DD287209A5 - Verfahren zur erhoehung der elektrischen aufladung und haftung von pulver und pulvergemischen beim durchgang durch reibungselektrische pulveraufladeorgane - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhoehung der elektrischen Aufladung und Haftung von Pulver und Pulvergemischen auf geerdeten Gegenstaenden, bei dem die Aufgabe zugrunde liegt, dasz groszkoernige Plastpulver beim Verspruehen mit reibungs-elektrischen Pulveraufladeorganen ausreichend elektrisch aufgeladen werden, auf geerdeten Gegenstaenden gut haften, eine gewuenschte duenne oder dicke ein- oder mehrschichtige Plastfilmschicht erreicht und dazu Energie und bei duenneren Schichten auch Material eingespart werden. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die fuer die Haftung von grobkoernigen Pulvern auf den geerdeten Gegenstaenden benoetigte spezifische elektrische Mindestladung vergroeszert wird.{Pulver; Pulvergemische; Aufladung, elektrisch, elektrostatisch, reibungs-elektrisch; Haftung; Plastpulver; Mindestladung; Pulveraufladeorgane, grobkoernig, feinkoernig; Plastfilmschicht; Gegenstaende}

Description

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erhöht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekonnzeichnet dadurch, daß einem grobkörnigen Pulver mit einer mittleren Korngröße von >150 μητι Teilchendurchmesser, welches in der reibungselektrischen Spannungsreihe nahe dem Material des Reibkörpers eines reibungselektrischen Aufladesprühorganes liegt, ein feinkörniges Pulver mit einer mittleren Korngröße von <60μιη Durchmesser eines anderen Materials, woiches in der reibungselektrischen Spannungsreihe weit entfernt vom Material des genannten Reibkörpers liegt, im Verhältnis <50:1 zugemischt wird.

3. Verfahren nach einem weiteren Anspruch, gekennzeichnet dadurch, daß die spezifische reibungselektrische Gesamtladung einer Pulvermischung sich aus den spezifischen reibungselektrischen Ladungen der einzelnen Siebfraktionen entsprechend nachfolgender Gleichung berechnen läßt:

^Qreib.

-K, ( !l + ^G2 max. —

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß einem grobkörnigen Polyethylenpulver mit einer mittleren Korngröße von >150 \im Durchmesser ein feinkörniges Pulver des gleichen Material¹" iiit einer mittleren Korngröße von <60μηη Durchmesser im Verhältnis <60:40 zugemischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1,3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß einem grobkörnigen Epoxidharzpulver mit einer mittleren Korngröße von >90μητι Durchmesser ein feinkörniges Pulver des gleichen Materials mit einer mittleren Korngröße von <30μηη Durchmesser im Verhältnis <60:40 zugemischt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der elektrischen Aufladung von Pulver und Pulvergemischen beim Durchgang durch reibungselektrische Pulveraufladeorgane.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Pulverauftragsgeräte bekannt, die die Pulvur reibungselektrisch (DD-WP 106308, DD-WP 134841) entsprechend dem Platz, den das Pulvermaterial in der reibungselektrischen Spannungsroihe einnimmt (DE-PS 2839578 und M art on, K.: Elektrizitätsreihe nach 2ilka, VII.Tagung „Elektrostatistisches Beschichten" 1978, HtV Dresden), oder elektrostatisch plus reibungselektrisch (DD-WP 225921) aufladen. Dabei werden z.B. Plastpulver eingesetzt, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 60pm oder darunter haben. Außerdem werden Pulvermischungen entwickelt, die eine Verbesserung der Haftung der eingeschmolzenen Schicht auf dem Träger bzw. eine Vergrößerung der Oberflächenhärte zur Folge haben, wobei aber das Ursprungspulver chemisch und physikalisch weniger in Erscheinung tritt (Knirsch, G.: Formulierung modifizierter Polyethylen-Pulver, VIII.Tagung .Elektrostatisches Beschichten" 1981, HfV Dresden, DD-WP129623, DD-WP 200 524, DE-OS 3418 406), oder es sollten die optischen und Korrosionsschutzeigenschaften verbessert werden (DD-WP 200525, DD-WP 200526, DD-WP 200527, DE-OS 2200747) mit dem Mischungsverhältnis zweier Polymere auf 1:1 bis 96:4, der Mischung zweier Polymere mit Metall, einem Epoxidharzanteil zwischen 10 und 86% und der Korngröße des Epoxidharzes im Bereich 75 bis 150pm von 95,5% und 49,59%. Des weiteren werden Pulver aufgetragen, die Lösungsmitteldämpfe bis zur Abscheidung adsorbiert haben (DD-WP 126873) oder aus einem Gemisch von Polyolefinen und hydrolysiertem Aethylen-Vinylacetat (DD-WP 129623) bzw. Epoxidharz mit Polybutylmethacrylat, Epoxidharz mit Polyvinylacetat, Acrylharz mit Polybutylmethacrylat und Polyester mit Polybutylmethacrylat (Funke, W. und Reichert, K.-H.:

Untersuchungen über die Herstellung mehrschichtiger Lackfilme aus pulverförmiger! Polymeren auf metallischen Substraten, 12. Internationale Konferenz zu organischen Überzügen, Bratislava 1973) bestehen.

Ein Nachteil dieser Plastoulver und Plastpulvermischungen ist ihr großer mittlerer Teilchendurchmesser, der ausdrückt, daß der Feinanteil im Pulvergemisch zu klein und damit die elektrische Aufladung des Pulvergemisches in den Pulveraufladeorganen und die Haftung auf den geerdeten Gegenständen zu klein ist. Weitere Nachteile sind, daß Lösungsmitteldämpfe verwendet werden, die Ursprungspulver weniger in Erscheinung treten und eine Optimierung der elektrischen Aufladung gar nicht vorgesehen war.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu erhalten, bei dem die Plastpulver ausreichend elektrisch aufgeladen werden, indem das Mischungsverhältnis von feinen zu groben Teilchen ein und desselben Pulvers dafür günstig gewählt wird oder einem groben Pulver geringer elektrischer Aufladung ein feines Pulver eines anderen Materials, welches sich stark elektrisch auflädt, zugemischt wird.

Darlegung de* Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, grobkörnige Plastpulver beim Versprühen mit reibungselektrischen. Pulveraufladeorganen ausreichend elektrisch aufzuladen, damit sie auf geerdeten Gegenständen gut haften, eine gewünschte dünne oder dicke ein- oder mehrschichtige Plastfilmpchicht bilden und dazu Energie und bei dünnen Schichten auch Material eingespart werden.

ErfindungsgemäP. wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die für die Haftung der grobkörnigen Pulver auf den geerdeten Gegenständen benötigte spezifische reibungselektrische Mindestladung vergrößert wird. Dies wird erreicht, indem grobkörnige Pulver mit geringer spezifischer reibungselektrischer Mindestladung, welche in der reibungselektrischen Spannungsreihe nahe dem Material des Reibkörpers eines reibungselektrischen Pulveraufladeorganes liegen, in geringer Menge ein feinkörniges Pulver eines anderen Materials mit hoher spezifischer reibungseloktrischer Mindestladung zugemischt wird, das in der reibungselektrischen Spannungsreihe weit entfernt vom Material des Reibkörpers liegt. Bei der reibungselektrischen Abscheidung von Mischpulver am geerdeten Gegenstand wird eine spezifische Mindestladung benötigt, die sich aus den spezifischen Mindestladungen der einzelnen Pulverkomponenten zusammensetzt. Wenn die eine Komponente eine höhere spezifische Mindestladung hat als zur Haftung erforderlich ist, kann die spezifische Mindestladung der anderen Komponente niedriger sein, trotzdem haftet das Gemisch

Die gesamte spezifische reibungselektrische Mindestladung des Pulvergemisches ergibt sich nach

Dabei ist K₁ Vd_m, die spezifische reibungselektrische Mindestladung des groben Pulvers und Ki · \/ M -^- die zusätzliche

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speziische reibungselektrische Mindestladung durch Zumischung des feinen Pulvers.

Nach Ki = V '~n— beinhaltet Ki die Influenzkonstante e₀, die Dielektrizitätszahl ε, der Pulverschicht, die

^T Mc, · VAu

Erdbeschleunigung g, den Haftreibungskoeffizientsn M_0n, Pulver-Metall, die Dichte der Pulverschicht des groben Pulvers γ_Ρ, und einen mittleren Bezugsdurchmesser dm, · M ist das Massenverhältnis mp,:m_Pl, wobei m_p, gleich der Masse des groben und m_P, gleich der Masse des feinen Pulvers ist.

Pa sich Epoxidharz mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 60pm viel stärker als seine spezifische elektrische Mindestladung auflädt, wird ein gutes Haften beim reibungselektrischen Auftragen noch bei einem Mischungsverhältnis von 40:1 z. B. für Polyethylen mit einem mittleren Tellchendurchmesser von 220 μητι mit diesem Epoxidharz erreicht. Der Grenzwert liegt bei 50:1, d. h. bei einer Mischung von sehr wenig Epoxidharzpulver mit Wirbelsinterpolyethylen ist es möglich, dieses auch reibungselektrisch mittels Pulverauftragsgeräten auf geerdeten Gegenständen aufzutragen.

Des weiteren sind die einzelnen Siebklassen eines Pulvers so zu wählen, daß ein optimales Mischungsverhältnis entsteht, wenn die spezifische maximale Gcsamtladung eines Plastpulvers, die sehr stark von den einzelnen Anteilen der Siebklassen abhängt, durch gezielte Korngrößenverteilungen maximal eingestellt wird und damit eine hohe reibungselektrische Aufladung beim Durchgang durch Pulveraufladeorgane erfolgt.

Die Gesamtmasse m_o„ des Pulvergerr isches wird in die einzelnen Siebklassenanteile mi, m₂ bis m„ durch Prüfsiebung zerlegt. Für die Massen können auch die Gewichtsprozente G,, G₁ bis G_n eingesetzt werden. Der Mittelwert der Maschenweite zweier Prüfsiebe wird mit d„,„ d_m, bis d_m, bezeichnet. Dabei stellt G_t die Gewichtsprozente der kleinsten Teilchen mit dem mittleren Durchmesser d_m, dar. Für die reibungselekirische Aufladung eines Plastpulvers ergibt sich die spezifische maximale Gesamtaufladung zu

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G,/d_m, bestimmt hauptsächlich die spezifische maximale Gesamtladung, da bei vielen Teilchen kleinen Durchmessers die Aufladung stark steigt. Danach sind die Plastpulver für reibungselektrisches Pulversprühen, z. B. Auftrag auf geerdete gegenstände mit Pulverauftragsgeräten, mit einem großen Feinanteil höher aufladbar als die mit einem großen Grobanteil. Die Konstante K₂ beinhaltet die Influenzkonstante ε₀, die elektrische Feldstärke an der Oberfläche der Pulverteilchen in Luft E₀, did Gesamtmasse in Gewichtsprozent (G₀,, = 100%) und die Materialdichte Ym. Sie ergibt sich zu

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' YmG₈..'

Ausfuhrungsbeispiel Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Polyethylenpülver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 220μηι erreicht eine spezifische elektrische Mindestladung von 4 · 10"⁷ As/g. Diese reicht zur Haftung auf geerdeten Gegenständen nicht aus. Wird dem Polyethylen ein Epoxidharzpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 60μπι zugegeben im Verhältnis 20:1, so steigt die spezifische elektrische Mindestladung des Gemisches auf 9 · 10~⁷As/g. Diese reicht zur Haftung auf geordeten Gegenständen aus.

Claims (1)

1. Verfahren zur Erhöhung der elektrischen Aufladung und Haftung von Pulvern und Pulvergemischen auf geerdeten Gegenständen, gekennzeichnet dadurch, daß die Zumischung eines feinen Pulvers des gleichen oder eines anderen Materials zu einem groben Pulver die spezifische reibungselektrische Mindestaufladung des Pulvergemisches entsprechend der Gleichung

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