DE1947568A1

DE1947568A1 - Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Beschichten von Baendern oder Streifen

Info

Publication number: DE1947568A1
Application number: DE19691947568
Authority: DE
Inventors: Munro Robert Hector Miller; Lowery David Morris; Lawson Kenneth Thomas
Original assignee: Head Wrightson and Co Ltd
Current assignee: Head Wrightson and Co Ltd
Priority date: 1968-09-19
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1970-03-26
Also published as: GB1273159A; ZA696489B; FR2018441A1

Description

DR. MÜLLER-BORE dipl.-ing. GRALFS 1

DiPL.-PHYS. dr. MANITZ DiPL.-cHEM. dr. DEUFEL '

PATENTANWÄLTE München, "Jl," Sep. 1969

Unser Zeichen: Fs/wi - H 1013

Head Wrightson and Company Limited

G.P.O. Box 10

Teesdale Iron Works

Thornaby-on-Teθs

Stockton-on-Tees

County Durham

England

Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Beschichten von Bändern oder Streifen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum kontinuierlichen Beschichten beweglicher Oberflächen, wie z.B. Bänder oder Streifen, mit einem Puder.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für die Beschichtung einer Seite oder die gleichzeitige Beschichtung beider Seiten eines Metall Streifens mit einem metallischen Fuder, wie z.B. Aluminium, Chrom, Nickel, Kupfer, Blei oder mit einem nichtmetallischen Puder, wie z.B. einem aus Kunststoff bestehenden Puder. Die Erfindung ist jedoch nicht begrenzt auf diese Anwendung -und kann auch für die Beschichtung von nicht-metallischen Bändern und Geweben, wie z.B. Kunststoffolien, Papierfolien und Gewebematerialien dienen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit denen eine Beschichtung von flachen Materialien wie Bändern oder Streifen mit einem Puder sehr einfach, rasch und mit besonders hoher Qualität durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein kontinuierlicher, dünner, gleich massiger Puderschleier an eixier Stelle über und/oder unter dem Band oder Streifen erzeugt wird, und dass gleichzeitig ein oder mehrere Gasströme quer zu dem Puderschleier derart ausgerichtet werden, dass der Puder in Richtung des Gasstromes geschleudert wird und in Kontaktberührung mit einer oder beiden Oberflächen des Bandes oder Streifens kommt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein elektrostatisches Feld in dem Bereich oder den Bereichen aufgebaut wird, in welche der Puder vom Gasstrom geschleudert wird, um dadurch die Ablagerung des Puders auf dem Band oder Streifen zu erleichtern.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist für eine Einrichtung zum Überziehen eines sich kontinuierlich verschiebenden Bandes oder Streifens mit einem metallischen oder nicht-metallischen Puder vorgesehen, dass Vorrichtungen zum Erzeugen eines kontinuierlichen, dünnen PuderSchleiers an einer Stelle über und/oder unterhalb des Bandes oder Streifens vorhanden sind, und dass ferner Einrichtungen zum Ausrichten eines oder mehrerer Gasströmungen quer zum Puderschleier vorhanden sind, um den Puder in Strömungsrichtung gegen eine oder beide Oberflächen des Bandes oder Streifens zu schleudern und damit in Kontaktberührung zu bringen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Einrichtung zur Erzeugung eines glelchmassigen Puderauftrags besteht darin, dass eine

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Beschichtuiigskammer vorhanden ist, durch welche das Band oder der Streifen hindurchgeführt wird, und dass die Beschichtungs-' kammer elektrostatisch aufladbare Drahtgitter besitzt, die innerhalb der Beschichtungskammer oberhalb und/oder unterhalb des Bandes oder Streifens angeordnet sind. Durch diese elektrostatische Aufladung wird erreicht, dass der Puderauftrag auf einer oder beiden Oberflächen des Bandes oder Streifens sehr leicht vorzunehmen ist.

Das Verfahren und die Einrichtung gemäss der Erfindung kann in vorteilhafter Weise dafür verwendet werden, um entweder die obere oder untere Oberfläche eines sich bewegenden Bandes oder Streifens oder auch beide Oberflächen gleichzeitig mit einem Puder zu beschichten.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Beschichtungseinrichtung gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Beschichtungseinrichtung; Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 2;

Fig. 4 eine Detailansicht der grundsätzlichen Form eines Vibratxonszufuhrtisch.es;

Fig. 5-8 verschiedene Formen einer Fangbuhne, wie sie in dem Vibrationszuführtisch Verwendung finden können;

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Gaszirkulationssystems.

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In den Zeichnungen ist eine Beschichtungseinrichtung für kontinuierlich verschiebbare Metallstreifen dargestellt, um diese mit einem Metallpuder zu überziehen. Diese Beschichtungseinrichtung umfasst im allgemeinen Vorrichtungen zur Erzeugung eines PuderSchleiers, Gasdüsen, um den Puder im Bereich des Streifens zu zerstäuben, und elektrostatische Vorrichtungen, um das Niederschlagen des Puders auf dem Streifen zu erleichtern.

Die Vorrichtungen zur Erzeugung eines Puderschleiers über dem Streifen 3 umfassen einen Vorratsbehälter 1, eine Dosiervorrichtung 2, die kontinuierlich eine bestimmte Menge des Puders gleichmässig abgibt, und eine Zuführvorrichtung in Form eines Vibrationszuführtisches 3» der den zugeführten Puder in eine Schicht von gleichmässiger Breite und Dicke verteilt. Der Puder wird über den Vibrationszuführtisch in einer Breite verschoben, die kleiner ist als die Breite des zu überziehenden Metallstreifens. Der Zuführtisch besitzt eine winklig verlaufende Abgabekante 4-, über welche der Puder austritt. Diese Abgabekante entspricht in ihrer Länge der Breite des zu beschichtenden Metallbandes oder ist geringfügig breiter als dieses.

Um eine gleichmässige Ausbreitung des Puders auf dem Zuführtisch 3 zu gewährleisten, kann, wie aus den Fig. 4- bis 8 erkennbar, die Oberfläche des Tisches mit einer Vielzahl von Fangbuhnen 5 versehen sein. Einige dieser Fangbuhnen 5 können die Form eines Winkels aufweisen, wobei dessen Scheitel in Richtung des Vorratsbehälters weist. Die übrigen Fangbuhnen können gerade ausgebildet sein und quer über den Zuführtisch 3 verlaufen, wobei sie vorzugsweise stromabwärts liegen.

Gemäss den Fig. 5 bis 8 kann die Quer-schnittsform der Fangbuhnen kreisförmig, halbkreisförmig oder dreieckig sein. Im letzteren Fall kann das Dreieck als rechtwinkliges Dreieck ausgebildet sein, wobei die Hypotenuse sowohl in Strömungs-

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richtung als auch in umgekehrter Richtung ausgerichtet sein kann. Vorzugsweise werden zwei Winkelbuhnen und zwei geradlinige Buhnen verwendet, die etwa 2,5 bis 7,5 cm voneinander entfernt sein können. Diese Buhnen besitzen vorzugsweise eine Höhe von ungefähr 0,7 bis etwa 3j2 mm. Selbstverständlich ist die Anzahl der Buhnen sowie deren Abstand und deren Höhe nicht auf die angegebenen Werte begrenzt, vielmehr können diese den speziellen Umständen entsprechend auch andersartig angeordnet und ausgeführt sein.

Die Vorrichtungen, um einen Puderschleier unterhalb des Streifens zu erzeugen, sind im wesentlichen die gleichen wie die vorausgehend beschriebenen, wobei jedoch der unter dem Streifen liegende Vibrationszuführtisch mit Hilfe eines Torsionsgestänges an dem Haupttragsystem aufgehängt sein kann, wogegen der über dem Metallband befindliche Vibrationszuführtisch mit Hilfe eines Torsionsgestänges auf dem Haupttragsystem abgestützt sein kann. Die entsprechenden Teile des Vibrationszuführtisehes sind in der Darstellung mit dem Zusatz "a" zum Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Eine ausgezogene Düse 6 ist zwischen dem Vibrationszuführtisch 3 und der oberen Metallfläche des Streifens S angeordnet, die einen Gasstrom hoher Geschwindigkeit von derselben oder einer etwas grösseren Breite als der Breite des Metallstreifens erzeugt. Dieser Gasstrom ist in der Bewegungsrichtung des Streifens S ausgerichtet, wobei im Anwendungsfall der vom Vibrationszuführtisch fallende Puderschleier genau in denjenigen Teil des Gasstromes hineinfällt, in welchem in etwa die Maximale Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Der Puder wird von dem Gasstrom aufgenommen und zerstäubt, wodurch eine Puderwolke entsteht, die auf das Metallband niederfällt oder zumindest gegen dieses gerichtet ist. Der Gasstrom kann parallel zu dem zu überziehenden Metallstreifen oder geneigt zu diesem ausgerichtet sein.

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Durch eine unterhalb des Gasstromes angebrachte Plattform 7 kann verhindert werden, dass der Puder, der durch den Gasstrom zu fallen tendiert, nicht herunterfallen kann, wobei diese Plattform bis zu der Ablagerungszone hin ausgedehnt und mit Seiten und/oder einer Deckfläche versehen werden kann, wodurch ein Führungskanal entsteht.

In gleicher Weise ist eine ausgezogene Düse 6a unterhalb des Metallstreifens S in einer Position angeordnet, aus welcher der Gasstrom unter einem Winkel gegen die Unterseite des Metallstreifens gerichtet ist. Auch hier fällt der Puderschleier in den Gasstrom und wird von diesem ergriffen und gegen den Metallstreifen gerichtet, so dass der Puder mit diesem in Berührung kommt. Es ist ebenfalls eine Plattform 7a vorgesehen, die demselben Zweck dient wie die Plattform 7·

Die Düsenöffnung kann ungefähr 0,39 mm betragen und ist so eingebaut, dass der erzeugte Gasstrom ein möglichst gleichmässiges Geschwindigkeitsprofil über die gesamte Breite aufweist. Die maximale Geschwindigkeit des austretenden Gasstromes liegt vorzugsweise in einer Grössenordnung von ungefähr 76,2 m/sec.

Der Gasstrom kann aus Luft oder auch aus Sauerstoff je nach der Art des verwendeten Puders bestehen, wobei auch die Möglichkeit von Feuer oder einer Explosion zu berücksichtigen ist. Im Hinblick auf letztere sind die Betriebsbedingungen besonders gefährlich, wenn z.B. Aluminiumpuder Verwendung findet, so dass es unter diesen Umständen wünschenswert sein kann, eine möglichst geringe Sauerstoffatmosphäre zu besitzen, was durch die Verwendung von mit Stickstoff angereicherter Luft erzielbar ist.

Die Ablagerungsbereich.e oberhalb und unterhalb des Metallstreifens S liegen innerhalb einer Kammer 8, die im Innern eines Gehäuses 9 vorgesehen ist. In diesem Gehäuse kann ferner eine Gasabsaugung und eine Zirkulationseinrichtung untergebracht

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sein, mit der der Materialverlust verringert und die Verunreinigung des die Beschickungseinrichtung umgebenden Bereichs lierabgedrückt wird. Die Kammer 8 ist innerhalb des Gehäuses 9 an Isolatoren 11 aufgehängt·, wobei das Gehäuse 9 selbst geerdet ist.

Im Bereich der Ablagerungszonen innerhalb der Kammer 8 sind oberhalb und unterhalb des Metallstreifens 3 feine Drahtgitter 10 angeordnet, die parallel zum Streifen 3 verlaufen. Jedes der Drahtgitter 10 ist auf etwa 30 000 Volt negativ aufgeladen, wobei die einzelnen Drähte des Gitters nicht dicker als ungefähr 0,20 mm sind, so dass sich eine Koronaentladung ausbilden kann. Der Strom des Gas-Pudergemisches wird in das Drahtgitter 10 hineingeführt, wo eine Ionisation auftritt und die einzelnen Puderteilchen eine negative Ladung annehmen. Die aufgeladenen Teilchen werden dann von dem Spannungsfeld zwischen dem Drahtgitter und dem Metallstreifen so stark beeinflusst, dass die Puderteilchen von dem geerdeten und angefeuchteten Metallstreifen angezogen werden und diesen überziehen. Die einzelnen Drähte des Drahtgitters können z.B. etwa 7,5 cm voneinander entfernt und etwa 5 bis 10 ca über und unterhalb des Metallstreifens angeordnet sein« Die Drähte des Gitters verlaufen rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des Metallstreifens und bedecken eine grössere Breite als der Breite des Metallstreifens entspricht. Das aufgeladene Gitter kann in einzelne elektrische Zonen unterteilt sein, wobei jede Zone ihre eigene Hochspannungsversorgung besitzen kann.

Wie aus Fig. 9 hervorgeht, kann das für das Aufsprühen verwendete Gas wiedergewonnen und in den Prozess wieder eingeführt werden. Zu diesem Zweck wird es vom Gehäuse 9 über eine Einheit 12 mit einem Zyklonenscheider und/oder Filter abgesaugt, in welchem der grösste Anteil der kleinen, im Gas suspendierten Teilchen zurückbleibt. Das gereinigte Gas wird sodann über einen Mischer 13 geführt und mit einer weiteren Menge vom

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Gasvorrat 14- neu zugeführten Gases gemischt. Dieses Gasgemisch wird sodann über die Düsen 6 und 6a wieder ausgeblasen, nachdem mit Hilfe einer Pumpe 15 der erforderliche Gasdruck hergestellt ist«

Der nicht auf dem Streifen S abgelagerte Puder, bzw. der Puder, der bei der Rezirkulation des Gases wiedergewonnen wird, fällt in Schütten 16, die auf der Unterseite des äusseren Gehäuses 9 angeordnet sind, und mit denen dieser Puder in abnehmbaren Behältern für eine Wiederverwendung gesammelt wird. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass auch der innerhalb der Kammer 8 sich ansammelnde Puder automatisch über nicht dargestellte federvorgespannte Fallklappen im Basisteil der Kammer 8 in das äussere Gehäuse 9 fallen kann.

Die Vorteile des Beschichtungsverfahrens und der Beschichtungseinrichtung gemäss der Erfindung sind nachfolgend im wesentlichen aufgezählt:

1. Es wird eine gleichzeitige Beschichtung beider Seiten mit einem sehr guten Wirkungsgrad und einer verhältnismässig kleinen kompakten Anlage bewirkt.

2. Das System ist sehr vielseitig, da es mit grosser Sicherheit Aluminium, Chrom und andere Puder verarbeiten kann.

3. Der Puder kann bequem innerhalb des Systems gehalten werden, so dass der Umgebungsbereich kaum verunreinigt wird.

4-. Die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Gasstromes bewirkt eine wirkungsvolle Verteilung aller Puderansammlungen oder Zusammenballungen und begünstigt die Ausbildung einer feinen Puderverteilung.

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5· Die Puderwolken bzw. der feinverteilte Puder werden stark durch die elektrostatischen Kräfte beeinflusst, so dass ein gleichförmiges elektrostatisches Feld zur Dispersion der Puderteilchen beihilft und die Ablagerung und Ausbildung einer gleichmässigen Puderschicht begünstigt.

Obwohl die Erfindung anhand eines beiderseits zu überziehenden Metallstreifens beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass sie auch für die Beschichtung nur einer Oberfläche eines Streifens Verwendung finden kann, wobei es auch möglich ist, die Beschichtung nur stückweise oder nach einem bestimmten Muster vorzunehmen.

Da es bei der Beschichtung nur einer Oberfläche wünschenswert ist, dieselben Verhältnisse bezüglich des Gasdruckes innerhalb der Kammer 8 beizubehalten, kann vorzugsweise nur die Zuführung des Puders über den einen Zuführtisch unterbunden werden, wobei die Gasströme durch beide Düsen unverändert beibehalten werden.

Patentansprüche

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ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Überziehen eines sich kontinuierlich verschiebenden Streifens oder Bandes mit einem metallischen oder nicht-metallischen Puder, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontinuierlicher, dünner, gleichmässiger Puderschleier an einer Stelle über und/ oder unter dem Band oder Streifen erzeugt wird, und dass gleichzeitig ein oder mehrere Gasströme quer zu dem Puderschleier derart ausgerichtet werden, dass der Puder In Richtung des Gasstromes geschleudert wird und in Eontaktberührung mit einer oder beiden Oberflächen des Bandes oder Streifens kommt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elelrtrostatisches Feld in dem Bereich. oder den Bereichen aufgebaut wird, in welche der Puder vom Gasstrom geschleudert wird, um dadurch die Ablagerung des Puders auf dem Band oder Streifen zu erleichtern.

3. Verfahren nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom oder die Gasströee aus Luft oder einem Gas mit einem niederen Sauerstoffgehalt bestehen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch g ekennzeichnet, dass der Puder und das Gas in eine» geschlossenen Zirkulationssystem gehalten werden.

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5. Einrichtung zum Beschichten eines sich kontinuierlich bewegenden Bandes oder Streifens mit einem metallischen oder nicht-metallischen Puder, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen (3 und/oder 3a) zum Erzeugen eines kontinuierlichen, dünnen Puderschleiers an einer Stelle über und/oder unterhalb des Bandes oder Streifens (S) vorhanden sind, und dass ferner Einrichtungen (6 und/oder 6a) zum Ausrichten eines oder mehrerer Gasströmungen quer zum Puderschleier vorhanden sind, um den Fuder in Strömungsrichtung gegen eine oder beide Oberflächen des Bandes oder Streifens zu schleudern und damit in Kontaktberührung zu bringen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Erzeugen eines gleichmässigen Puderschieierε aus einem Vibrationszuführtisch (3 und/oder 3a) bestehen, der eine gewinkelte Abgabekante (4) aufweist, die über die Breite des Bandes Ocer Streifens (8) verläuft.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationszuführtisch (3 oder 3a) eine Vielzahl von Fangbuhnen (5) aufweist, die sich auf der Bewegungsbahn des Puders befinden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangbuhnen (5) winklig und/ oder gerade verlaufen.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangbuhnen (5) einen kreisförmigen, halbkreisförmigen oder dreieckigen Querschnitt aufweisen.

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BAO

jlQ. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch g e k e η η ζ e i c"'"h η e t, dass die den Gasstrom erzeugenden Einrichtungen eine ausgezogene Düse (6 oder 6a) aufweisen, die so breit bzw. breiter ist als das zu überziehende Band oder der Streifen (S), und dass Einrichtungen (13, 15) zum Versorgen der Düsen mit einem unter Druck stehenden Gas vorhanden sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass eine Beschichtungskammer (8) vorhanden ist, durch welche das Band oder der Streifen (S) hindurchgeführt wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge k e η η zeichnet, dass die Beschichtungskammer elektrostatisch aufladbare Drahtgitter (10) besitzt, die innerhalb der Beschichtungskammer (8) oberhalb und/oder unterhalb des Bandes oder Streifens (S) angeordnet sind·

13· Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e kenn ζ e lehnet, dass die Beschichtungskammer (8) und zumindest eine der Düsen und ein Vibrationszuführtisch in einem Aussengehäuse (9) untergebracht sind·

14. Einrichtung nach Anspruch 13» dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass mit dem äusseren Gehäuse Einrichtungen zur Bezirkulation des Gases und dee Fuders und zum Sammeln des Pudere verbunden sind·

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