6. AUSHÄRTUNG

Bei der Konvektionstrocknung werden verschiedene Arten von Öfen eingesetzt, die im Folgenden beschrieben werden. Die Zeit zwischen Applikation und Einbrennen sollte bei lösemittelhaltigen Basecoats nie mehr als 5 Minuten betragen, da diese empfindlich auf Luftfeuchtigkeit reagieren (Angaben zu allen Produkten sind im jeweiligen technischen Merkblatt enthalten). Große Gestellteile, also besonders dickwandige Bauteile oder solche mit großen Durchmessern bzw. großen Massen, benötigen besonders lange Zeit zum Aufheizen. Zu große Schütthöhen auf dem Ofenband oder der Horde sind zu vermeiden. Je höher die Schüttdichte der Bauteile, umso geringer sollte die Schütthöhe der Bauteile ausfallen. Im Allgemeinen sollten Schütthöhen > 10cm vermieden werden.

Hier werden die Teile vom Korb auf ein sich langsam bewegendes Förderband geleert. Beschädigungen sollten durch eine geringe Fallhöhe vermieden werden. Der erste Abschnitt des Ofens ist der Vortrocknungsbereich. Dort werden die Lösungsmittel bzw. bei wasserbasierten Systemen das Wasser bei ca. 80–120 °C verdampft. Dahinter befindet sich eine Kaskade, über die die Teile auf ein zweites Förderband fallen, das schneller läuft als das Erste. Dies führt zu einer großflächigeren Verteilung der Teile und reduziert das Aneinanderkleben während des endgültigen Einbrennens. Alternativ ist auch der Einsatz eines ungestrafften, leicht gewellten Bandes möglich, welches die Teile leicht auf und ab bewegt. Die Bauteile werden während der Vortrocknung oder während des gesamten Einbrennprozesses permanent, aber nur minimal und schonend, gegeneinander bewegt. Der nächste Schritt ist der Einbrennprozess bei einer produktspezifischen Temperatur und Einbrenndauer gemäß dem technischen Merkblatt. Dabei handelt es sich nicht um die Ofentemperatur, sondern um die Temperatur der Teile (Objekttemperatur). Die Einbrenndauer ist die Zeit, in der die Teile die Objekttemperatur haben müssen.

Hierbei wird jede Korbladung in eine Horde gegeben und diese dann in den Ofen geschoben, wobei die schon im Ofen befindlichen Horden um eine Position weiter geschoben werden. Der Heizvorgang ist identisch mit dem des Förderbandofens. Durch Rüttelstationen kann ein Aneinanderkleben verhindert werden. Um eine zu hohe Rüttelintensität zu vermeiden, können die Bauteile alternativ auch in einem Bandtrockner vorgetrocknet und dann mittels abgestimmter Geschwindigkeit auf die Horden verteilt werden. Gleichzeitig kann hiermit auch der Nachteil aufgehoben werden, dass sich vor allem flache Bauteile nur sehr schwer durch Rütteln verteilen lassen.

Durchlauföfen für Gestellware unterscheiden sich lediglich dadurch, dass die Teile mit dem kompletten Gestell durch den Ofen gefahren werden.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Kammeröfen. Diese Art von Ofen eignet sich vor allem für kleine Losmengen und kleine Ladevolumen, da es beim Öffnen der Kammer in der Regel sehr lange dauert, bis alle Teile die erforderliche Temperatur erreicht haben. Der Vortrocknungs- und Einbrennprozess kann in getrennten Kammeröfen erfolgen. Unabhängig von der Art des verwendeten Ofens muss eine gleichmäßige Temperaturverteilung im gesamten Ofen gegeben sein. Die Abweichung vom Sollwert darf an keiner Stelle mehr als 5 K betragen. Dies ist mindestens alle vier Wochen durch ein Ofenprotokoll zu verifizieren und zu protokollieren (siehe Kapitel „10. Kontrollpläne“). Das Heizen erfolgt gewöhnlich durch Gasverbrennung. Dabei kommen zwei Prinzipien zum Einsatz: direktes und indirektes Beheizen. Da ein direktes Beheizen aufgrund der Verbrennungsprodukte eine zusätzliche Verschmutzung der Teile bewirken kann, empfiehlt Dörken MKS den Einsatz indirekter Heizverfahren.

• IR Trocknung/Einbrennen (z. B. partielles Beschichten von Schraubenköpfen)
• Induktive Trocknung/Einbrennen (z. B. schonendes Einbrennen von fettgefüllten Lagergehäusen)

Da diese Verfahren sehr speziell sind, muss der Trocknungsprozess jeweils auf das Einzelteil abgestimmt werden.

Einige wasserbasierte Lacke härten bereits bei Raumtemperatur aus. Dieser Prozess kann aber durch höhere Temperaturen (forcierte Trocknung) beschleunigt werden (siehe technisches Merkblatt).

Nach dem Einbrennen erfolgt das Abkühlen der Teile auf Raumtemperatur (30 °C oder weniger). Diese Kühlung erfolgt zumeist auch im Ofen, wobei nur kalte Luft auf die Teile geblasen wird. Es ist darauf zu achten, dass beim Kühlen nicht der Taupunkt (mind. 3 K über Taupunkttemperatur) erreicht wird, da die beschichteten Teile sonst die Feuchtigkeit anziehen.

Flüchtige organische Verbindungen, oftmals auch als VOC (engl. abgekürzt: volatile organic compound) bezeichnet, sind eine Sammelbezeichnung für organische Stoffe, die leicht verdampfen bzw. schon bei niedrigen Temperaturen als Gas vorliegen.

Organische Lösemittel, welche zur Verdünnung des Beschichtungsmaterials eingesetzt werden, verfügen über einen sehr hohen VOC-Anteil. Da sich diese auf die Gesundheit des Anwenders sowie auf die Umwelt negativ auswirken können, ist die Reinigung der Abluft von hoher Bedeutung. Zur Abluftreinigung gibt es drei unterschiedliche Prinzipien:

• Thermisch: Alle entstehenden Emissionen werden verbrannt.
• Biologisch: Hierbei werden umweltschädliche Emissionen von Mikroorganismen zersetzt.
• Fotokatalytisch: Schädliche Emissionen werden mittels UV-Licht aufgespalten und anschließend in Aktivkohlefiltern aufgefangen.