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Page 1: Einbrennen von Lackschichten mit infraroten Strahlen

360 Fette und Seifen 49. Jahrgang

Von besonderer Bedeutung aber ist der innere Ein- fluS, der vom GefaBnervensystem ausgeht. 1st aber dieser EinfluS bewiesen, dann ist es nur folgerich- tig, das Ekzeiii durch Psychotherapie zur Heilung zu bringen, hzw. durch cheniische Korper die Er-

regbarkeit des Gefafhervensystems herabzusetzen. Als ein solcher Korper hat sich das Bellergal ins- besondere. bei juckenden Ekzemen erwiesen. Ubri- gens. hat R u e t e durch eine 12tagige Fastenkur Ekzeine zum Ablieilen gebracht.

C hemisc h -Tec hnisc he Rundsc hau

Einbrennen von Lackschichten mit infraroten Strahlen

Man unterscheidet lufttrocknende und ofentrock- nende Lacke. Wahrend bei den lufttrocknenden dhaltigen Lacken nur eine Oxydation stattfindet, ist der Einbrennlack durch Polymerisationsreak- tionen gekennzeichnet. Lackiiberziige hochster chemischer und niechanischer Widerstandsfghig- keit werden nur durch Einbrennen erhalten. Zahl- reiche neuere Kunstharze sind auf diese Weise ver- arbeitbar. Es sei hier nua auf die hartbaren Phenol- formaldehydkunstharze, Harnstoffkunstharze und die Polyvinylester, sowie die -4cryl- und Methacryl- kunstharze verwiesen.

Ursprunglich verwendete nian nur olhaltige Ein- hrennlacke, die meist bei Temperaturen um 120' eingebrannt wurden. Dagegen konnte die Wider- standsfahigkeit rnancher Kunstharzlacke durch Einbrennen bei Temperaturen von 180- 200' wesentlich gesteigert und gleichzeit ig die Einbrenn- zeit wesentlich verkiirzt werden. Einbrennlarke von hesonders hoher chemischer Widerstandsfahig- keit werden gelegentlich auch bei Temperaturen \.on 220' und dariiher eingebrannt. Es wurde auch mehrfach vorgeschlagen, die Einbrennzeit von etwa 60-90 Min. dadurch auf Bruchteile einer Min. zu verkiirzen, dalj Einbrennteniperaturen von 400- 500" angewendet werden.')

Die Erhitzung des Lackiergutes geschieht im all- gemeinen durch heiSe Luft. Der Wiirmeiibergang von heiBer Luft auf Metal1 ist nicht sehr giinstig; noch schlechter wird der Warmeiibergang auf Lackschichten, die ja ,,schlechte Warmeleiter" dar- \tellen. Dazu komnit noch, da6 nicht nur die ein- zuhrennende Lackschicht, sondern auch das Lackiergut selhst, meist Xletallblech d e r GUS- stiicke, erhitzt werden miissen.

Obwohl Kohlenfadenlampen seit Jahrzehnten in der Heilkunde hei HeiBluftbHdern verwendet wer- den, diirfte doch erst in den bekannten Ford- patenten der Jahre ab 1933*) die erste hkwuBte Anwendung von Strahlungsquellen, also infraroter Strahlen, fur das Trocknen und Einhrennen von Lackschichten vorliegen. B. S c h e i f e 1 e berichtete aus eigener Anschauung 1933') iiher die in den amerikanischen Fordwerken fur das Lackieren der A4utokarosserien angewendeten Lichttunnels, die aus nebeneinandersitzenden Kohlenfadenlampen mit Reflektoren bestehen.

Weiteren Nachrichten uber dieses Verfahren war folgendes zu entnehmen:

N:icli dem A m . Pat. 1998 615 sol1 es miiglicli sein, 1x4 den ziini Autolackiercn verwcndcten Email-Lacken die Einbrenn- zciteii von friiher 2-3 Std. bei 150" auf nun nur mclir 15 hiin. bei niedrigcrcr Temperatur zu vcrkiirzen 4 ) . Hicr- (lurch entstaiid dic irrtiimliche Ansiclit, daQ die iiifraroteii Slrahleii auf die Lacktrocknung eine ausgesprochen k a t a - I y t i s c 11 e Wirkung hattcn, dic noch dadurch bestarkt wurde, daB in den angefiihrten Ford-Patcnten, offeiilmr inchr aus patentrcchtlichen als aus technischen Griiiidcn, eiii Strahlungshercich von \ve~lClilallgen zvr'lscheri dem uoch siclitbaren infraroten Teil des Spektrums und ciiier Wellen- 1alige u 11 t e r 1.6 Mikron, vor allem aber der ~el lenbereicl i \-on 0.6-1.6 .u uiiter Schutz gestellt wurde. Eine etwas u m - stiiiidliclie theorelischc Ablcitung will in diesem Patent an I€an< einer kleiiien Tabelle iiber die Aufnahme und deli 1)urchgaiig der \VLrmcstralilen in Wasserschichten bis zu 5 nim Starke feststellen, daB die Temperatur der Straliluiigs- quelle und damit die Wellenlangen der Strahlungen bci Wolfranidralitlampeii (Gliihteniperatur etwa 2760' C h u t Patent) fur das Einbrennen von Lacken am giinstigsten lie- Sen. Es wiirdcn 35O/o der Gcsanitstrahlung von der Ober- tlHche aufgenonimen, dagegen gehen 65 '/a bzw. 59 'lo der Strahluiig bis auf 1 bzw. 2 mm Tiefe durch. Bei Kohlen- fadenlampen (Gliihteniperatur etwa 1870° Cj sind die ent- spreehenden Ziffern dagegen 65 O/o, 35 O/o und 28 O/o, bei I:isendraht (etwa 730' C) 96.9 ' l o bzw. 3.1 O/o uud 1.0 '/o, so da8 niit zunehmender Gliihtempcratur des Fadeiis die An- tcbilc an durchdriiigciidcr Warmestrahlung zunehnien. Man spriclit daher beim Trocknen niit infraroten Strahlen aucli von eiriem Trocknen ,,van uiiten her", zum Unterschied von der vorwiegeaden Trocknung von der Oberflaclle des Lackes :%us bei dcr HeiBluftcrhitzung, die vielleicht bci starkcrer Sikkativierung der Lacke auch viclfacli AnlaS zu Hautbililung und daditrcli vcrursachter hligsalnerer I~urchtrock~iung dcr I,ackschicliten ergab. - Vor Jahren war auch VOrgCSchla- gcn worilcn, Metallteile durcli \I' i r b e 1 s t r o m b i 1 d u n g i n clektrischcu Fcldern zu erhitzen, so daQ auch dieses Vcr- Iahreii nur bci lackicrten Rletalltcileii auwendbar ist.

Es wird ferner angegeben, daQ die l)urchdringung drr Wirmcstrahleri bei Lackscliicliten etwa iiur halb so groR wQre, als bci Wasser und darJ bei Email-Lackschichteii diese Wertc noch nicht bekannt waren. Obwohl nun in dem Patent behauptet wird, da13 die Wolframdrahtlampeii eirien zu starken nurchgang der Warniestrahlen durch Wasser- und Lackschichten und damit eine UngenugendC Ausniitzung durch Aufnahme der Strahlung in der Lackschicht ergeben wiirdeii, scheint man in dcr Praxis in den Ford-Werken voii Kohlciifadenlampen, die um 1932 verwendet wurden, auf Wolframdrahtlampeii iibergegangen zu sein.

I j Farben-Chemiker 4, 241 [1933] 11. E. P. 523 159. z, Am. Patt. 1998 615, 2 057 776, 2 186 067 (F. J. Groven). s, S c h e i f e 1 e , Farben-Ztg. 44, 58 [1939]. 4 j ,,Deutsche Fahrzeugtechnik" Nr. 1/2, S. 1-3, Nr. 3/4,

S. 26-28, Nr. 5/6, S. 33-35 [1941].

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hlai 1942. Heft 5 Fette und Seifen 361

DCII Angabeii iibrr die giinstigsten Wel lr i i l l i i g~~ i i l~ t~r~~ ic l i~~ , wie sir, ausgehcnd von den Ford-Patenten, iriimer wiedvr i n der auslindisclien Litcratur angcgehen wcrden, diirftc keinc Imondcre Bedeutung zukoinmen, da eine exaktr UIwr- priifung durch andere Stellen nocli ausstelit. Auch liandclt es sich bci dieseii praktischen Ausfiihrungen ja niemals uni engc Wellenbereiche der Straliluiig, sondern um sehr breite Bcreiche, die vom sichtbaren Licht iiber desseii Grenzbereicli ins Infrarot hineinreichen, ohne daW Untersuchungen iiber die spcktrale Verleilung der Strahlung VOrgeICgt werden.

Ebensowciiig liegen Untcrsuchuugcn vor iibcr die tat- slchliclie Wlrmeaufnahme lackicrter Olierflaclien, die niit infrarotcn Stralilcn cingebrannt werdcn, wenn mau voii rein praklischen Erprobungen absieht.

Hicrlicr geliiirt auch die cigentiimlichc Feststellung, dali cine fertig eingerichtete Karosserie hiit Polsterung und Glas- scliei1)rn zwar mit infraroten Stralilcn beliandclt werdcii kann, ohne daW die Einrichtung beschadigt wird und die Glasscheiben zerspringen. Die Ursaclie dicses Verhaltens ist darin zu suchen, dalj Glas stark durchlassig fiir infrarote Strahlen ist und sich daher nur wenig rrwarmt, wenn dicsr durch das Glas hindurchgelien. Dagegen zerspriugcn dio Scheiben, wenn sie herabgelassen siiid, also voni umgebendrn Metall erwlrmt werden. Diese Eigenluniliclikeite~i erlauben weitgehende Reparaturarbeitcn an fertigrn Karosserien vor tlem Vcrlassen dcr Fabrik. Auch in dcutschen Autofabrikcn werdrn Straliler fiir Ausbcsseruugen verwendet.

Wlhrend das Am. Pat. 2 057 776 Rcflektoren und Anord- IiUllg der Lampen in einem Gcstell fiir das Einbrennen mit iiifraroteii Strahlen beschreibt, gibt das Am. Pat. 2 186 067 Einzelliciten iiber die R e f 1 e k t o r e 11 uud stcllt solche mil I'latticrungen aus metallischem G o 1 d untcr Schutz. Es wird liierbci untcrsucht, wic groW die Hiickstrahlung der infra- roten Strahlen (0.c;-1.6 p Wellenllnge) bei den Metalleii Sil- Iwr, Gold, Kupfcr, Alumiriium und Nickel ist. Silber ergibt zwar Hiickstrahlungeu voii 92-98 O/o, oxydiert dagege!~ unter der Einwirkung dcr Dlmpie, welche die Einbrennlacke ab- gel)rn, zu rascli und verliert dann seine Wirksamkcit bald. Gold h:it zwar nur Hiickstrahlungswerte von 84-98 O/o, kann alwr leicht Init alkalischen Losungen von den niedergeschla- genen 1)lmpfcn gercinigt werden. Auch Aluminium ist gut und langc brauchbar, Kupfcr oxydiert dagegen rasch, wah- rend Nickel-Rellektoren schlechter rcllektieren (65-80 O/o)

und dahcr rasch hcilj werdcn.

Tatsachlich verwendet man in Ainerika vorwie- gend goldplattierte Reflektoren, wiihrend in Europa wohl auch hochglanzpoliertcs und transparent- eloxiertes Reinaluminium als Plattierungsschiclit voii Aluniiiiiunilegierungen fiir .die Herstellung die- ser Reflektoren in Frage kornmt, soweit nicht die neuen Strahlungslanipen an ihrer Innenseite, also geschiitzt, eine Reflektorschicht aus Aluminium t ragen.

,,The 1)ccoralor" besclirieb cinen Einl)renn-Tunnel VOII

2 x 9 0 FUR Lange, welcher mit Tausenden von 240 Watt- Kohlenfadenlampen besetzt ist. Die Lampen flammen erst auf, menu die Karosserie in den Tunnel einfahrt und schal- ten sicli automatisch aus, wenn sic drn Tunnel verlaBt. Oder die Lampen werden, wie bei Ford, in einem 27 m lan- gen, mit 4800 Lampen besetzten Tunnel aligew~indt. Klci- nere Ofen, z. B. zum Trocknen von Chassisteilen, sind 9 m lang. Friiher muWte hierfiir ein olgcfcuertcr Ofen voii 45 ni Lange und G m Hohc angewandt we;den. Bei Ford siud iiher 10000 Lampen in dieser Weise in Verwendung.

h i der Serienlackierung von Karosserien ist aucli eine Anwendung der Einbrennlampen moglich, wobei nicht langc Tunnels, sondern muschelformige Gestelle in der GroRe cines Wagenkastens die einzelne Karosserie umschliefien. Die Ge- stelle, aus Winkelcisen und Knotenhlechen zusamniengesetzt, bilden zwei Halften, die sich dcr BuScreii Form des Wagen- kastens genaU anpassen. Sie sind mit melireren hundert

K ~ l i l e ~ i f a d e ~ i l a n ~ p e ~ ~ besetzt iind laufcii an Scliienen an der I k k e dcr Arbeitsriiume, so daW sic niit dein Wagenkasten, dcr am ,,endlosen Band" Iilngt, durch 7 Min. mitlaufen. \Vllirend dicser Zeit sind die Lampen eiiigesclialtct, und der Lack wird durch die infraroten Stralileri eiugebrannt. I h i n offnet sicli das Gcstell wieder, die Lampen crlosclien durch automatische Steuerung, und die heideri Halften laufen auf deli Schienen Iangs des Forderbandes wieder zuriick 5 ) .

Die bei Ford verwendeten Rcflektoren werden.im F o r d - L a m p e n w e r k Flatrock (Michigan) gebaut. - Sie bestehen aus Messing, werden auf Hochglanz poliert, nickelplattiert und zuletzt vergoldct. Mit 45 g 24-karlt. Gold werden 500 Reflektoren plattiert, wofur nur je 50 Sek. Zeit erforderlicli sind. Bei rund 14000 Reflektoren werden taglich 200 aus- gewcChSelt, gereinigt und, soweit notig, ncu plattiert. Be- kaiintlich wcrdcn bei Ford Kunstharz-Eiiibrennlacke ver- wcndct, die auf Grui?dlage Sojaol und Phtlialsaurcaiihydritl Iicrgestellt werden.

AiiBer Forcl arbriteii nocli weitere 6 amerikanischc Auto- fain-ikcn nach diesem Einbreiiiivcrfalireii, auch in GroR- garage11 ist es eingefiihrt, besonders fur Ausbesselungs- arlwiten ail den Fuhrerhausern von Lastkraftwageii. Vor- aussetzung ist hierbei cin nicht zu holier Stronipreis.

Die zweckmlBigsten Entfernungen des I,ackicrguls von dcn Einbrennlanipen bzw. den Heflektoren werden Iiierbei mit (i-24 Zoll (152-609 mni) angegeben, wlhrend tlcr Ah- stand Reflektor-Lackfllche etwa 2 3 0 4 6 0 mni h i eineni Reflektordurchmesser von 175 mni fiir cine 260 Wattlampc uiitl 260 mm fur cine 240 Wattlampe bctragen soll.

Neben den Kohlenfaden-Lanipen werdcn Wolfranidralit- 1anipc.n angewendet, wobei aber zum Untcrschied von dcr gewiilinlichen Gluhlampe eine Farbtcmperalur von 3000'' K, besser eine Farbteniperatur von 2600" K bei den eigentlichen Trockenlampen vorzusehen ist, da hierdurcli die Lebensdauer der Lampen auf mehrere tausend Std. S k i @ '). Man soll Temperaturen im Bereicli von 12O--15On 1)ci dicser Art bevorzugen, in Ausnahmrllllen aber bis 315'' C erreichen konnen. Die erreicliten Temperaturen sind ncben der Wattzahl der Lampen abhangig von der Entfer- iiiiiig Zuni Lackiergut, Zuni Reflektor und dessen Form (meist parabolisch) sowic vom Bindeniittcl und dem Pig- ment des Lack-. Die Reflektoren werden meist dicht neben- rinander angeordnet, so daR sic sich an den Raudern be- ruhren.

Die I n t e n s i t a t d e r S t r a h l u n g s e n e r g i e IlWt sich leicht mit einer Thernioslule messen. Die Warmeauf- nalinie dcs Lackierguts ist ablilngig von der Reflexions- flhigkeit dcr Austriche fur infrarote Strahlen, die nicht gleich niit der Reflexion fur weiBes Liclit ist '). Photo- graphisclie Aufnahmen mit Filmen, die bis 9000 i% sensi- bilisiert waren, zeigten aber, daO die Rellexioiisflliigkeit im Infrarot etwa dcr im benaclibarteii sicht1)aren Teil des Spek- trums entspricht. - Bei 1 G 1 5 Min. Einbrennzeit sind naliirlich die Dicke und Massc der lackicrten Bleche - dcnn meist werden Uleche in dieser Weise cingebrannt - vou IJc!sondcrer Bcdeutung. Bei dickeren Blechen erfolgt eine laiigsamere Envarmung als bei diinneren, was allerdings init den Angabcii der Ford-Pateiite in teilweisem Wider- sprucli steht. Es wurde auch nachgewiesen, da13 keine kata- lytische Stralilenwirkung vorlianden ist, dean eine diinne, yo11 der cinen Seite mit Infrarot erhitzte Blechtafel ergibt gkiclie Ei~ibren~igeschwindigkeit auf beideii lackierten Seitcn, also auch auf der Seite, welche der Lichtquelle abgckehrt ist. Bci gleicher Temperatur-Zeitkurve ist dcr Einbrenn- vorgaiig in einem dampfgeheizten Trockenofen ebenso sclinell beendet, wie bei infraroter Bestrahlung. Die Stralilung hat

5 ) ,,Deutsche Fahrzeugtmlinik", 2 Abb. Nr. 5/6, S. 3551[1941]. 1;) H. W. M o r r i s , Ind. Finishing 15, Nr. 11, 21 [1939].

-

[ 193'31. H. J. B e n n e t u. H. H a y l i e s (Cliem. nietallurg. Engng. 47, Nr. 2, 106 119401.

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362 Fette und Seifen 49. Jahrgang

gegenuher der Warmeiibertr~gung durch HeiBluft eben nur den Vorteil dcr rascheren Warmcubertragung.

Fur die Trocknung rnit infraroten Strahlen eignen sich vor allem Zelluloseersterlacke und Kunstharzlacke, aiich solche rnit hohen Einbrenn- temperaturen. Ullacke, die vorwiegend durch Oxy- dation trocknen, konnen auch durch Bestrahlung nicht vie1 rascher getrocknet werden, dagegen werden Buchdruckfarben gelegentlich zurn rasche- ren Auftrocknen gebracht. WeiSe und helle Far- ben ergeben eine geringere Warmeaufnahme als dunkle und schwarze Farben. Man bestrahlt da- her gelegentlich auch die dunkle Riickseite des Blechs, wenn helle Lackierungen vorliegen.

Auch Holz, Peppe und Papier konnen bei der Be- handlung n i t Einbrennlacken rnit infraroten Strahlen behandelt werden, wobei aber auf die ge- ringe Warmeleitfahigkeit dieses Lackierguts Ruck- sicht zu nehmen ist, indem fur eine besonders gleichmiiSige Verteilung der Strahlung und fur eine nicht zu erhebliche Intensitat gesorgt werden muS.

Stehen die Lampen in den Ecklpunkten van Quadraten (,,kubische Anordnung") , so ist die Warmeverteilung etwas ungleichmafiiger als bei der ,,tetraedrischen Anordnung" nach gl'eichseiti- gen preiecken, welche eine um 15 O/o hohere Ener- gieverteilung ergibt und dabei grogere Gleich- maBigkeit, so daS man fur Versuchszwecke nie- mals eine einzelne Lampe heranzieht, sondern einen kleinen Versuchsofen mit 7 Lantpen besetzt, welche in den Eckpunkten eines Sechsecks und dessen Mittelpunkt angeordnet sind ') .

Nach einer neueren Beschreibung dcr Ford-Anlagen 8)

regelt man durch die SpallnUIig die Aussendung einer mog- lichst groBen Menge an infraroten Strahlen. Bei Kohlen- fadcnlampen lHge das Maximum der Strahlung bei 1.40 p, hei Wolframdrahtlampen dagegen bei 1.15 p und dieser geringe Unterschied ergahe beim Bestrahlen von lackierten Stahltafeln schon betrachtliche Unterschiede, verursacht durch die verschiedenen Gluhdrahttemperaturen. Auch die Strahlungsverteilung ist z. B. bei Venvendung der gold- plattierten Reflektoren verschieden. Der Strahlungsweg soll moglichst kurz sein. Man hat ursprunglich nur Grundie- rungen auf C)lgrurndlage und Alkydharzgrundlage in dieser Weise eingebrannt, da bei den muschelformigen Lichtofen dio Warmeverteilung uni die Mittellinie jeder Lampe doch ungleich blieb und man Lackfarbcn wegen der dadurch entslehenden Farbunterschiede nicht so behandeln konnte. Manche Deckemaillen sind gegen Temperaturunterschiede h i m Einbrennen sehr empfindlich, es wurden also kreis- formige Farbunterschiede feststellhar sein. Fur die Deck- cmaillen verweiidet man daher die Lichttunnels, wo durch die Bewgung des Lackierguts vorbei au feststehenden Lam- pen diese Unterschiede ausgeglichen werden konnan. Runde Ggenstande, wie Rader, eignen sich ausgezeichnet zum Ein- brennen mit Infrarot. Auch zum Austrocknen der fcucht geschliffenen Lackschikhten lassen sich Strahlungslampen gut venvenden; das Hauptgebiet bleiht aber das Einbrennen der Alkydharzlacke. - Beim Einbrennen von Holzlacken kann es vorkommen, daS Feuchtigkeit aus dem Untergrund austritt und in Form von Blasen die Anstrichschichten durchbricht, da bei der Strahlungstrocknung der Unter- grund starker erwlrmt wird.

uber die Strahlungswirkung von Gasbrennern wurde neuerdings berichtet, wobei auch der Einbau einer Glas- barriere zwischen Lackiergut und Breanern enviihnt wird @) . Ohne Barriere soll die Wirkung des Gasstrahlungsbrenners

hoher sein als die der Strahlungslampe oder der Heiflluft allein, da d a m das Einbrennen durch h i d e Verfahren (Strahlung und HeiBluft) gleichzeitig erf0lgt.

Nicht nur Autokarosserien werden heute rnit infraroten Strahlen eingebrannt, sondern auch groBe K e s s e l m a n - t e l h l e c h e , wie von der A n c h o r P o s t F e n c e G O . , Baltimore, berichtet wird lo). Diese werden spritzlackid und erhalten auf der Unterseite eine Grundierung, auf der Oberseite dagegen einen Email-Lack und dariiber einen Speziallack. Die Bleche wandern auf einem Transportband niit einer Geschwindigkeit von 30 cm/Min. in einen Licht- tunnel von 9 m Lange und 1.5 m Breite, wo 72 Infrarot- lampen mit regelharcn Brcnnweiten in 8 Min. das Einhren- nen der Grundierung und der beiden Lackschichten gleich- zeitig besorgen. Die Betriebskosten werden rnit 40-50 Rpf/Std. angegeben.

Vie1 mehr diirfte iiber die anierikanischen Arbeiten auf diesem Gebiet nicht bekannt gewor- den sein.

In Europa ist von gleichzeitig laufenden Arbei- ten auf diesem, Gebiet nur wenig in die Uffentlich- keit gedrungen. Man arbeitet anscheinend zum Teil rnit normalen Gliihlampen, und es wird an- gegeben, daS man mit einer 150 Watt/220 Volt- Gluhlarnpe bei Verwendung von Aluminiumreflek- toren Lackaufstriche in 2 Min. zum Tmcknen brachte, womit also die Auftrocknung und nicht das Einbrennen von Lacken gemeint ist. Fur Ein- brennlacke wurde man, urn lackierte 2 mm starke Eisenbleche auf 180' zu erhitzen, etwa eine 750 Watt-Gluhlampe benotigen. Genaue Angaben uber die Entfernung von der Lampe, die Zeitdauer und den Wirkungsbereich fehlen.

In Autofabriken werden gelegentlich 6-9 Gluh- lampen, in einem gemeinsamen Reflektcurkasten vereinigt, fur das Trocknen von kleineren Repara- turen an den lackierten, neuen Wagenkasten ver- wendet. Ob in Europa Lichttunnels in Lackier- betrieben angewendet werden, ist nicht bekannt, zurnindest nicht veroffentlicht worden, es kann aher angenommen werden.

150 Watt-Heizlampen, welchc die ,,P h i 1 i p s G 1 o c - 1 a ni p e n f a h r i e k e n N. V.", Eindhoven, lieferten, ver- wandte man in den amerikanischen Ford-Betrieben, fur Heparaturarbeiten aher auch 260 Watt-Kohlenfadenlampcn.

Eine andere Art von Heizlanipen wird nun untcr dcr Be- zeichnung ,,Trockcnstrahler" (250 Watt, Type Nr. 13 352 W44, E/27) von der P h i l i p s I 3 e l e u c h t u n g s - G . m. 1). II., Berlin, hergcstcllt und diese gleiche Art Trockenstrah- Ier in einer hollaudischen Lackfabrik, der N. t'. Vernis en Verfwarenfabriek V/H J. W a g e m a k e r s & Z o n e n , l h d a , fur das Einbrennen bei 110' herangezogen, worubrr bereits berichtet wurde l') 12). Diesen Berichten ist zu ent- richmen, daB 4 verschiedene Kunstharzemaillen in den Far- bcn we& rot, gruu und schwarz bei l l O o durch 10 Min. cingebrannt wurden, wobei die erzielte Harte der Lack- schicht praktisch gleich war der einem Einbrennen der glci- chen Lacke wahrend 60 Min. in einem Trockenofcn mit HeiWluft bei 120' C. Die Entfernung von den Lampen, die von oben und unten: je 9 Stuck, also zusammcn 18 Stuck,

J. M. Mc C l o u d , Ind. Engng. Chem., 33, Nr. 2.225 [1941].

@) C. P. M a n n , Ind. Engng. Chem., News Edit. 19, Nr. 19, 532 [1941].

lo) Ind. Finishing 17, Nr. 1, 23, [1940], ref. in Jndustrie- Lackier-Betrieb", 1941, 129.

11) ,,Farhe u. Lack", 1841, 294. I*) ,,Farben-Ztg." 46, 787 [1941].

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Mai 1942, Heft 5 Fette und Seifen 363

strahlten, betrug 33 em bzw. 27 cin. Die Lanipen warcn i n Blechgehausen untergebracht, die einander aligCnah~?rt wcr- den konnten. Brannten nur 9 Lampen, so war die erzicltc Teniperatur 75' C bei einer Enlfernung der oberen Lampen von 33 cni, dagegen nur 60° C h i einer Entfernung voii 50 cm.

Diese ,,Trockenstrahler" ersparen die Reflek- loren, da sie ungefahr pilzforriiige Glaskolben be- sitzen, die innen mit einer dunnen Aluriiiniunischicht verspiegelt sind, so daR die Warmestrahlung von dem annahernd parabolischen Glaskolben in der Achsenrichtung der Lampen reflektiert wird. Bei einer Lange von rund 160 mni und eineni Durch- niesser von 125 mi kann man diese Trockenslrah- ler in Nomalfassungen anordnen. Die Fassungen sind hitzebestandig, so daS sie auch ohne weiteres in Heizkasten i n n e n sitzen konnen, ohne durch die Hitze zu leiden.

Die Lieferfirma gibt neben einer Warnievcrtcilungskurvc auch weitere mcngenma5ige Angaben, aus welchen ersicht- lich ist, da5 der Hauptteil der Wanncstrahlung in einem Kegel ausgesandt wird, dessen Offnungswinkel an der Spitze 2X15O betragt, also ziemlich schlank ist. Auf 1 cm2 Fllche entfallt bei einer Entfernung voii 1 m gCllaU in drr Arhse de5 Trockenstrahlers eine Leistung von 280X 1 G 4 Watt, bei 50 cm Entfernnng auf 1 eme 4X280X10-4 W. Auf Flichen, welche nicht genau in der Achse des Strah- lrrs licgen, entfailen Energiebetrage, die nach der folgenden Forniel bcrechnct werden:

.- . .. . _ _ _ _ Hierhei bedeutet: E = die Gesaintmeiigc~ an Encrgic, die auf 1 tin? l l l l t W = die Anzahl Watt pro Steradial X10-4, die in dcr

I~iclilung diescs cniZ ausgestrahlt wird h = der A1)slaiid voni Strahlcr bis zu!n Punkt dcr O l m -

fllrlic w n k r c d i t unter dem Trockenstrahler a = tlcr Wiiikel zwischen der Mittelsenkrecliteii auf die-

scni anL und cler Achse des Trockenstrahlers.

Uber das E i n b r e i i n e n v o n L a c k e n niit infraroten Strahlen wurde kurzlich an anderer Stelle ausfiihrlich berichtet 1 3 ) .

Eigene Versuche Schlie6lich sei iiber eigene Versuche berichtet,

welche die annahernden Maxinialtemperaturen und die Mindestzeiten feststellen sollten, bei wel- chen die beschriehenen Trockenstrahler anwend- bar sind. Es wurden die Trockenstrahler im Mit- telpunkt und den Ecken eines Sechseckes angeord- net, um hohe GleichmaBigkeit der Strahlungsver- teilung zu erhalten'). Diese 7 Lampen ergaben ein Sechseck von 135 mm Seitenlange, so da6 die Lam- pen noch bequem in die Fassungen eingeschraubt werden konnten, ohne sich an den Randern zu nahe zu kommen, also dort etwa 10 mni Abstand hatten. Die 7 Trockenstrahler kamen in einen Kasten aus A l u m i n i d l e c h von 1 mm Starke, der einen quadratischen GrundriS voii 500 mm Sei- tenlange und 275 mm Hohe hatte, so da6 die Ent- fernung vom untersten Teil der Glaskolben zum Lackiergut 90 mm betrug.

Nach etwa 30 Min. Betriebszeit wurde in diesem Kasten, dessen W5nde nicht isoliert waren, niit einem Quecksilberthermometer eine Zufttempera-

tur von 150'C gemessen. Dals Lackier'gut in der Achse der Trockenstrahler erreicht dagegen wesent- lich hohere Temperaturen. Es wurden, um die denkbar ungiinstigsten Einstrahlungsverhaltnisse metallischer, hochglanzender Oberflachen festzu- stellen, glanzende Aluminiumfolien, 0.03 mni stark, als Bodenbelag in den Kasten eingeschoben und die Tempera turs teigerung mi t TemperaturmeB f arben (Thermocolore der I. G. Farbenindustrie, Abt. Ole, Berlin NW 7) verfolgt. Es wurden die Einfach- Thermocolore Nr. 4a, 5 und 6 mit Umschlagtem- peraturen von 165'bzw. 175'bzw. 220' C angewandt. Die.= Farben wurden in Form dunner Streifen auf die Metallflachen gestrichen, so da6 sie also nicht erhiihend auf die Strahlungsaufnahnie der Metall- fliiche wirken konnten, da der iibenviegende Teil der Flache metallblank blieb. (Rekanntlich reflek- t iert glanzendes, poliertes Aluminium den H:iupt- teil der infraroten Strahlung.) Die Umschlagtem- peraturen bei kurzer Erhitzungsdauer liegen etwas hiiher.

Es wurde nun an den Unischlagfarben der Ther- niocolore festgestellt, daR schon nach 20 Sek. ein Kwis voii 300 nini unter den 7 'rrockenstrahlern eine Teniperatur von 178' C erreicht hatte, nach 60 Sek. war bei einem Kreis von 340 mm eine Tem- peratur von 185'C erreicht, und eine Temperatur von 230'C wurde nach 00 Sek. allerdings nur in einem Bereich von rund 300 mni Durchmesser, in welchem einzelne Flecken noch nicht die Umschlag- teniperatur erreicht hatten, heobachtet.

Die Teinperaturmenfarben zeigen schlieRlicli :ruth die Warmeverteilung genau an, indeni sich zunachst kleine Kreise genau unter den Lampen ljilden, die rasch griiBer werden. Auf diese Weise kann ohne umstandliche physikalische MeRvw- richtungen die Temperaturverteilung in Rlechen gemessen werden. welche niit infraroten Strahlen eingebrannt werden. Besonders wichtig ist diese Feststellung aber nich t so sehr hei ebenen Blechen, wie bei raumlichen Korpern, da bei verschiedenen Entfernungen auch ungleiche Temperaturen erzielt werden, ebenso auch bei verschiedenfarbig lackier- ten Oherflachen. Die Therniocolore gehen hier die Moglichkeit, bei der Planung einer solchen Larkier- anlage die Temperatwerteilung nnch Ort und Zeit genau festzustellen, wobei die Angaben fur tech- nische Zwecke ausreichend genau sind irnd durcli Verwendung verschiedener Thermocolore oder Thermochroin-TemperaturmeSstifte (A. W. F a b e r , Stein bei Niirnherg) noch weiter eingeengt werden kiinnen, wobei auch die Mehrfach-Therniocolore mit zwei, drei oder vier Umschlagfarben angewen- det werden kiinnen.

Die beschriehenen Trockenstrahler sind daher qeeignet, bei sehr gerinqen Entfernungen win 1,:tckiergut ig unqemein kurzen Zeiten, die beim Einbrennen von Lacken im allgemeinen iiblichen Teniperaturen von 180--200' zu erreichen. Natirr- geniaB werden dickere Bleche oder schwerere K8r- per entsprechend ihrer hoheren Warmeaufnahme nach langerer Zeit die Endtemperaturen erreichen

Is) Jahrbuch fur Lackierbetriebe ( S. 163-169), Verlag -~

C. R. Vincentz, Hannover 1942.

Page 5: Einbrennen von Lackschichten mit infraroten Strahlen

364 Fette und Seifen 49. Jahrgang

Der Vorteil der infrai-oten Strahlung fiir das Ein- brennen von Lackscliichten uiid auch fiir das Trocknen von feuchten lackierteii Flachen, Druck- linten usw. liegt demnach in ihrer besonders rascchen Warmeiibertragung auf das Lackiergut. Wahxend die Wiirmestrahlung momentan zu einer Warmeiibertragung fiihrt, ist das Trocknen rnit heiBer Luft durch Konvektion ahhangig von den W5imeubergangszahlen Luft/Lackflache, die un- giinstig liegen, smvie vom Losungsmittelgehalt der Lufb und ihrer ausreichenden 3ewegung ahhangen. Ein weiterer Vorteil ist die kleine, kurze Trocken- vurrichtung, bei der man Selegeiitlich auch o h n e kastenartige Verkleidungen auskommt, wenn man auf die Vemtarknng cturch die hei der Straldung auftretende HeiBluft verzichtet, was beim Einbren- nen von Lacken meist nicht der Fall sein wird. Dagegen kann man das Auftrocknen von Lacken, also das Verdampfen der L6sungsmittel am dem noch feuchteii Lack urn so giinstiger durchfuhren, weil die Gestelle, welchc die StrahIungsIampen tra- Wen, die Ahfuhr der Lijsungsmitteldamlp.fe mid die Liiftcrng des Trockenraunies in keiner Weise be- hindern. Wenn auch die Stroiuaufnahme eines sol- chen, mit Strahlungslampen arbeitenden Ofens sehr erheblich ist, so ist der StrahIungsofen bci flachenformigem, leichtem Lackiergut oder auch diinnwandigen Guls- oder BlechkBrpern durch die raschere Arbeitsweke uiid die Ersparnis an Ofen- m u m , mwie die dadurch verminderten Warmever-

luste, zweifellos die b i I 1 i g e r e Art des Einbren- nens, wenn die ortlicben Stromkosten nicht zu hmh liegen.

Erst nach AbschluU der obigeii Arheit erschieii uiiter dcm 'I'itel ,,Eiue new 'rrockeninclhode €ur Lacke" VOII

Dr. H. M7. Talen in ,,Verf, Rubber en andere Plastische Materialen" vom Verband fur Materialienlreniitnis, Utrecht, eine Ahhandlung, die in , ,Farbc und Lack'' S. 89 u. S. 100 119421 wiedergegcben ist. Aus dieser sei entnomnien, da13 bei den Philips-TrcckeiistrahIerii das Energie-Maximum bei 13000 A liegt, wahrend cs hei einer nornialen Gliihlampe hei 9000-9500 A liegt. - Talen giht Temperaturmcssungen i n der Laclcschichte wahrend des Einbrenneiis und stellt fest, daW die rotcn Farben die geringste Aufnahmcfahigkcit fur infrarole Slrahlen haben. Die Teinperaturmessung erfolgt init cineni Thernioelenieiit. Sie seigt, bei Vcrgleich mit dcm . Einhreiinen im Ofcn, daf3 bci der infraroten Strahlung die Teniperatur i in Lackfilm r a s c h ansteigt, dagegen irn Trockenofen niit 120° Lnftteinperatur (aber ohne Luftdurchwirbelung!) auch nach 1 Std. i in Lackfilm erst i l O o C erreiclit werden. Auch die Hartcaunahine mit der Zeit wurde feslgestcllt. Sehr 1,enierkens.wert ist die Eeobachtung, daB lufttrodineiide r)iIacke nach einer Uestrahlurig durch 30 Miii. nicht iiur lrlebrig blieben, sondern auch nach einer Trockenzcit von 24 Std. no& klebrig waren, wahrend der uttbestrahltc Lack schon langst nach 24 Std. hart war. Auch bei olhaItigen Ofenlaclien konnte lrein Vorteil beim Bestrahleri erziclt werden, so dal3 das Einhrennen niit Infrarot vor allem fiir Alkydharzlacke (und wohl aucli fur andere hilze- poIynierisierende Iiunstharze) iri Fragc konimt.

Chemische Grundlagen der Schaum-, Wasch-, Netz- und Dispergiermittel Von Dr. J . H e t z e r , Ludwigshufeii

Urn eineni u idfach gediufierfen Wrrnsch nach einer rlementur yehultenen Ein)iihrung in dus umfangreiche Gebiet der ~'extilliillsoiittel Rechnung zu frayen, brinyen wir nachstelzend eirien ffberhlick iiber dre cliemischen Grundiagen sowie die Eigenscliaften der wichfigsten Schaunz-, Wasch-, Netz- wid Disgerniermittet.

Bekanntlich besitzt eine groSe ZahI voii Textilhilfs- mittelii trotz vcrschiedeiier Zusammensetzimg bzw chemi- scher ,Konstitution die Eigenschaft, sich mehr oder minder leicht im Wasser zu losen bzw. kolloide Losungen zu bilden, die Oberflachenspannung des Wassers slark oder kaum herabzusetzen und ein mehr oder wcniger hohes Schaum-, Netz-, Wasch-, Fieinigungs- und Dispergiervermogen zu ent- wickeln, Eigenschaften, die anderen Textilhilfsniitteln ganz oder nahezu ganz fehlen. Aut Grund dieses verschiedenen Verhaltens teilt man die Textilhilfsniittel in zwei Iraupt- gruppen ein: ,,Nichtnetzer" und ,,Netzstoffe". Die nach- stehend behandelten ,,Netzstoff e" brauchen . die eingangs gcnaniiten Eigenschaften nicht jewcils alle in gleich hohem Blaf3e zu besitzen. Es kann vielinehr vorkornnien, daB eiii ,,Netzstoff " eiii nur ganz geringes Netzvcrmogen neben eiaer stark ansgepragten Emulgierkraft aufweist oder da13 aus- gezeichnete Netzmittel nur geringe Waschwiikung zeipn. Textilhilfsmittel sind anorgankcher oder orgnnisclier Natur.

Auf anorgaiiischer Gruiidlagc sind z. B. aahlreiche Wasser- entharter aufgebaut. Die meitaus gro131e ZahI der Textil- tiilfsmittel aber, vox allem die zu erorteriideii Netzmitlel, stellen organische Verbindungen, nieist aliphatischen Charak- ters, dar. Zu ihnen zahlen:

1. Seifen, 2. Tiirkischrotole, 3. Sulfosauren aliph. Rohlcnwasscrstoffe und deren

Derivate,

. I

Schriffieitung. 4. Pettalkoholsulfonatc, 5. I~ondcnsationsproduktc, 6. IEalionaktive TextilhiIfsniittel, 7. Anlagerungsprodukte.

a) Aliphatische Verbiridungen 1. Seifen

Die Seife ist nicht nur das Ilteste, sondern I i s auf rlcn lieutigeri Tag auch das meist gebrauchte Textilhiifsmittel. Seifen sind dic Salze huhennolekularer, aliphatischer, ge- slttigter und ungesiittigter Carbonsauren init etwa lo--20 KoIilenstoffalomeri pro Molekul (Fettsauren) mil anorga- nischcn und organischen Basen, \vie Nalrium-, Kaliuni-, Anini.oniu~nhydroxyd, Triathanolamin usw. Die wichtigstcn cler zur Seifenlierstellung benutzten, aus den iiaturlichen lietien und Blcn staminenden Fettsanrcn sind: Caprin-, .

Laurin-, Myrjstin-, Palmitin-, Stearin-, Aracbin-, 81-, 'Linol- und Linolcnsaure sowie die cine Oxygruppe enthaltendc Kicinolsaure. Die ersten sechs der genannten Sauren sind gesattigtc, die ubrigen ungesal ligtc Fcttsaurcn. Nachstehcnd seien zwei Reispiele gcin Seifen aus einer gesattigten, bzw. irngesattigteri Fettsaure gebracht. Natriunisalz der Palrnitinsaure:

CH, . (CB,) ,,COONa lialiurnsalz der LinolsEure:

CH,(CH,) ,CH : CH - CH, . CH : CH - (CH,) 9 COOK