aushärtetemperatur über mehrstu­ fige Energieübertragungen erreicht wird. Zuerst wird über In­ frarot (IR)-Strahlung oder konvektiv die Oberfläche der Pulver­ beschichtung erwärmt. Dann erst erfolgt die Durchwärmung in der Pulverschicht über Wärmeleitungsprozesse bis hin zur Substrat­ grenzschicht. Dort wird die Energie, insbesondere bei metalli­ schen Untergründen, über die höhere Wärmeleitung sehr viel schneller in das Substrat abgeführt. Erst bei annähernd voll­ ständiger Durchwärmung des Substrates erreicht die Grenzschicht die notwendige Vernetzungstemperatur. Bei diesem bekannten Ver­ fahren stellt für die Durchwärmung der Beschichtung allein der Temperaturgradient zwischen Beschichtungsoberfläche und Sub­ strat die treibende Prozeßgröße dar. Um eine homogene Ver­ netzung und einwandfreie Haftung auf dem Substrat sicherzu­ stellen, sind Heizzeiten von mehreren Minuten notwendig.

Häufig liegen die Vernetzungs- und Aushärtetemperaturen von Pulverlacken zwischen 120°C und 300°C. Aufgrund dieser hohen Temperaturen können temperaturempfindliche Substrate nach dem bekannten Verfahren nicht oder nur unter Einschränkungen pul­ verbeschichtet werden.

Bekannt ist auch ein Verfahren zum Vernetzen und Aushärten ei­ ner Schicht thermoreaktives Pulver auf einem Substrat, bei dem vor dem Aufbringen des thermoreaktiven Pulvers eine Grundierung auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht wird. Die Grundie­ rung besteht beispielsweise aus Wasserlack. Die Grundierung dient insbesondere bei Substraten aus Holz oder Holzfaserma­ terialien dazu, Inhomogenitäten an der Oberfläche des Substrats auszugleichen, eine Feuchtigkeitsbarriere zu bilden und eine Haftung von thermoreaktivem Pulver zu ermöglichen. Anschließend kann das Pulver dann durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mit mittelwelliger Infrarotstrahlung vernetzt und ausgehärtet werden. Bei diesem bekannten Verfahren bildet die Grundierung auch eine Wärmeleitungsbarriere, die einen Wärmeübergang während der Vernetzungsreaktion in der Pul­ verschicht auf das Substrat behindert. Insbesondere bei tempe­ raturempfindlichen Substraten konnte so das Aufbringen einer Pulverlackierung überhaupt erst möglich gemacht werden. Jedoch ist dieses bekannte Verfahren auf die Verwendung von thermo­ reaktiven Pulvern beschränkt, deren Vernetzungstemperatur nur geringfügig höher als die Schädigungstemperatur des Substrats ist.

Bei Feuchtigkeit enthaltenden oder aufnehmenden Substraten, insbesondere bei Holz oder Holzfaserwerkstoff, besteht bei den bekannten Verfahren außerdem das Problem, daß ein Mindest- Feuchtegehalt des Substrats einerseits erwünscht ist, anderer­ seits das Aufbringen einer gleichmäßigen Pulverlackierung je­ doch verhindert. Feuchtigkeit in dem Substrat ermöglicht einer­ seits, durch elektrostatische Aufladung thermoreaktives Pulver an der geladenen Oberfläche abzulagern. Andererseits verdampft die Feuchtigkeit bei der anschließenden Vernetzungs- und Aus­ härtungsreaktion in dem Substrat, da wegen der langen Re­ aktionszeit bei Temperaturen über der Verdampfungstemperatur das Substrat zumindest an seiner Oberfläche auf Verdampfungs­ temperatur erwärmt wird. Es bilden sich daher an der Oberflä­ che, unter dem bereits vernetzten Pulver Blasen, die zu einer unregelmäßigen Lackschicht führen. Auch eine Grundierungs­ schicht hilft hier nicht weiter, da sie keine auf Dauer wirk­ same Wärmeleitungsbarriere bildet und da die Verdampfungstem­ peraturen meist wesentlich niedriger als die Vernetzungs- und Aushärtetemperaturen des thermoreaktiven Pulvers sind. Außerdem muß, beispielsweise bei einer Grundierung aus Wasserlack, erst bis zur vollständigen Trocknung der Grundierung gewartet wer­ den, bis auf die Grundierung eine Pulverlackschicht aufgebracht werden kann.

Bei den bekannten Verfahren besteht weiterhin die Schwierig­ keit, daß wegen der geringen Tiefenwirkung der Pulverschichtbe­ heizung erst nach längerer Beheizungsdauer eine Schmelzverbin­ dung zwischen der Pulverschicht und der Substratoberfläche bzw. der Grundierung hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats, insbesondere eines tempera­ turempfindlichen Substrats wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunst­ stoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton anzugeben, das eine Pulverlackierung der unbeschichteten Oberfläche des Substrats erlaubt, ohne dieses zu schädigen, und das zu einer gleichmäßi­ gen, vollständig vernetzten und gut haftenden Lackschicht führt.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängi­ gen Ansprüche.

Ein wesentlicher Gedanke bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Pulverlackierung besteht darin, daß die für die Vernetzung notwendige Energie gezielt und durchgehend über die gesamte Pulverschichtdicke in die als Grundschicht auf die un­ beschichtete Oberfläche des Substrats aufgebrachte Pulvermenge eingebracht wird. Die Gelierungs- bzw. Vernetzungsenergie wird in Form von Strahlungsenergie zumindest in die Grundschicht eingebracht und dort absorbiert. Die dabei verwendete Strahlung weist zumindest Strahlungsanteile im nahen und/oder kurzwelli­ gen Infrarot auf. Vorzugsweise werden die Pulverschicht und die Substratoberfläche durch nahe Infrarotstrahlung (NIR-Strahlung) homogen und in Sekundenschnelle auf die erforderliche Gelier- bzw. Vernetzungstemperatur erwärmt. Unter nahem Infrarot wird der Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung zwischen dem sichtbaren Bereich und 1,2 µm Wellenlänge verstanden. Unter kurzwelligem Infrarot wird der Wellenlängenbereich zwischen 1,2 µm Wellenlänge und 2 µm Wellenlänge verstanden.

Erfindungsgemäß wird durch die Infrarotstrahlung das thermore­ aktive Pulver entweder auf Vernetzungstemperatur erwärmt und zum Aushärten gebracht, oder auf Geliertemperatur erwärmt und erst in einem späteren Verfahrens schritt fertig vernetzt und ausgehärtet. In letzterem Fall entsteht durch das Gelieren ein Verbund des Pulvermaterials, ohne eine vollständige Vernetzung oder Aushärtung zu einer Lackschicht.

Das gezielte, vorzugsweise homogen über die Dicke der Grund­ schicht verteilte Einbringen von Energie mittels Infrarotstrah­ lung, insbesondere NIR-Strahlung, beschleunigt den Vorgang der Verbindung bzw. Vernetzung der Pulverteilchen erheblich gegen­ über dem bekannten Verfahren, bei dem der Energieeintrag in die Tiefe der Grundschicht im wesentlichen aufgrund von Wärmelei­ tung stattfindet. Damit ist auch eine hervorragende Steuerbar­ keit des Verbindungs- bzw. Vernetzungsprozesses gegeben, insbe­ sondere da über eine Steuerung der Strahlungsflußdichte, der spektralen Verteilung der Strahlungsenergie und/oder der Strah­ lungsdauer genau der gewünschte Prozeßfortschritt gesteuert werden kann. Günstig ist es, wenn die zuvor genannten Prozeß­ parameter auf die Absorptionseigenschaften des thermoreaktiven Pulvers, auf die Reflexionseigenschaften der Substratoberfläche und auf die Wärmeleitfähigkeit des Substrates eingestellt wer den.

Weiterhin wird durch die schnelle durchgehende Erwärmung der Grundschicht eine gute Haftung an der Substratoberfläche ge­ währleistet.

Vorzugsweise wird auf die ausgehärtete oder vorgelierte Grund­ schicht eine zweite Schicht eines thermoreaktiven Pulvers auf­ gebracht und wird die gesamte noch nicht fertig vernetzte Be­ schichtung mittels der Infrarotstrahlung vernetzt und ausgehär­ tet. Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Aus­ härten oder Gelieren der Grundschicht diese unter Geliertempe­ ratur bzw. Aushärtetemperatur abgekühlt, vorzugsweise durch Druckluft, die die Oberfläche anströmt bzw. an dieser ent­ langströmt. Bei einer alternativen Ausgestaltung wird die zweite Schicht unmittelbar nach dem Aushärten oder Vorgelieren aufgebracht.

Durch die zweite Schicht, mit deren Aufbringen und Aushärten der Lackiervorgang insbesondere beendet wird, kann eine gleich­ mäßige Lackoberfläche erzeugt werden, die höchsten Qualitätsan­ forderungen entspricht. Insbesondere werden durch die zweite Schicht Unregelmäßigkeiten in der Grundschicht ausgeglichen, wodurch sich beispielsweise eine durchgehend gleichmäßig glän­ zende oder matte Lackoberfläche erzielen läßt. Im Unterschied zu bekannten Pulverlackierungen mit UV-Pulverlacken lassen sich sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten auch matte Pul­ verlackoberflächen erzielen. Gegenüber Verfahren, bei denen eine Grundierschicht und eine zweite, aus Pulver gebildete Lackschicht aus unterschiedlichem Material bestehen, kann sich insbesondere bei Verwendung gleichartigen Pulvers für die Grundschicht und die zweite Schicht eine besonders homogene und über die Tiefe der Gesamtlackierung gleichmäßig vernetzte Lack­ schicht bilden. Vorteile dieses Pulver-Beschichtungssystems liegen daher insbesondere bei der Robustheit, der Abriebs­ festigkeit und der Chemikalienbeständigkeit der Lackierung.

Mit der Zweischicht-Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere Substrate wie Holz und holzfaserhaltige Ma­ terialien (kurz: Holzfaserwerkstoffe) bei hoher Beschichtungs­ qualität pulverlackiert werden. Einerseits kann durch die oben beschriebene gezielte Steuerung des Vernetzungs- und Aushär­ tungsprozesses verhindert werden, daß Feuchtigkeitsblasen Un­ regelmäßigkeiten in der Lackschicht erzeugen. Andererseits wird das Problem der ungleichmäßigen Haftung von Pulverteilchen an einer unbeschichteten, zumindest teilweise durch Holzfasern ge­ bildeten Oberfläche überwunden. Durch die Grundschicht wird eine Haftschicht gebildet, die unter Umständen noch eine unre­ gelmäßige Oberfläche aufweist oder gar aus einzelnen, nicht miteinander verbundenen inselartigen Lackflecken besteht. Nach dem Aushärten oder Vorgelieren der Grundschicht bestehen dann für die zweite Schicht aber viel bessere Ausgangsbedingungen. Die Haftung ist verbessert und es wird daher in der Regel bei dem Aufbringen des Pulvers der zweiten Schicht mehr Material aufgetragen. Bei der anschließenden Vernetzung und Aushärtung des gesamten noch nicht vernetzten oder nur teilweise ver­ netzten Beschichtungsmaterials verläuft dann das Beschichtungs­ material zu einer gleichmäßigen Lackschicht.

Vorzugsweise wird die pulverförmige Grundschicht und/oder die zweite Schicht jeweils nicht länger als 12 s, insbesondere nicht länger als 8 s, bis zum Gelieren oder Aushärten be­ strahlt. Nach dem Aufbringen einer zweiten Schicht wird jedoch durch bis in die Grundschicht eindringende Strahlung die Be­ strahlung der Grundschicht fortgesetzt, so daß die Gesamtbe­ strahlungsdauer der Grundschicht länger als 12 bzw. 8 s betra­ gen kann.

Insbesondere um die Kontrollierbarkeit des Prozeßfortschritts noch zu steigern, wird bei einer Weiterbildung des Verfahrens die Oberflächentemperatur des thermoreaktiven Pulvers durch ein Pyrometer gemessen und durch Steuerung der Strahlungsflußdichte der Infrarotstrahlung geregelt. Somit können definierte zeit­ liche Temperaturprofile der Pulverbeschichtung gefahren werden, z. B. mit steilem Temperaturanstieg und anschließender Phase zeitlich konstanter Temperatur, um den Vernetzungsprozeß knapp über der minimalen Vernetzungstemperatur bis zum vollständigen Aushärten fortzusetzen.

Bevorzugtermaßen wird zur Erzeugung der Infrarotstrahlung eine Hochleistungs-Halogenlampe mit einer Strahltemperatur von mehr als 2500 K eingesetzt. Derartige Strahlungsquellen erzeugen eine elektromagnetische Strahlung mit sehr hohen Strahlungs­ flußdichten, die es insbesondere erlauben, die Vernetzungstem­ peratur binnen weniger Sekunden zu erreichen. Vorzugsweise wer­ den in der Halogenlampe Glühkörper, insbesondere Heizwendeln, mit geringer Masse verwendet, so daß die Strahlungsflußdichte reaktionsschnell steuerbar ist. In besonders bevorzugter Ausge­ staltung ist die Halogenlampe mit einem Reflektor zur Reflexion der emittierten Strahlung in Richtung des Substrats kombiniert und wird die Halogenlampe derart betrieben, daß ein Strahlungs­ flußdichte-Maximum der emittierten Strahlung im nahen Infrarot liegt. Die Oberflächentemperatur des Glühkörpers ist bis zu Werten von 3500 K einstellbar. Bevorzugtermaßen werden linien­ artige Halogenlampen in Kombination mit rinnenartigen ellip­ soidischen oder parabolischen Reflektoren eingesetzt.

Zweckmäßigerweise wird die unbeschichtete Oberfläche des Sub­ strats, insbesondere aus Kunststoff, einer Vorbehandlung zur Verbesserung der Leitfähigkeit für eine elektrostatische Appli­ kation des thermoreaktiven Pulvers unterzogen. In besonderer Ausgestaltung wird dabei auf die Oberfläche des Substrats eine elektrisch leitende Flüssigkeit aufgebracht.

Insbesondere zur Pulverlackierung eines Feuchtigkeit enthalten­ den oder aufnehmenden Substrats wird durch Trocknen und/oder Befeuchten des Substrats vor dem Aufbringen der Grundschicht ein definierter Feuchtegehalt erzeugt. Somit können besonders gleichmäßige Pulverlackbeschichtungen erreicht werden und können die Prozeßparameter in gewissen Grenzen variieren, ohne die Beschichtungsqualität zu verringern.

Vorzugsweise wird als, insbesondere ausschließliche, Vorbehand­ lung vor der Pulverapplikation zur Trocknung feuchter Sub­ strate, wie zum Beispiel Holz oder Holzverbundwerkstoffe, die Substratoberfläche mit gleichem oder höherem als für den ei­ gentlichen Vernetzungsprozeß notwendigen Energieeintrag be­ strahlt, insbesondere durch NIR-Strahlung. Durch diesen Ener­ gieeintrag wird eine Oberflächentemperatur erreicht, die über dem Schmelzpunkt des Pulversystems liegt. Anschließend wird dann das thermoreaktive Pulver als Grundschicht auf die Sub­ stratoberfläche aufgebracht. Das thermoreaktive Pulver schmilzt sofort an und wird gegebenenfalls durch fortgesetzte Bestrah­ lung fertig vernetzt. Durch die Vorbehandlung der Substratober­ fläche wird der Auftragswirkungsgrad während der Pulverapplika­ tion um ein Vielfaches erhöht. Zugleich wird verhindert, daß während des eigentlichen Vernetzungsprozesses an der Substra­ toberfläche angelagerte Feuchtigkeit ausgetrieben wird, die eine homogene Filmbildung stören könnte.

Anhand der beigefügten Zeichnung werden nun Ausführungsbei­ spiele der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine mitteldichte Faserplatte (MDF) mit zwei Pulver­ lackschichten und

Fig. 2 eine Anordnung zur Vernetzung von Pulverlack auf in sich geschlossen umlaufenden Oberflächen eines Kunst­ stoffsubstrats.

Das in Fig. 1 gezeigte Substrat besteht aus einer mitteldichten Faserplatte (MDF) 1, die mit einer Grundschicht aus thermo­ reaktivem Pulver und aus einer zweiten Schicht ebenfalls aus thermoreaktivem Pulver beschichtet wurde. Dazu wurde die MDF 1 auf der nicht zu beschichtenden Seite geerdet und es wurde über das Tribo-Verfahren das thermoreaktive Pulver der ersten Lack­ schicht 2 auf die unbeschichtete Oberfläche der MDF 1 aufge­ bracht. Anschließend wurde die Grundschicht mittels Infrarot­ strahlung aus einer Strahlungsquelle, deren Strahlungsfluß­ dichte-Maximum bei etwa 1 µm Wellenlänge liegt, 5 s lang be­ strahlt, bis sich die Temperatur des Pulvers auf Ge­ liertemperatur erhöht hat. Diese, über die Dicke der ersten Lackschicht 2 etwa homogene Temperatur wurde etwa 1 s gehalten. Anschließend wurde der Bestrahlungsvorgang abgebrochen.

Während des Geliervorganges hatte sich das Substrat nur an sei­ ner Oberfläche und nur geringfügig erwärmt, so daß das in der MDF 1 gebundene Wasser an der Oberfläche nicht ausgetreten ist und die Gleichmäßigkeit der Lackbeschichtung nicht gestört wurde.

Nach dem Abkühlen wurde die MDF 1 auf der unbeschichteten Seite geerdet und es wurde über das Tribo-Verfahren thermoreaktives Pulver für die zweite Lackschicht 3 auf die Oberfläche der er­ sten Lackschicht 2 aufgebracht. Anschließend wurden für etwa 6 s die erste 2 und die zweite 3 Lackschicht mit der Infrarot­ strahlung bei einem Strahlungsflußdichte-Maximum mit einer Wellenlänge von etwa 1 µm bestrahlt, bis die Ver­ netzungstemperatur erreicht war. Durch fortgesetzte Bestrahlung mit geringerer Strahlungsflußdichte über etwa 3 s hinweg wurde die Vernetzungsreaktion bis zur vollständigen Aushärtung beider Lackschichten fortgesetzt. Danach wurde die Bestrahlung abge­ brochen und einige Sekunden gewartet bis sich die Lackschichten deutlich unter Vernetzungstemperatur abgekühlt hatten. Auch durch den zweiten Bestrahlungsvorgang wurden keine Dampf- oder Gasblasen gebildet, die zu einer Unregelmäßigkeit der Lackbe­ schichtung hätten führen können.

In weiteren Versuchen wurden auch nicht gezeigte MDF mit Ober­ flächenkonturen unmittelbar nach einer Trocknungsvorbehandlung durch NIR-Bestrahlung beschichtet. Auch hierbei wurden selbst bei einschichtigen Pulveraufträgen Lackbeschichtungen mit gleichmäßiger Dicke und glatter Oberfläche erzielt.

In Fig. 2 ist ein Hohlzylinder 5 aus Kunststoff dargestellt, der von insgesamt 3 Halogen-Röhrenstrahlern 7 bestrahlt wird. Der Hohlzylinder 5 besteht beispielsweise aus Acrylnitril-Buta­ dien-Styrol (ABS), aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE). Für die Pulverlackbeschichtung seiner äußeren Zylinderober­ fläche wird beispielsweise, wie auch für MDF, Polyesterharz- Pulver, Epoxid- oder ein Epoxid/Polyester-Pulver verwendet.

In der Darstellung von Fig. 2 sind die Halogen-Röhrenstrahler 7 und ein mit ihnen kombinierter Reflektor 8 erkennbar. Durch die Reflektorgeometrie ist eine über die Länge des Hohlzylinders 5 gleichmäßige Bestrahlung gewährleistet. Bei einer Variante der Reflektoranordnung von Fig. 2 erstrecken sich die Halogen-Röh­ renstrahler und die Rinnenprofile des Reflektors etwa parallel zu der Rotationsachse des Hohlzylinders.

Der Hohlzylinder 5 weist eine Lackschicht 6 aus thermoreaktivem Pulver auf. Zum Aufbringen der Lackschicht 6 wurde die Oberflä­ che des Hohlzylinders 5 zunächst mit Iso-Propanol besprüht. An­ schließend wurde die Iso-Propanol-Schicht geerdet und das ther­ moreaktive Pulver aufgebracht. Anschließend begann die Bestrah­ lung mit Infrarotstrahlung aus den Halogen-Röhrenstrahlern 7, wobei der Hohlzylinder 5 mit einer Rotationsfrequenz von etwa einer Umdrehung in sechs Sekunden rotiert wurde. Bei einer Variante des Verfahrens wird der Hohlzylinder fünf mit einer höheren Rotationsfrequenz, insbesondere mit einer Rotations­ frequenz von fünf Umdrehungen pro Sekunde, rotiert. Die Be­ strahlung wurde nach etwa sechs Sekunden abgebrochen. Dabei war die Lackschicht 6 vollständig vernetzt und ausgehärtet worden. Das Aufbringen einer zweiten Lackschicht auf den Hohlzylinder 5 war nicht erforderlich, da bereits die erste Lackschicht ein gleichmäßiges und homogenes Aussehen zeigte.

Die Halogen-Röhrenstrahler 7 in Fig. 2 weisen eine Glühwendel 10 geringer Masse in einer Quarzglasröhre 11 auf. Die beiden Enden der Glühwendel 10 werden jeweils durch anströmende Druck­ luft gekühlt, um die Lebensdauer der Halogen-Röhrenstrahler 7 zu erhöhen. Ebenso wird der Reflektor 8 mittels Druckluft oder Flüssigkeit gekühlt, um gleichbleibende Verhältnisse für die Reflexion der von den Halogen-Röhrenstrahlern 7 emittierten Strahlung zu schaffen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats sind im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich kürzere Taktzeiten bei der Vernetzung und Aushärtung der Pul­ verbeschichtung erreichbar. Zudem ist es möglich, Pulverlackbe­ schichtungen auf wärmeempfindlichen Substraten zu vernetzen. Fokussierende Anordnungen unter Verwendung von Reflektoren er­ lauben eine gezielte, der Geometrie des Substrats angepaßte Be­ strahlung. So kann ein sowohl über die Erstreckung der Oberflä­ che des Substrats bzw. der Beschichtung als auch über die Tiefe bzw. Dicke der Beschichtung homogener Energieeintrag bewirkt werden. Bei Verwendung von Halogenlampen mit geringer Glühkör­ perträgheit ist der Vernetzungsprozeß außerdem zeitgenau steuerbar, so daß selbst Pulverlacke eingebrannt werden können, deren Vernetzungstemperaturen höher als die Schädigungstempera­ tur des wärmeempfindlichen Substrats sind.

Bezugszeichenliste

1

MDF

2

erste Lackschicht

3

zweite Lackschicht

5

Hohlzylinder

6

Lackschicht

7

Halogen-Röhrenstrahler

8

Reflektor

9

Rotationsachse

10

Glühwendel

11

Quarzglasröhre

Claims (11)

1. Verfahren zur Pulverlackierung eines Substrats (1, 5), insbesondere eines temperaturempfindlichen Substrats (1, 5) wie Holz, Holzfaserwerkstoff, Kunststoff, Gummi, Stoff, Papier oder Karton, wobei ein thermoreaktives Pulver als Grundschicht (2, 6) auf die unbeschichtete Oberfläche des Substrats (1, 5) aufgebracht wird, und wobei das Pulver mittels Infrarotstrahlung, zumindest mit Strahlungsanteilen im nahen und/oder kurzwelligen Infrarot, durchgehend auf Vernetzungstemperatur erwärmt und zum Aushärten gebracht wird oder durchgehend auf Geliertemperatur erwärmt wird und erst in einem späteren Verfahrensschritt fertig vernetzt und ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei auf die ausgehärtete oder vorgelierte Grundschicht (2) eine zweite Schicht (3) thermoreaktives Pulver aufge­ bracht wird und die gesamte noch nicht fertig vernetzte Beschichtung mittels der Infrarotstrahlung vernetzt und ausgehärtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei nach dem Aushärten oder Gelieren der Grundschicht (2) diese unter Aushärtetemperatur bzw. Geliertemperatur abgekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pulverschicht (2, 6) und/oder die zweite Schicht (3) jeweils nicht länger als 12 s, insbesondere nicht län­ ger als 8 s, bis zum Gelieren oder Aushärten bestrahlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberflächentemperatur des thermoreaktiven Pul­ vers mittels einem Pyrometers gemessen und durch Steuerung der Strahlungsflußdichte der Infrarotstrahlung geregelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Erzeugung der Infrarotstrahlung zumindest eine Hochleistungs-Halogenlampe (7) mit einer Strahltemperatur von mehr als 2500 K eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die unbeschichtete Oberfläche des Substrats (5) ei­ ner Vorbehandlung zur Verbesserung der Haftfähigkeit für das thermoreaktive Pulver unterzogen wird, insbesondere durch Aufbringen einer elektrisch leitenden Flüssigkeit.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Pulverlackierung eines Feuchtigkeit enthaltenden oder aufnehmenden Substrats (1), wobei durch Trocknen und/oder Befeuchten des Substrats vor dem Aufbringen der Grundschicht ein definierter Feuchtegehalt erzeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zum Trocknen des Feuchtigkeit enthaltenden Substrats (1) die Substratoberfläche mit gleichem oder höherem als für die Vernetzung notwendigen Energieeintrag bestrahlt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Substratoberfläche durch die Bestrahlung auf eine Temperatur erwärmt wird, die über der Schmelztemperatur des thermoreaktiven Pulvers liegt, so daß zumindest ein Teil des thermoreaktiven Pulvers nach dem Aufbringen auf die Substratoberfläche sofort schmilzt.

11. Verwendung einer Halogenlampe (7) zur Pulverlackierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Halogenlampe (7) mit einem Reflektor (8) zur Reflexion der emittierten Strahlung in Richtung des Sub­ strats (1, 5) kombiniert ist, und wobei die Halogenlampe (7) derart betrieben wird, daß das Strahlungsflußdichte-Maximum der emittierten Strahlung im nahen Infrarot liegt.