_L....--- _Entfeuchtete Luft

fur die Wasserlack-Trocknung

Feuchtigkeitsgehalt qesetuqter Luft in Abhangigkeit von der Temperatur

Als absolute Feuchte bezeichnet

man den Wasserdampfgehalt, gemes­

sen in Gramm pro Kilogramm trocke­ner Luft. Wird die Luft von dem dar­

gestellten Zustand aus erwarrnt, so

In der Lackieranlag e fOr Fernseh­

qeneuse entfeuchtet die Abdunst­

zone die lui; bis sie nur noch 15%

re lative Luftfeuchte enthalt

°C

g/kg

+ 40

48 ,8

+ 30

28

vermag sie nach der gleichen Gesetz­

maBigkeit zusarzlich Wasser aufzuneh­

men; sie ist also nicht mehr "gesattigt".

Erwarrnt man sie beispielsweise so

weit, dass sie die doppelte Wassermen­

ge aufnehmen konnte, so ist sie nur

noch zu 50 % gesattigt. Das ergibt den

Begriff "relative Feuchte" als Prozent­

satz des maximal moglichen Feuchte­

gehaltes bei der jeweils angegebenen

Temperatur.

Aus der Sattigungskurve und der

Kurve der "relativen Feuchte " entstehtdas Hx-Diagramm (Mollier-Diagramm),

aus dem man die absoluten und relati­

ven Feuchten ablesen kann. Es muss

betont werden, dass sich die absolute

Feuchte, also der Wasserdampfgehalt in

g/kg, bei der Erwarrnung der Luft nicht

verandert. Dies sei an einem Beispiel

noch einmal erlautert:Wenn gesattigte Luft von 10°C mit

7,9 g Wasserdampf auf 20°C erwarrnt

wird, konnte sie nach Abbildung 1

noch 15,2 -7,9 = 7,3 g Wasserdampf auf­nehmen. Da sie aber auch bei 20°C nur

7,9 g enthalt , hat sie eine relative

Feuchte von

7,9 ",519%15,2 '

Die absolute Feuchte betragt

jedoch weiterhin 7,9 gjkg.

Wenn man diese physikalischen Ge­setzmaBigkeiten auf die bisher haufig

angewendete Konvektionstrocknung(HeiBtrocknung) bezieht, so kann dart

die Feuchtigkeit nur durch Erhohung

der Temperatur entzogen werden.Wenn die erhitzte Luft dann den Satti­

gungspunkt erreicht hat, muss Abluftaus dem Trockenbereich gefahren wer­den; also hocherhitzte Luft, die als

Zuluft wieder zugefUhrt werden muss.

+ 20

15 ,2

+ 10

7,9

o3,9

- 15

1

Unsere Luft enthalt immer Wasser­

dampf. Das Aufnahmeverrnogen fur

Wasserdampf ist jedoch begrenzt inAbhangigkeit von der Temperatur.

Man spricht von der "Sattigungsgren­ze", wenn der maximal mogliche Was­

sergehalt erreicht ist; dieser entspricht

100 % Luftfeuchtigkeit. Die Tabellezeigt die Abhangigkeit des Wasser­

dampfgehaltes von der Temperatur.

Luftfeuchtigkeit ist gasfOrmiger

Wasserdampfund ist unsichtbar. Nebelentsteht dadurch, dass die Luft iiber­

sattigt ist und schon kleinste Wasser­

tropfchen abgibt. Die Temperatur, bei

der dieses Phanornen auftritt, nennt

man Taupunkt-Temperatur.

Absolute und relative Feuchte

Ein Anlagenbauer, der verschiede­

ne Systeme zur Entfeuchtung der

Trocknungsluft in Lackieranlagen

installiert hat, berichtet im Folqen­

den uber seine Erfahrungen in der

Praxis.

Bei der Umstellung der bisherigen

Lackierung von Uisungsmittel­

lacken auf Wasserlacke werden

momentan haufij; Anlagenprobleme

und zu hohe Neuinvestitionskosten als

Begriindung gegen die EinfUhrung

angefUhrt. Bcschaftigt man sich aber

intensiv mit dem Umgang mit Wasser­

lacken, erkennt man sehr schnell, dassdie Lack- und Anlagenhersteller mitt­

lerweile au Berst innovative Technikenerarbeitet haben, um Wasserlackober­

flachen mit guter Qualitat wirtschaft­

lich herzustellen. Eine dieser neuen

Techniken ist die Trocknung von

Oberflachen mit trockener Luft. Um

dieses Trocknungsverfahren zu verste­

hen, ist es notwendig, sich einige phy­sikalische GesetzmaBigkeiten naher zu

betrachten.

JOT 1 12001

--------

In dieser Lackieranlage werden Fetnsenqentiuse mit entfeuchteter Luft getrocknet

Das bedeutet emen Energieverlust.

Wenn andererseits gesattigte Luft von20°C mit 15,2 g Wasserdampf auf 10°C

abkiihlt, muss sie 15,2 -7,9 = 7,3 g Was­

ser abgeben. Dies kann man daran

erkennen, dass sich an kalten Flachen

Wasser nicdcrschlagt (gewiinschterEffekt beim Coolac-Verfahren). Das

heiflt, die Luft wird entfeuchtet. Um

diesen Effekt zu erreichen, gibt es

mittlerweile mehrere Verfahren zur

Luftentfeuchtung.

Vorteile aller Verfahren, die mitentfeuchteter Luft trocknen

• Geringerer Energieaufwand als beider Konvektionstrocknung

• keine Rissbildung• keine Abluft beziehungsweise

geringer Teil an Abluft

• schnellere Trocknung bis zu 25-30 %=} geringerer Platz- und Investiti­

onsbedarf

• keine Kiihlzonen erforderlich

• unabhangig von Jahreszeiten

• Nachriistung moglich

Fur folgende Anwendungen sindbereits Anlagen, die mit entfeuchte­ter Luft trocknen, realisiert worden:

• Lacktrocknung fur Metalllacke• Trocknung von Dispersionsklebern

• Vortrocknung von UV-Lacken imHolzbereich

• Trocknung von Holz-Treppenstufen

• Einsatz als Haftwassertrocknernach der Metallvorbehandlung

• Trocknung von Fernsehgehausen

• Trocknung von Holzfenstern

• Trocknung von Kiihlern• Trocknung von Automobilfuller­

lacken

Beispiel Lackieranlage

fur Autokuhler

Anlagendaten:

WerkstUck-Abmessungen:

500 x 1000 x 1400 mm

Gewicht: max. 200 kg

Taktzeit: 3 min

Kapazitat: 4000 kg/hLackarten: Wasserlacke

Ziele/Ergebnisse

• Automatischer Transport• Haftwassertrockner mit Kondensa-

tionstrocknung

• Reduzierung der Trockenzeit auf< 25 min bei 60°C

• Lacktrockner mit Kondensations­entfeuchtung

• Reduzierung der Trockenzeit von30 min auf 15 min bei 60°C

• Oversprayrecycling

Die Kalteentfeuchtung ist bei die­

sem Projekt sowohl bei der Haftwas­

sertrocknung als auch bei der Lack­

trocknung mit Erfolg eingesetzt wor­

den. Die Trocknungsstrecken konnten

beim Haftwassertrockner von 16 m auf8 m verkiirzt werden und beim Lack­

trockner von 8 m auf 4,8 m. Die gesam­te Trocknung erfolgt abluftfrei.

Lay out der Lackieranlag e fOrAutokOhler

JOT 1 12001

Beispiel

Lackieranlage fur Fensehgehause

Anlagendaten:

Werkstiick-Abmessungen:500 x 1000 x 800 mm

Gewicht: max. 15 kgTaktzeit: 30 sec

Kapazitat: 2 - 5 m/min

Lackarten: Wasserlacke/Losungs­mittellacke

Ziele/Ergebnisse

• schneller Teileumlauf < 15 min• Konstante Trocknungsbedingungen

• Verpackungsfiihigkeit nach Abnahme

• Oversprayrecycling

_L....--- _Die Anlage ist durchgangig mit

einer EU9-Filterung versehen, um so

gut wie jeden Staubpartikel zu entfer­nen. Ein Wasserbassin zur Staubbin­

dung am Boden der lonisierungskabine

verstarkt den Effekt. Innerhalb der

komplett klimatisierten Lackierkabine

sorgen eine Wasserwand und vertikale

Luftstrome fur die Reinhaltung der

Luft. Der mannshohe Roboter fuhrt

erne automatische Lackierpistolen­

Reinigung durch.Auch das Forderband ist wasserbe­

rieselt und komplett abgedeckt, um es

von Overspray freizuhalten. Die

Abdunstzone entfeuchtet die Luft, bisdiese nur noch 15 % relative Luft­

feuchtigkeit enthalt.

/

Beim Tro cknen in dieser Fensterlackieranlage muss in kurzer Zeit eine hohe

Blockfestigkeit erreicht werden

Beispiel einer Lackieranlag e mit Kaltetrocknung fOr Flachteile

Zur Entfeuchtung wird die Konden­

sationstrocknung eingesetzt

In dem einstellbaren Luftmengen­

fluss drehen sich die Teile insgesamt

vier Minuten lang, um die Abdunstungweiter zu verbessern. Die Entfeuch­

tung der Luft wird mittels Kondensa­

tionstrocknung erreicht. In der mit 36

Infrarotstrahlern ausgestatteten, 12 m

langen Trockenkabine drehen sich die

Teile weiterhin. Durch die seitlich und

unter der Decke befestigten Strahler

erhitzt sich nur der Lack, da das

benotigte Erdgas katalytisch und nicht

offen verbrannt wird.

Es wird ein breites Emissionsspek­

trums mit mittel- und langwelligen

Strahlen erzeugt, wodurch die Trock­

nung schneller vonstatten geht. Den

Lackauftrag besorgt der Roboter mit

HVLP-Pistolen in zwei getrennten

Farbkreislaufen.

Beispiel

Lackieranlage fUr Fenster

Anlagendaten:

Werkstiickabmessungen: Riegelpfos­

ten an Traversen zirka 2 x 3,5 x 0,1 m

Gewicht: max. 150 kg

Taktzeit: 10 min

Fordergeschwindigkeit: 2 m/min

Lackarten: Wasserlacke

Ausfiihrung

• P+F-Transport• Automatische Lackierung

• Abdunstzone, befeuchtet

• Oversprayrecycling• Trocknung mit trockener Luft

Das Ziel bei dieser Anlage war, III

10

moglichst kurzer Zeit eine Blockfestig­

keit zu erreichen, da unmittelbar nach

der Lackierung die Teile montiert und

versandt werden rnussen. Die gesamte

Anlagenplanung ist von der Firma

Range + Heine erstellt worden.

Beispiel

Lackieranlage fur Burornobel

Anlagendaten:

Werkstuck-Abmessungen:

1300 x 2500 x 50 mm

Fordergeschwindigkeit: 4 m/minLackarten: UV-Wasserlacke

Ausfiihrung

• Befeuchtetes Abdunsten

JOT 1 12001

--------• Dusentrockenkanale mit

Kondensationsentfeuchtung

Nach einem Feinschliff der Teilewird mit einem wassrigcn UV-Walz­

grundlack appliziert. Nach der Ange­

lierung mit UV wird mit einem Hydro­

UV-Lack zirka 100 g/m 2 in einer Spritz­

maschine appliziert und anschlieBend

7,5 min getrocknet. Die Trocknungs­

strecke setzt sich zusammen aus zirka

2,5 min befeuchtetem Abdunsten und

5 min Diisentrocknung mit getrockne­

ter Luft. Der Wasserentzug betragt

dabei bis zu 250g/min.

AnschlieBend werden die Teile mit

UV ausgehartet. Es konnen bis zu 1400m-' pro Schicht lackiert werden.

Trockene Luft

ist ein einfaches

und sicheres System

Mit der Zunahme von wasserlosli­

chen Beschichtungsstoffen haben auch

die unterschiedlichen Temperatur­

und Feuchtebedingungen innerhalbder "lrockcnkanalc immer mehr Aus­

wirkungen auf die Qualitttt der Ober­flache. Die Lackhersteller sind sicher­

lich nicht in der Lage, aile Probleme

durch entsprechende Rezepturen aus­zugleichen. Das heiBt fur die Anwen­

der, dass nur durch eine gezielte Steue­

rung der Umgebungsbedingungen

eine gleichmaBige Beschichtungsqua­litat zu erreichen ist.

Der Einsatz der trockenen Luft istein einfaches und sicheres System, dieAnforderungen zu bewaltigen. Haufig

ist mit diesem System eine Kostenre­

duktion der Betriebskosten erreichbar,da weniger Primarcncrgic eingesetzt

werden muss. Da auch Nachriistungen

moglich sind, gibt es viele Einsatzmog­

lichkeiten fur diese neue Technik. •

Der Autor: Thomas SchOning,

Rippert Luft- und Anlagentechnik

GmbH, Herzebrock-Clarholz

Tel. 0 52 45/901-160

e-mail: schoening@rippert.de

JOT 1 12001