DE1290336B

DE1290336B - Verfahren zum Herstellen von UEberzuegen aus Kunststoff auf Hohlkoerpern

Info

Publication number: DE1290336B
Application number: DEK53425A
Authority: DE
Inventors: Nagel Fritz John
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1963-01-08
Filing date: 1964-07-09
Publication date: 1969-03-06
Also published as: JPS508094B1; DE1577805A1; US3309217A; GB1018486A

Description

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Es ist bekannt, Überzüge aus pulverförmigen, gas durchströmt wird. In diesem Zustand fließt das schmelzbaren Kunststoffen auf metallische Gegen- aufgewirbelte Überzugsmaterial auch noch an verstände in der Weise aufzubringen, daß der zu über- deckt liegende Stellen, die von einem nicht aufgewirziehende Gegenstand auf eine Temperatur erwärmt belten, nur rieselnden Pulver nicht erreicht werden, wird, die unterhalb der Schmelztemperatur des 5 Es ist daher möglich, unter Ausnutzung der Vorteile Gegenstandes, aber über der Erweichungstemperatur des Wirbelsinterverfahrens Gegenstände zu überdes Überzugsmaterials liegt, und daß anschließend ziehen, ohne daß diese nach der bisherigen Arbeitsder erwärmte Gegenstand in das als ruhende Schutt- weise in einen Wirbelbehälter eingetaucht zu werden masse vorliegende Überzugsmaterial getaucht wird. brauchen.

Die mit dieser Verfahrensweise herstellbaren Über- io Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herzüge weisen eine ungleichmäßige Schichtdicke auf, stellen von Überzügen aus Kunststoff auf Hohlkör- und außerdem gelangt das Überzugsmaterial nur un- pern unter Ausbildung einer fest haftenden oder abvollständig in Ecken, Nuten und an verdeckt liegende nehmbaren Überzugsschicht durch Wirbelsintern, Flächen des zu überziehenden Gegenstandes. Weiter- wobei die abnehmbare Überzugsschicht eine Nachhin nimmt die Schüttmasse nach mehrmaligem Ein- 15 bildung des Hohlkörpers darstellt, durch Aufbringen tauchen des erhitzten Gegenstandes so viel Wärme von pulverförmigem Überzugsmaterial auf die zu auf, daß bei Verwendung von duroplastischen Kunst- überziehende Fläche des Hohlkörpers, welcher zuvor stoffpulvern bereits eine gewisse Aushärtung beginnt, auf eine mindestens der Schmelztemperatur des Überdie zu einer Qualitätsverschlechterung des Überzuges zugsmaterials entsprechende Temperatur vorerwärmt führt. ao ist, besteht darin, daß das nach dem Wirbelschicht-Es ist auch bekannt, das Überzugsmaterial über verfahren in bekannter Weise in einem Wirbelbehälter den zu beschichtenden vorerwärmten Gegenstand zu aufgelockerte pulverförmige Überzugsmaterial auf schütten. Hierbei treten die gleichen Nachteile wie bzw. in den außerhalb des Wirbelbehälters angeordbeim Tauch- oder Wälzverfahren auf, wobei die neten Hohlkörper geschüttet wird, worauf nach Aus-Schichtdicke noch unregelmäßiger ist. 25 bildung einer Überzugsschicht überschüssiges, nicht Nach einem anderen Vorschlag können entspre- haftendes Überzugspulver vom Hohlkörper in den chend erwärmte Gegenstände mit einem Kunststoff Wirbelbehälter zurückgekippt wird, überzogen werden, indem man den Gegenstand in Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können eine Staubwolke aus Uberzugsmaterial hängt. Der beispielsweise Rohre, Wannen, Behälter und Schalen erforderliche Aufwand zur Herstellung der Staub- 30 hergestellt werden. Hierbei wird die mit einem Trennwolke ist sehr umfangreich. Da die Staubwolke von mittel versehene Form entsprechend erwärmt und unten gegen den Gegenstand geblasen wird, werden dann der Überzug aufgebracht. Nach Erkalten des die im toten Winkel liegenden Flächen des zu über- Überzugs wird der Hohlkörper abgenommen, ziehenden Gegenstandes nur in geringem Umfang be- Eine andere Anwendungsform der Erfindung beschichtet. 35 steht im Auskleiden von Hohlkörpern, z. B. Trom-

Weitere Verfahren zum Aufbringen eines Kunst- mein für Wasch- und Geschirrspülmaschinen. Stoffüberzuges auf Gegenstände bestehen darin, daß Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung das Uberzugspulver entweder durch Flammspritzen besteht darin, daß man den zu überziehenden Hohloder durch Rotation in einem vorerwärmten Hohl- körper bzw. die Form auf einen das Überzugsmaterial körper mit der zu überziehenden Fläche in Berührung 40 enthaltenden Wirbelbehälter aufsetzt und den Hohlgebracht wird. Diese Verfahren sind mit den gleichen körper bzw. die Form mit dem Behälter derart kippt, Nachteilen wie das Tauch- oder Wälzverfahren be- daß das aufgewirbelte Überzugsmaterial aus dem haftet. Behälter in den Hohlkörper bzw. die Form fällt und Schließlich ist es bekannt, entsprechend vor- dort einen Überzug bildet und daß man nach Bildung erwärmte Gegenstände nach dem Wirbelschichtver- 45 des Überzugs Behälter und Hohlkörper bzw. Form in fahren mit einem Kunststoffüberzug zu versehen. Das die Ausgangslage zurückkippt, wobei das nicht auf-Überzugsmaterial befindet sich dabei in einem flüssig- geschmolzene Uberzugsmaterial in den Behälter keitsähnlichen Zustand, so daß es auch in Ecken, zurückfällt.

Nuten und verdeckt liegende Stellen fließt. Die hierbei Das Verfahren gemäß der Erfindung ist technisch erhaltenen Überzüge weisen eine gleichmäßige 50 fortschrittlich, da es beim "Auskleiden von Hohlkör-

Schichtdicke auf und sind porenfrei. Zur Durchfüh- pern mit einer Kunststoffschicht eine einheitliche

rung des Verfahrens ist lediglich ein Behälter erfor- Schichtdicke auch an verdeckt liegenden Stellen des

derlich, der durch eine gas-, aber nicht pulverdurch- Hohlkörpers gewährleistet.

lässige Platte in eine obere Kammer für das Über- Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zugsmaterial und eine untere Kammer für die Gas- 55 gemäß der Erfindung wird ein Wirbelbehälter vorzuführung unterteilt wird. Eine Erwärmung des Über- geschlagen, der mit einer Befestigungsvorrichtung für zugsmaterials auch bei kontinuierlichem Betrieb den zu überziehenden Hohlkörper und mit einer findet nicht statt, da die ständige Gasdurchströmung Kippvorrichtung versehen ist.

die Wärme abführt. Einzelheiten zur Erläuterung der Durchführung

Nach den bekannten Verfahrensweisen ist es nicht 60 des Verfahrens gemäß der Erfindung sind an Hand

möglich, die innere Oberfläche von Hohlkörpern mit einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung

einer fest haftenden oder abnehmbaren Überzugs- nachfolgend näher beschrieben. Darin zeigt

schicht gleicher Schichtdicke zu versehen. F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Vor-

Es wurde nunmehr gefunden, daß das nach dem richtung,

bekannten Wirbelschichtverfahren aufgewirbelte Über- 65 Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten

zugsmaterial überraschenderweise seine flüssigkeits- Längsschnitt nach Schnitt 2-2 in Fig. 1,

ähnlichen Eigenschaften für eine gewisse Zeit auch F i g. 3 ein Einzelteil der F i g. 1 und 2 in perspek-

dann beibehält, wenn es nicht mehr von dem Wirbel- tivischer Darstellung und

Fig. 4 ein Einzelteil der Fig. 1 in gegenüber F i g. 1 vergrößertem Maßstab in perspektivischer Darstellung.

Die Vorrichtung 10 weist einen Wirbelbehälter 12 auf, der aus einem zylindrischen Mittelstück 14, einem ringförmigen Oberteil 16 und einem kegelstumpfförmigen Teilstück 18 besteht. Der obere Rand des Oberteils 16 ist als Flansch 20 ausgebildet. Am Boden ist das zylindrische Mittelstück 14 durch ein kreisrundes Bodenteil 22 verschlossen, wobei letzteres einen etwas größeren Durchmesser als das zylindrische Mittelstück 14 besitzt. Durch eine quer zum unteren Ende des Mittelstücks 14 und mit Abstand parallel zum Boden 22 verlaufende kreisförmige, gasdurchlässige Platte 32 wird der Wirbelbehälter 12 in eine obere Kammer 34 und eine untere Kammer 36 unterteilt. Im Betrieb enthält die obere Kammer 34 eine bestimmte Menge von Überzugsmaterial, während das zum Aufwirbeln desselben bestimmte Gas in die untere Kammer 36 eingeleitet ao wird. Die zwar für das Gas, nicht aber für das Überzugsmaterial durchlässige Platte 32 (das Überzugsmaterial ist mit 40 bezeichnet) besteht aus einem porösen keramischen Werkstoff. Der Wirbelbehälter 12 kann außerdem an dafür geeigneten Stellen mit zusätzlichen gasdurchlässigen Zwischenstücken oder Platten 32 a zur Abführung des Gases versehen werden, die beispielsweise in dem kegelstumpfförmigen Teilstück 18 eingebaut sind. Zum Abführen des Gases kann auch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Rohrleitung verwendet werden.

Der Wirbelbehälter 12 ist um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet. Die Schwenkeinrichtung 42 besteht dazu aus einem kreisförmig gebogenen, um den oberen Teil des zylindrischen Mittel-Stückes 14 angeordneten und mit diesem fest verschweißten Rohr 44. An einander diametral gegenüberliegenden Enden des Rohres 44 sind sich in radialer Richtung erstreckende hohle Tragzapfen 46 und 48 vorgesehen. Die hohlen Tragzapfen 46 und 48 sind in sich senkrecht nach unten erstreckenden Lagerböcken 50 und 52 geführt, wobei letztere durch Schraubbolzen 54 auf dem Fundament bzw. dem Boden verankert sind.

Auf dem Tragzapfen 48 ist ein Handrad 58 mittels eines Keiles 59 befestigt. Der Tragzapfen 46 besitzt an einem Ende eine radiale Öffnung 60, die mit einem senkrechten, in dem Lagerbock 52 vorgesehenen Kanal 62 in Verbindung steht, sobald sich der Tank 12 in der in F i g. 2 dargestellten Lage befindet. Der Kanal 62 ist über eine Leitung 64, Absperrventil 65 und einer Leitung 68 an die Gaszufuhr, z. B. eine Preßluftleitung, angeschlossen. Der Tragzapfen 46 besitzt ferner einen Anschluß zur Gaszufuhr über das drehbar gelagerte Rohrverbindungsstück 70, die Leitung 72, das Kniestück 74 und das Absperrventil 76, das seinerseits über das Absperrventil 65 mit der Leitung 68 in Verbindung steht. Am anderen Ende ist der hohle Tragzapfen 46 an das Rohr 44 angeschlossen, so daß das Gas von dem einen Tragzapfen 46 durch das Rohr 44 zu dem anderen Tragzapfen 48 strömen kann.

Der hohle Tragzapfen 48 ist nach außen mit einem Schraubstopfen 88 verschlossen, während sein Innenraum über die Leitung 90 mit der unteren Kammer 36 in Verbindung steht.

Der auf seiner Innenfläche zu überziehende Hohlkörper 92 weist einen ringförmigen Flansch 94 auf und wird auf dem Flansch 20 des Wirbelbehälters 12 aufgesetzt. Zur Abdichtung dient dabei z. B. ein um die Flansche 94 und 20 herumgelegtes biegsames Spannband 96, das mittels eines Hebelverschlusses 98,106,100 gespannt wird.

Im Betrieb enthält die obere Kammer 34 des Wirbelbehälters 12 eine zur Füllung des zu überziehenden Hohlkörpers ausreichende Menge an schmelzbarem Überzugsmaterial 40. Durch Schließen des Ventils 76 und durch Öffnen des Absperrventils 65 wird die untere Kammer 36 über den Kanal 62, Öffnung 60 und Rohrleitungen 42, 96 an die Gaszufuhr angeschlossen. Der zu überziehende Hohlkörper 92 wird auf die erforderliche Temperatur erwärmt. Mit dem Spannband 96 wird dann der Hohlkörper 92 mit dem Wirbelbehälter 12 fest verbunden. Das in die Kammer 36 einströmende Gas durchdringt die Platte 32, strömt dabei nach oben durch das Überzugsmaterial und tritt schließlich durch die Zwischenstücke 32 a aus. Das Überzugsmaterial wird dabei aufgelockert und in einen flüssigkeitsähnlichen Schwebezustand gebracht. Sobald das Überzugsmaterial entsprechend aufgewirbelt ist, wird der Wirbelbehälter 12 und der Hohlkörper 92 um etwa 180° um die Achse der Tragzapfen 46 und 48 geschwenkt. Die Kippbewegung wird durch entsprechendes Drehen am Handrad 58 erzeugt. Bereits bei Drehung des Wirbelbehälters 12 um wenige Grad nimmt der fest mit dem Wirbelbehälter verbundene Lagerzapfen 46 eine Stellung ein, bei der die Verbindung zwischen der Öffnung 60 und dem Kanal 62 unterbrochen wird, so daß die Zufuhr von Gas zur unteren Kammer 36 unterbrochen wird.

Durch weiteres Drehen des Handrades 58 bringt man den Wirbelbehälter 12 schließlich in eine Lage, in der das aufgewirbelte Kunststoffpulver 40 vollständig aus dem Wirbelbehälter 12 heraus- und in den Hohlkörper 92 hineinfällt. Durch die im Hohlkörper gespeicherte Wärme wird das auf dessen Innenfläche auftreffende Überzugsmaterial geschmolzen und sintert auf. Nach Bildung einer ausreichenden Schichtstärke wird der Wirbelbehälter 12 um etwa 180° wieder in die Ausgangslage zurückgedreht, wobei nicht aufgeschmolzenes Überzugsmaterial aus dem Hohlkörper 92 in den Wirbelbehälter 12 zurückfällt. Durch Lösen des Spannbandes 96 wird der Hohlkörper 92 von dem Wirbelbehälter 12 abgenommen. Danach kann der überzogene Hohlkörper eventuell durch Erwärmen nachbehandelt werden, und zwar bei einer Temperatur und während eines Zeitraumes, die das vollständige Aufschmelzen und Ansintern des Überzugsmaterials gewährleistet. Anschließend läßt man den überzogenen Gegenstand zum Aushärten und zur Verfestigung des aufgebrachten Schutzüberzuges abkühlen.

Zur wirksameren Entfernung des nicht aufgesinterten Uberzugsmaterials kann man dem Hohlkörper mit Hilfe eines geeigneten Vibrators 107 zusätzlich noch eine Rüttelbewegung erteilen. Die Anwendung einer Vibration auch beim Beschichtungsvorgang gewährleistet, daß das Uberzugsmaterial auch in Ecken und Nuten eindringt.

Die Vorrichtung kann auch in der Weise betrieben werden, daß bei geöffneten Ventilen 65 und 76 in jeder Lage des Wirbelbehälters ein Gasstrom durch die Platte 32 und das Überzugsmaterial fließt. Der Gasstrom unterstützt dabei die Bewegung des Pulvers aus dem Wirbelbehälter 12 in den Hohlkörper

92. Wesentlich ist bei der beschriebenen Vorrichtung, daß das Überzugsmaterial während des gesamten Beschichtungsvorganges, zumindest aber während wesentlicher Phasen desselben, mit der zu überziehenden Oberfläche in aufgelockerter Form in Berührung bleibt. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Kunststoffpulvers über die zu überziehende Oberfläche und gleichzeitig die Bildung eines gleichmäßigen Schutzüberzuges gewährleistet.

Der zu überziehende Hohlkörper besteht im allgemeinen aus Metall, während als Überzugsmaterial ein schmelzbare Teilchen aufweisendes Kunststoffpulver verwendet wird. Als geeignete Kunststoffpulver kommen z.B. Polyvinylchlorid und Copolymere davon in Betracht. Als mit Vinylchlorid mischpolymerisierbare, einfach ungesättigte Verbindung können z. B. Vinylester, wie Vinylacetat und -propionat, Vinylidenhalogenide, wie Vinylidenchlorid und -bromid, herangezogen werden. Als Überzugsmaterialien eignen sich außerdem z. B. Polyäthylen, Celluloseharze, wie Celluloseacetat und Celluloseacetobütyrat, Epoxyharze, Polyamidharze und chlorierte Polyätherharze. Den Überzugsmaterialien können auch an sich bekannte Zuschlagstoffe, z. B. Pigmente, Füllstoffe, Weichmacher, Stabilisatoren, beigemischt sein. Das als Uberzugsmaterial eingesetzte Kunststoffpulver soll in einer Korngröße von etwa 0,025 bis 0,7 mm vorliegen und wird mit besonderem Vorteil in einer Korngröße von etwa 0,05 bis 0,35 mm verwendet.

Vor dem Aufbringen des Schutzüberzuges auf die Innenfläche des Hohlkörpers hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Innenfläche von Verunreinigungen zu befreien oder eine vorhandene Oxydschicht zu entfernen.

Bei dem auf den Wirbelbehälter 12 aufgesetzten Hohlkörper 92 liegt der Schwerpunkt der zu kippenden Teile bei leerem Wirbelbehälter 92 etwas unterhalb der Achse der Tragzapfen 46 und 48, so daß der

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35 Wirbelbehälter mit dem Hohlkörper durch die Schwerkraft in der in Fig. 2 dargestellten Lage verharrt. Bei um 180° gedrehtem Wirbelbehälter und dem dann mit dem Überzugsmaterial gefüllten Hohlkörper 92 befindet sich dagegen der Schwerpunkt der zu kippenden Teile ebenfalls unterhalb der Achse der beiden Tragzapfen 46 und 48. Die zu kippenden Teile verharren dadurch immer in den beiden Betriebsstellungen, ohne daß besondere Vorkehrungen getroffen zu werden brauchen.

An Stelle von Schutzüberzügen können mit dem Schüttverfahren gemäß der Erfindung auch Hohlkörper, z. B. Eimer, hergestellt werden. Der Unterschied in der Herstellungsweise besteht lediglich darin, daß der als Form dienende Hohlkörper vor dem Aufbringen des Überzugsmaterials mit einem Trennmittel benetzt wird.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von Überzügen aus Kunststoff auf Hohlkörpern unter Ausbildung einer fest haftenden oder abnehmbaren Überzugsschicht durch Wirbelsintern, wobei die abnehmbare Überzugsschicht eine Nachbildung des Hohlkörpers darstellt, durch Aufbringen von pulverförmigem Überzugsmaterial auf die zu überziehende Fläche des Hohlkörpers, welcher zuvor auf eine mindestens der Schmelztemperatur des Überzugsmaterials entsprechende Temperatur vorerwärmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Wirbelschichtverfahren in bekannter Weise in einem Wirbelbehälter aufgelockerte pulverförmige Überzugsmaterial auf bzw. in den außerhalb des Wirbelbehälters angeordneten Hohlkörper geschüttet wird, worauf nach Ausbildung einer Überzugsschicht überschüssiges, nicht haftendes Überzugspulver vom Hohlkörper in den Wirbelbehälter zurückgekippt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen