DE1571168A1 - Verfahren zum UEberziehen von Gegenstaenden - Google Patents
Verfahren zum UEberziehen von GegenstaendenInfo
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Description
Society Anonyme de Machines Electroatatiquee, Paris 1er,
17 rue Duphot
•Verfahren zum Überziehen von Gegenständen11
Französische Priorität vom 28. März 1963 aus dir französischen PatentanmeldungNr. 929 621 ·
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen
von Gegenständen zum Zweckt deren Schutzes gegen physikalische und chemisch· Einflüsse sowie zur Verbesserung
deren Aussehen.
In der einschlägigen Technik sind bereite lehr viele verschiedene Arten von.Schutzüberzügen unter Verwendung von
Farben, Lacken, Kunststoffen, Metallpulvern und Small bekannt. In aller Regel erfordert ein solches Verfahren zum
Überziehen von Gegenständen zunächst die Ablagerung de·
Überzugsmateriale in der Form einer flUieigkeitegohiont
oder feinverteilten Pulvere, worauf die eo übereogeae Ober«
fläche des betreffenden Oegenatand·· finer beetimaten Atmo·-
phäre und Temperaturbedingungen zweoke Umwandlung des abgesetzten Materials in eine durchgehende feste Schicht oder
Film ausgesetzt wird, der dann an der darunterliegenden Oberfläche dea betreffenden Gegenstandes fest haftet. DIe-
rinQfii.fi/0271
ser letzte Vorgang, der hier als ein Trocknunge- oder Hitzebehandlungsschritt
ausgeführt wird, "kann eine Mannigfaltigkeit von Formen annehmen, die von der physikalischen und
chemischen Beschaffenheit des Überzugsmateriale abhängig
sind. So im Falle einer flüssigen Farbe ist der Endechritt des Verfahrens ein einfacher Trocknungsvorgang, der den
überzogenen Gegenstand der Umgebungsluft oder leicht erhöht er Temperatur aussetzt. Im Falle flüssiger Lacke oder
Firnisse sowie thermoplastischer Harze besteht diese abschliessende Behandlung in einer Wärmeaushärtung oder einem
Abbinden, das heisst Polymerisation und erfordert Hitze bei einer Temperatur, die gewöhnlich unter 200° C liegt)
bei Verwendung von Emailüberzügen und dergleichen ist die
abschliessende Wärmebehandlung ein bei hoher Temperatur, gewöhnlich über 400° 0 liegender Einbrennvorgang, da ein
Schmelzen und ein Glasfluss des Überzugsmaterials erzeugt werden muss.
Ferner bedingen einige wirtschaftliche Überzugsverfahren
das Absetzen von mehr als einer, nämlich mindestens zwei und auch noch mehrerer aufeinanderfolgender Schichten
des gleichen und/oder verschiedener Überzugematerialien auf der Oberfläche des betreffenden Gegenstandes. Unabhängig
der Beschaffenheit der Deck- oder Auesenschicht des aufzubringenden Materials muss häufig zunächst eine Unterschicht
vorgesehen werden, die als eine Grundlage zum Abbinden der Deckschicht an der Oberfläche des Metalls oder sonstigen
Werkstoffs des betreffenden Gegenstandes dient.
Bei bisher üblichen Verfahren zum Überziehen der Ober-0098A8/0271 fiAn -3-
fläche von Gegenständen, bei denen zwei oder noch mehrere
Schichten an Überzugsmaterial abgesetzt werden, ist es bisher allgemein notwendig gewesen, den betreffenden Gegenstand
einem Trocknungs- oder Wäriuebehandlungsvorgang, wie er zuvor
beschrieben ist, auszusetzen, nachdem diese Schicht aufgebracht worden ist.und bevor eine nächste Schicht aufgetragen
wird. Dies ist deshalb notwendig, um die abgesetzte Schicht zu ihrem Dauerzustand zu verfestigen und sie mit der
nächstfolgenden Schicht verträglich zu machen, nämlich ein unerwünschtes Mischen und eine mögliche chemische Reaktion
zwischen zwei benachbarten Schichten zu verhindern.
Die Notwendigkeit einer für jede Schicht eines vielschichtigen
Überzuges getrennte Wärmebehandlung macht die praktische Durchführung dieser bishfr bekannten Verfahren
äusserst verwickelt. Insbesondere in Falle groesräumiger
Überzugsanlagen, bei denen die Gegenstände stetig durch «in« Anzahl aufeinanderfolgender BehandlungeStationen geführt
werden, ist es notwendig, nach jeder Tauch-, Sprüh- oder sonstigen Überzugsstation zur Wärmebehandlung der jeweils
überzogenen Gegenstände Brenn- oder Trocknungsofen vorzusehen, wodurch der Kostenaufwand der Anlage, die verbrauchte
Energie sowie die Zeit des Ablaufeverfahrens wesentlich ansteigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit derartiger Verfahren zum Überziehen von Gegenständen
mit mehreren Schichten dadurch zu verbessern, dass zumindest einige und vorzugsweise sämtliche bisher erforderlichen
Wärmebehandlung- oder Trocknungsvorgänge bis auf den
letzten vermieden werden. Diese Aufgabe ist bei dem hier vor—
tfoaftl/flY! BAD0RIQINAL _4_
geschlagenen Verfahren im wesentlichen dadurch gelöst, dass auf die Oberfläche des betreffenden Gegenstandes mindestens
eine Unterschicht aufgebracht und während deren noch ungetrockneten Zustand eine Deckschicht elektrisch geladener
Pulverteilchen aufgetragen und der so belegte Gegenstand einem dem gleichzeitigen Trocknen von Unter- und Deckschicht
dienenden Trocknungsvorgang ausgesetzt wird. Dieses Verfah-
ren bedient sich der elektrostatischen Überzugsteohnik.
Elektrostatische Überzugsverfahren sind bereits bekannt· In einem solchen Verfahrensablauf werden die Teilchen des fein ;-verteilten überzugsmaterialV nämlich in Fora flüssiger Tröpfchen oder fester Pulverteilchen, auf ein hohes elektrisches
Potential, zum Beispiel 100 kV geführt und sodann in einer Wolke in die.Nähe des ihnen gegenüber eine Potentialdifferenz aufweisenden, gewöhnlioh geerdeten Gegenstandes gebracht. Die Teilchen werden somit längs der Kraftlinien des
zwischen der Teilchenabgabequelle und dem Gegenstand geschaffenen elektrischen Feldes geführt, so dass sie sich auf den
Gegenstand&berflächen mit einem hohen Mass an Gleiohmässigkeit praktisch ohne Verluste auf umgebende Flächen absetzen
und an der Gegenstandsoberflache durch elektrostatische Anziehung haften bleiben. Solche elektrostatischen überiugeverfahren haben in den letzten Jahren weite Anwendungsgebiete gewonnen, und zwar aufgrund ihrer beträchtlichen Yorteilt
gegenüber bislang üblichen Über»ugsverfahren, und iwmr elnschliesslioh der verbesserten Gleiohmässigkeit in der Schichtdicke, verbesserter Bindung der Schicht am Gegenstand und geringerem Materialverlust. Im Zuge vorliegender Erfindung ist
nun festgestellt worden, dass die Anwendung elektrostatischer
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Überzugsverfahren auf Mehrschicht-Überzugsverfahren der eingange genannten Art el in vielen Fällen möglich macht, auf
Wärmebehandlungs- oder Trocknungszwischenschritte zu verzichten, wodurch die Wirtschaftlichkeit solcher Verfahren weitgehend verbessert wird.
Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren kann die Unterschicht in flüssigem oder in festem Zustand abgesetzt und
durch übliche Überzugsverfahren wie Bürsten, Tauchen oder Sprühen aufgebracht werden} es können aber auch elektrostatische Überzugsverfahren Verwendung finden, wie sie zum Auftragen der weiteren Schioht in dem Verfahren benutzt werden.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei Schichten abgesetzt werden. In solchen Fällen sollte zumindest die äusserste Schicht und vorzugsweise wenigstens einige der darunterliegenden Schiohten in Pulverform diuroh elektrostatische
0 ν'
Im Hinblick auf die Vorteile des mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens gegenüber bisher üblichen derartigen
Verfahren und unter Berücksichtigung der Gründe, warum das hier vorgeschlagene Verfahren es möglich macht, auf bislang
notwendige Hitze- oder TrocknungsZwischenbehandlungen verziohten zu können, liegt es auf der Hand, dass verschiedene
Faktoren ausgelöst werden. Einmal aufgrund der starken elektrostatischen Bindung, die zwischen* den einseinen Seilohen
der elektrostatisch abgesetzten Sohioht rorkanciefs ist, Tb©·»
sitzt disse Schioht eine wesentlich bessert KohäsisSj, dl® <
ihr© &eigung verhindert oder zumindest weitg©h©M VQS'iiiMog't @ g=
eien r;:l't uqi* darunterliegenden Schicht su aischon ©άοϊ? Ewi«= Q
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da letztere noch in ungetrocknetem Zustand sich befindet,
eo dasa das Trocknen der Unterschicht so lange ohne weiteres verzögert werden kann, bis die nächste Schicht aufgetragen' ist» Die Unterschicht kann mithin gleichzeitig mit der
Dekorschicht oder weiteren aufgetragenen Schicht in einem abschliessenden Y/ärmebehandlungsvorgang getrocknet werden.
Ein weiterer wesentlicher Paktor beruht in d«r Tatsache,
dass die elektrostatische Technik es möglich macht, in der Form fester pulverförmiger Teilchen Überzugematerialien aufzutragen, die ansonsten in flueβigem Zustand aufgtbraöht
werden müssen, um das gewünschte Maas an Gleichföraigkeit
und Glätte zu erreichenj ein fest·! Pulver hat von Natur
aus eine geringere Neigung, in die darunterliegende ungetrocknete Schicht zu flieeaen und sioh mit ihr eu ν·Γββ·η-gen, als eine Flüssigkeit, ferner lässt eioh ein elektrostatischer Niederschlag mit Erfolg ohne Irgendein· Irhitsung
der darunterliegenden Shicht erzielen, während ein niederschlag ohne Anwesenheit einer elektrischen Feldes meist unveränderlich erfordert, dass diese Oberfläche auf eine beträchtliche Temperatur erhitzt wird, ua ein· anfängliche
Bindung sicherzustellen. In dieser Hinsicht ist es klar, dass unerwünschte Zwischenwirkungen der neu abgesetzten
Schicht mit der darunterliegenden, noch ungetrockneten Unterschicht weniger leicht mit der kalten Schicht als mit der
erhitzten Schicht auftreten.
Die in dem elektrostatischen Niederschlag einer pu#lverfürmigen Schicht in einem Mehrschicht-überzugsverfahren gemäss der Erfindung benutzten jeweiligen Maasnähmeη sind gewöhnlich U!. !.icher Art und bilden nicht für sich einen Teil
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der Erfindung. So kann beispielsweise eine elektrostatische
Spritzpistole oder auch ein Gerät vorgesehen werdenf das ein elektrisch geladenes, stark aufgerührtes oder
aufgewirbeltes Bad des Überzugspulvers vorsieht und bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung S 85 633 vorgeschlagen
wurde.
Zum Zwecke der näheren Erläuterung der Erfindung werden
nachstehend einige Ausführungsbeispiele des hier vorgeschlagenen Verfahrens besehrieben.
Um einen plastischen» schützenden und dekorativen Überzug auf aus Stahl, Aluminium oder Kupfer bestehenden
Blechgegenständen wie rohrförmigen Stuhlrahmen., Wasohmaschinenabdeckplatten
und ornamentalen Wandplatten aufzubringen,
wird zunächst eine Unterschicht der Zusammensetzung,
wie sie unter dem Warenzeichen "ßrieoeoll" von der
Firma. Kriapsack, Griesheim, verkauft wird, zunächst auf die
betreffenden Gegenstände aufgesprüht, um-eine Grundschicht
zu bilden. Weitere geeignete, mit Polyvinylchlorid verträgliche Zusammensetzungen können verwendet werden. Die
so mit einer Unterschicht versehenen Gegenstände werden dann durch eine elektrostatische Überzugsmaachine hindurchgeführt,
in der Polyvinylchloridpulver mittels einer elektrostatischen Spritzpistole aufgestäubt wird." Bei Erreichen
dieser elektrostatischen .Überzugsstation ist die Grunaschicht im wesentlichen noch nass. Nach Verlassen der.
elektrostatischen Überzugsstation werden die überzogenen Gegenstände durch einen Ofen geführt, in dem sie auf 200° C
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für eine von der Wärmekapazität der Gegenstände abhängige Dauer, gewöhnlich etwa 5 Minuten gehalten werden. Bs wurde
hierbei als Ergebnis dieser abschliessenden Wärniebehandlxfg
festgestellt, dass sowohl die Unterschicht vollkommen getrocknet ist und abgebunden hat und das Polyvinylchloridpulver
polymerisiert ist, um einen gleichmässigen, dicht, anhaftenden und von Rissen und sonstigen Fehlern freien Überzug von Polyvinylchlorid
zu geben.
Aus Stahl bestehende Butangas-Behälter werden überzogen,
indem zunächst eine Unterschicht aus Epoxyharzpulrer mit einer elektrostatischen Spritzpistolenanlage aufgebracht wird·
Die Segenstände werden dann stetig durch eine weitere elektrostatische
Überzugsstation geführt, in der auf sie Aluainiumpulver
aufgebracht wird· Die so überzogenen Behälter werden
sodann durch einen Ofen geleitet, in dem sie für etwa 15 Minuten auf 200° G gehalten werden. tHierdurch wird ein ausserordentlich
zufriedenstellend geschmolzener Aluainiumübersug erreicht. Kühlschrankumkleidungen und ornamentale Wandtafeln
aus Stahl, Aluminium und sonstigen Metallen werden mit ausgezeichneten Ergebnissen in gleicher Weise behandelt. Ein im
allgemeinen gleiches Verfahren lässt sich mit Erfolg durchführen, um Polyamidaussenüberzüge aufzubringen.
Gegenstände aus Gusseisen und Blechstahl wie Badewannen und Kücijenöfen v/erden dadurch emailliert, dass auf ihfe Oberflächen
in üblicher Sprühtechnik eine flüssige Grundemailschicht mit einer wässrigen Suspension feiner glasähnlicher „
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anorganischer Pulversubstanzen wie Silika, Feldspat, Magnesiumcarbonat
und/oder Watriumni'tArit usw. aufgebracht
wird. Während die so aufgetragene Emailuntersohicht. noßh.
zumindest teilweise feucht ist, werden die so belegten Gegenstände
durch eine elektrostatische Sprühanlage hindurchgefüurt, in der eine abschliessende Emailpulverzusämmensetzung
auf sie von einer elektrostatischen Sprühpistole aufgebracht wird. Das Emailpulver umfasst eine Misohung feiner
Grundsubst&nzen wie Silika, Feldspat, Borax, Metalloxydpigmente,
Karbanide und Sodaaluminate, Die überzogentn Gegenstände
werden dann in einen Ofen eingebracht, in dem sie
für 15 Minuten auf- etwa 840° C gehalten werden. Die Hitzebehandlung
dient gleichzeitig dazu, um daa Waeeer aus der Grundschicht zu verdampfen und beide Emailechichten einzubrennen
und in glasigen Zustand überzuführen, wodurch eine
feste, glatte Emailschicht auf der Oberfläche dee betreffenden
Gegenstandes erzielt wird.
Eine wünschenswerte Änderung dieses Verfahrens kann darin
liegen, dass die flüssige Grundschicht durch eine feste tulvergrundschicht ähnlicher Zusammensetzung ersetzt wird,
Jedoch unter Weglassung des suspendierenden Wassers j in diesem Falle wird die Grundschicht auf elektrostatische
Weise mit noch besseren Ergebnissen aufgebracht.
Im Zusammenhang mit diesem Beispiel ,wird darauf hingen
wiesen, daes dae mit d©r Erfindung, vorgesofelagea© TerfataeE
,einen Zwischeneinbrennschritt yeraeldon lässt,, wie er feieher
nach Aufbringen der EmailgrundBChieht'notwendig war©
Dieses anfängliche Einbrennen macht eine hohe Tsmptratus1 or-
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forderlich, die etwa der bei dem abschlieesenden Einbrennvorgang
benutzten Temperatur entspricht, so dasi die Vermeidung dieses Zwischeneinbrennens beim Verfahren gemäss der
Erfindung einen gewichtigen wirtschaftlichen Vorteil mit sich bringt.
Kraftfahrzeugbodenteile aus Stahl- und Aluminiumblechkonstruktionen
werden zunächst mit einer Unterschipht aus einer klaren hellen Epoxyharzzusammensetzung überzogen und sodann
auf elektrostatische V/eise mit trockenem Aluminiumpulver ohne vorheriges Trocknen der Epoxyharz-Unterschient belegt.
Sie elektrostatisch überzogenen Teile werden dann durch
einen Ofen bei 200° C geleitet, wo al· etwa 30 Minuten verbleiben,-
damit das Harz trocknet und das Aluminiumpulver dauerhaft bindet. Manchmal werden Bronzeteile ansteil· von
Aluminium als Metallpulverdeokichicht verwendet. In allen
Fällen erreicht man oberflächlich eine gleichförmige» feet anhaftende Metallüberzugsschicht·
In einer Abwandlung des in Beispiel 4 wiedergegebenen Verfahrens wird eine helle flüssige ölyzerinphthalatfirniszusammensetzung
als Grundschicht anstelle von Epoxyharz verwendet und mitteil einer elektroetätlichen Sprühpistole aufgetragen.
In diesem falle erfordert die absohlieastnde Ürocknung
der metallüberzogenen Teile eine einfaohe Lufttrocknung bei gewöhnlicher oder leicht überhöhter Temperatur.
- 11 BAD ORIGINAL
009848/0271
Claims (5)
1. Verfahren zum Überziehen von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet,
dass auf die Oberfläche des betreffenden Gegenstandes
mindestens eine Unterschicht aufgebracht und während deren noch ungetrockneten Zustande eine Deckschicht elektrisch
geladener Pulverteilchen aufgetragen und der so belegte Gegenstand
einem dem gleichzeitigen Trocknen von Unter- und Deckschicht dienenden Trocknungsvorgang ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Aufbringen der Unterschicht und/oder das Auftragen der Deckschicht
auf elektrostatischem Wege erfolgt,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschicht ein duroplastiaches Kunathare und/oder
ein Lack oder Firnie und/oder Epoxyharz enthält oder ein synthetisches
Polymeriaationsprodukt let, das bei« trocknen
durch Hitzebehandlung polymerisiert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Deckschicht ein Metallpulver oder ejne
synthetische lOlymeTisationsverbindung, beispielweise Polyvinylchlorid
oder ein Polyamid enthält, die bein Trocknen durch Hitzebehandlung polymerisiert*
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
dass die Deckschicht und vorzugsweise auch die Unterschicht ein glasäiiftliches Emailpulver und der Trocknungsvorgang
einen bei hoher Temperatur ablaufenden Einbrennscliritt
enthält.
BAD ORIGINAL.
009840/0271
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