DE2059895A1

DE2059895A1 - Verfahren zur Elektroabscheidung glasartiger UEberzuege auf einem Substrat mit vielen OEffnungen

Info

Publication number: DE2059895A1
Application number: DE19702059895
Authority: DE
Inventors: Girard Roland Thomas
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-05
Publication date: 1971-12-30
Also published as: US3676314A

Description

Verfahren zur Elektroabscheidung glasartiger überzüge auf
einem Substrat mit vielen öffnungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung elektrisch isolierender glasartiger überzüge auf einem metallischen Substrat und insbesondere die elektrophoretlsche Abscheidung unter Verwendung eines ionischen kolloidalen Materials in Form von Ammoniumalginat oder'in Form von Gelatine, das sich gleichzeitig mit dem Email abscheidet und dadurch das metallische Substrat von der Berührung mit dem
wäßrigen Mittel abschirmt.

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Für die Massenfabrikation elektrischer Einrichtungen, beispielsweise von Rundfunkempfängern, ist es oft erwünscht, die elektrischen Bauteile, welche den Rundfunkempfänger bilden, durch Siebdruckverfahren auf einem elektrisch isolierten metallischen Substrat aufzudrucken, welches anschließend als Chassis des Rundfunkempfängers dient. Um das Durchführen von Leitungen durch das Chassis und die Befestigung solcher Bauteile zu gestatten, die sich nicht durch Dickfilm- oder Dünnfilmverfahren abscheiden lassen, wird das zu beschichtende

tt Substrat üblicherweise mit mehr als etwa 100 öffnungen verschiedenster Abmessung versehen, die oft einen Durchmesser bis hinunter zu etwa 1,6 mm (1/16 Zoll) aufweisen. Die vollständige Beschichtung der Seitenwände der feinen öffnungen mit einem glasähnlichen Isolator ist jedoch bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Überzügen mittels Eintauchverfahren unsicher. Dies erfordert die Verwendung von verbesserten Abdecktechniken, beispielsweise einer elektrophoretischen Beschichtung, um über dem ganzen Substrat einen lochfreien, elektrisch isolierenden Überzug zu gewährleisten. Während der elektrophoretischen Abscheidung unter Verwendung einer wäßrigen Aufschlämmung einer Emailfritte (enamel frit) neigt die Elektrolyse an den Abscheidungselektroden oft dazu, ein Schäumen in

W der Aufschlämmung zu erzeugen. Dadurch wird die Abscheidung eines kontinuierlichen glasartigen Emailüberzuges verhindert.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung eines glasartigen Emailüberzugs aus einer wäßrigen Aufschlämmung ohne wesentliche Schaumbildung zu schaffen.

Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung lochfreier (pinhole-free) gasartiger Überzüge auf einem metallischen Substrat zu liefern.

Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung glasartiger Emailüberzüge

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anzugeben, welches nicht durch die Dicke des aufgebrachten Überzuges begrenzt ist.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden hauptsächlich erreicht durch die Ausbildung eines glasartigen Emailüberzugs unter Verwendung eines Bades, das eine Suspension von 20 bis 60 % glasartiger Teilchen in Wasser als Trägermedium zusammen mit einem ionischen kolloidalen Material enthält, das entweder aus Ammoniumalginat oder aus Gelatine in Mengenanteilen unterhalb 0,3 %., bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Trägermediums, besteht. Das kolloidale Material wird zusammen mit den glasartigen Teilchen abgeschieden und isoliert das Substrat gegen-· über dem wäßrigen Trägermedium, um eine Schaumbildung zu verhindern. Zwecks, zusätzlicher Zähigkeit des Films ohne Blasenbildung bei dem anschließenden Brennvorgang kann außerdem ein organischer Binder zur Filmbildung dem Bad in Mengen unterhalb 0,5 Gew.% des wäßrigen Trägermediums zugefügt werden, welcher aus Acrylsäureverbindungen und/oder Zellulose besteht. Das Substrat wird dann in das Bad eingetaucht und an das Substrat ein elektrisches Potential angelegt, um auf elektrophoreti_r schem Wege glasartige. Teilchen auf dem Substrat abzuscheiden. Daraufhin wird das mit dem überzug versehene Substrat bei einer Temperatur oberhalb 600°C gebrannt, um die abgeschiedenen Teilchen.in einen lochfreien überzug umzubilden, der eine Dicke von weniger als etwa 0,25 mm (10 mil) besitzt. Besonders vorteilhafte Abscheidungseigenschaften erhält man, wenn das Bad außerdem ein ionisches Netzmittel enthält, um die Ladung des gewählten ionischen kolloidalen Materials in dem Bad zu erhöhen.

Diese und andere Aufgaben, Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden erläutert durch die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen zusammen mit den zugehörigen Abbildungen. ■...·. .

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Elektrophoresebad während der Abscheidung auf eln>£wbstrat mit einer VMzahl von öffnungen. 109&S.3/1625 -^;

Flg. 2 ist eine isometrische Ansicht des zu beschichtenden Substrats.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht und zeigt die Aufbringung der Emailteilchen auf dem Substrat.

Fig. 4 ist eine isometrische Darstellung und zeigt die Verwendung des mit Email beschichteten Substrats zur Aufbringung elektronischer Bauteile.

Die elektrophoretische Abscheidung eines glasartigen Emailüberzugs auf einem mit vielen öffnungen versehenen Substrat 10 ist in Fig. 1 dargestellt und umfaßt allgemein das Eintauchen des zuvor beispielsweise durch konventionelles Beizen oder Sandstrahlbehandlung gesäuberten Substrats in ein wäßriges Bad. Das wäßrige Bad 12 enthält 20 bis 60 % glasartige Emailteilchen mit einer Größe von etwa 37 bis M Mikron (entsprechend einer Maschenweite zwischen ²IOO und -325 Maschen) neben einer kleinen Menge eines ionischen kolloidalen Materials in Form von Ammoniumalginat oder Gelatine in einem Anteil von weniger als 0,3 %, bezogen auf das Gewicht des Wassers in dem Bad 12. Im allgemeinen enthält das für das Bad- 12 ausgewählte Email wenlger als 6 Gew.% Natriumoxid, Lithiumoxid und Gemische derselben, um gute elektrische Eigenschaften in dem aufgebrachten Emailüberzug zu gewährleisten. Das Bad 12 kann außerdem kleine Mengen eines organischen Bindemittels mit niedrigem Aschegehalt zur Ausbildung des Films enthalten, beispielsweise eine Acrylverbindung oder ein Zellulosematerial. Dieser Zusatz wird nachstehend im einzelnen erörtert und dient zur Steigerung der Zähigkeit des aufgebrachten Überzuges. Außerdem können geringe Mengen eines handelsmäßig erhältlichen ionischen Netzmittels, beispielsweise das von der Firma Röhm & Haas unter dem Markenzeichen Tergitol vertriebene Netzmittel, enthalten sein. Das Substrat 10 wird in konventioneller Weise an den positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 14 angeschlossen. Zwei inaktive Kathoden sind mit den Bezugsziffern 16 bezeichnet. Sie befinden

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sich auf entgegengesetzten Seiten des Substrats und werden mit dem negativen Anschluß der Spannungsquelle 14 verbunden.

Das Substrat 10 ist in Fig. 2 abgebildet und umfaßt im allgemeinen ein Metallblech, das beispielsweise aus Emailliereisen besteht, d.h. aus einem Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,2 %. Das Blech 10 besitzt normalerweise mehr als 100 öffnungen 18 der verschiedensten Abmessung und geometrischen Form, welche durch das Blech hindurchführen. Typischerweise ist das Substrat 10 weniger als etwa 0,88 mm (35 mil) stark und enthält öffnungen mit Abmessungen zwischen etwa 1,6 und 9,5 mm (1716 und 3/8 Zoll), je nach der beabsichtigten Verwendung für die öffnungen, d.h. je nach Verwendung der öffnungen zur mechanischen Befestigung von Bauteilen an dem Substrat oder zur Durchführung elektrischer Leitungen. Es ist erwünscht, die Kanten der öffnungen auf einen Radius erlsprechend der halben Dicke des Substrats abzurunden, um die Auswirkungen von Spannungen in dem Email während des anschließenden Brennens des mit überzug versehenen Substrats auf ein Minimum zu verringern.

In dem Bad ist ein anionisches kolloidales Material in Form von Ammoniumalginat oder Gelatine in Mengen von weniger als 0,3 %, bezogen auf das Gewicht des als Trägermedium verwendeten Wassers, enthalten. Dies scheidet sich gemeinsam mit dem Email ab und schirmt dadurch das Substrat von dem Wasser ab, um ein Schäumen infolge Elektrolyse zu verhindern. Die Leitfähigkeit des kolloidalen Materials gestatted jedoch eine weitere galvanische Aufbringung des Emails auf dem Substrat. Ammoniumalginat wird als kolloidales Material für das Bad bevorzugt, da es in Mengen von weniger als 0,3 Gew.%_t bezogen auf das als Trägermedium dienende Wasser, eine relativ glatte Aufbringung des Emailüberzugs auf dem Substrat ohne Schaumbildung ergibt und einen Emailüberzug bildet, der eine überragende Resistenz gegenüber dem Waschen mit Wasser zeigt. Obwohl glasartige Emailmaterialien, die kommerziell erhältliche Gelatinearten enthalten, ähnliche Abscheidungseigenschaften aufweisen wie die

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Bäder mit Ammoniumalginat, ist der aus einem gelatinehaltigen Bad abgeschiedene Emailüberzug etwas empfindlicher gegenüber der Auswaschung durch Wasser, und es werden während der Abscheidung mehr Bläschen erzeugt. Glasartige Emailüberzüge, die aus Bädern abgeschieden werden, welche bis zu 0,3 Gew.% Gummi, beispielsweise Gummi-Arabicum, Gummi-Tragacant oder Gummi-Caray als anionisches Bestandteil enthalten, zeigen jedoch je nach dem verwendeten Gummi entweder eine schlechte Festigkeit, eine grobe Abscheidung, Schaumbildung oder mangelnde Adhäsion an dem Substrat beim Waschen mit Wasser. Im allgemeinen neigt die Zufügung von Ammoniumalginat oder Gelatine zum Bad in Mengen oberhalb 0,3 Gew.^, bezogen auf das Wasser, dazu, beim anschließenden Brennen eine Blasenbildung in dem Emailüberzug zu erzeugen.

Es wird vorausgesetzt, daß die fehlende Schaumbildung eines elektrophoretischen Bades, das Ammoniumalginat oder eine Gelatine enthält, durch einen ausreichenden Spannungsabfall an dem aufgebrachten kolloidalen Material zwecks Behinderung der Elektrolyse des als Trägermediums dienenden Wassers erreicht wird. Die Elektrolyse kann jedoch an dem Substrat 10 stattfinden, wobei das kolloidale Material die Größe der erzeugten Gasbläschen auf ein Minimum reduziert und dadurch eine beobachtbare Schaumbildung an der Oberfläche verhindert.

Obwohl eine gute Abscheidung eines glasartigen Emailüberzugs bei ausschließlicher Verwendung von Ammoniumalginat oder Gelatine in dem Bad in Mengen unterhalb 0,3 %_t bezogen auf den Wasseranteil, erreichbar ist, wird wünschenswerterweise ein organisches Bindemittel zur Ausbildung eines Films auf Acrylsäure- oder Zellulosebasis dem Bad in Mengen von weniger als 0,3 Gew.?, bezogen auf das Wasser, zugefügt, um die Festigkeit des abgeschiedenen Überzuges zu erhöhen. Der in dem Bad 12 verwendete Binder sollte einen geringen Restaschegehalt erzeugen (vorzugsweise weniger als die Hälfte des Aschegehaltes, der beim Brennen von Ammoniumalginat mit Emulsionen auf Acrylbasis auftritt,

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wie sie beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen E 269, E 450 und WS 24 von der Firma Röhm & Haas erhältlich sind und in höchstem Maße für die Anwendung des Verfahrens der Erfindung brauchbar sind). Materialien auf Zellulosebasis, beispielsweise Methylzellulose, Äthylzellulose und Carboxymethylzellulose können ebenfalls als Bindemittel zur Ausbildung des Films in dem Bad des glasartigen Emails verwendet werden. Oft wird jedoch dann ein kommerziell erhältliches ionisches Netzmittel, beispielsweise Tergitol, in kleinen Mengen benötigt, d.h. weniger als 0,1 Gew.?, bezogen auf das Wasser, um eine anionische Ladung auf nicht-ionischen Bindemitteln wie Carboxymethylzellulose zu erzeugen. Im allgemeinen werden die Abseheidungseigenschaften aller erfindungsgemäßen Abseheidungsbäder durch die Zufügung geringer Mengen eines ionischen Netzmittels zum Bad verbessert, auch wenn das Bad nur anionische Bestandteile enthält. Vorzugsweise ist das Bindemittel zur Ausbildung des Films, wenn es überhaupt verwendet wird, im Bad in Mengen zwischen etwa 70 und 90 Gew.?, bezogen auf das ionische kolloidale Material, vorhanden.

In dem Bad können auch geringe Anteile eines konventionellen Suspensionsmittels, beispielsweise Stärke, verwendet werden, um die inhärente Suspension der Emailteilchen im Bad zu erhöhen. In ähnlicher Weise können inerte Materialien, beispielsweise Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid, welche mit den Emailteliehen bei der Brenntemperatur des Emails nicht reagieren und eine Schmelztemperatur oberhalb dieser Brenntemperatur besitzen, vorzugsweise dem Bad in Mengen zwischen 10 und 35 %> bezogen auf das Gewicht des Emails, zugefügt werden, um die Viskosität des Emails während des anschließenden Brennvorgangs zu vergrößern. Siliziumdioxidteilchen mit einer Abmessung zwischen 400 und -325 Maschen können ebenfalls anstelle der Emailteilchen des Bades 12 verwendet werden, wenn anstelle eines Emailüberzuges ein Glasüberzug auf dem Substrat 10 er-: wünscht ist. Das Bad 12 ist jedoch wünschenswerterweise frei von Elektrolyten, die eine Leitfähigkeit in dem Bad erzeugen,

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um zu gewährleisten, daß die anionischen kolloidalen Materialien auf dem Substrat in relativ großen Anteilen beim Beginn der elektrophoretischen Abscheidung abgeschieden werden.

Die für die elektrophoretische Abscheidung verwendete Spannungsquelle l4 liegt normalerweise in einem Bereich von 1 bis 120 V (vorzugsweise zwischen 30 und 60 V), um auf dem Substrat einen dichten kompakten Emailüberzug zu erzeugen, ohne daß eine Elektrolyse an den Elektroden in ausreichendem Maße stattfindet, um eine Schaumbildung zu erzeugen. Die Abscheidung des Emails auf dem Substrat wird solange fortgesetzt, bis ein über-BP zug von weniger als 20 mil, vorzugsweise in einer Stärke von 12 und 13 rail, auf dem Substrat gebildet ist. Da die anionischen Teilchen, die aus dem Bad abgeschieden wurden, hinreichend leitfähig sind, um eine weitere Abscheidung des Emailüberzugs ohne merkliche Dickenbegrenzung zu gestatten, ist der abgeschiedene Emailüberzug 19 an den Kanten des Substrats entsprechend Abbildung 3 etwas dicker, da das Magnetfeld dort während der elektrophoretischen Abscheidung konzentriert ist. Der Überschuß an der Kante beträgt jedoch weniger als 20 %, d.h. für einen etwa 0,13 mm (5 mil) dicken überzug weniger als etwa 0,025 mm (1 mil), und kann für die Zwecke des Siebdruckes in Kauf genommen werden.

Nach der elektrophoretischen Abscheidung des glasartigen Emailüberzuges 19 auf dem Substrat 10 wird das Substrat aus dem Bad herausgenommen, in Wasser gespült, um Reste an der Oberfläche zu entfernen und in einen Ofen gebracht, in dem das Substrat bei einer Temperatur typischerweise zwischen 790 und 83O⁰C während einer Zeit von etwa 2 bis 5 Minuten gebrannt wird, um das Email auszubilden und auf dem Substrat einen elektrisch isolierenden überzug mit einer Dicke von weniger als etwa 0,25 mm (10 mil) zu bilden. Für die Zwecke des Aufdruckens elektrischer Bauteile durch Siebdruck besitzt das Substrat vorzugsweise einen glasartigen Emailüberzug mit einer Stärke zwischen etwa 0,15 und 0,18 mm (6 und 7 mil) nach dem Brennen und einen überzug mit einer Stärke von mindestens etwa 0,13 nun (5 mil) an den

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Kanten. Da das Emailbad im allgemeinen|nicht selbstbegrenzend ist, wirkt die Erzeugung der überschüssigen Dicke an den Kanten zum begrenzten Maße der Oberflächenspannung entgegen, die versucht, während des Brennens Email an den Kanten des Substrats wegzuziehen.

Anschließend können die Bauteile eines Rundfunkempfängers, die durch Siebdruck ausgebildet werden können, d.h. Dünnschichtwiderstände und durch Siebdruck aufgebrachte Kondensatoren, welche mit den Bezugsziffern 20 und 22 in Fig. 4 bezeichnet sind, unmittelbar auf dem lochfreien Emailüberzug abgeschieden werden. Bauteile, die nicht durch Vakuum oder Dünnfilmabscheidung hergestellt werden können, d.h. ein Drehkondensator 24 usw., werden mechanisch durch Löten oder andere geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise durch Schrauben 26, auf dem Substrat befestigt. Die gute Isolationsqualität des Überzugs gestattet auch die Verwendung des Überzugs als Kondensatordielektrikum. Dazu wird eine geeignete Elektrode, beispielsweise eine Palladium-Silber-Elektrode 28, durch Siebdruck auf der Emailschicht aufgebracht und das darunterliegende Substrat 10 wird dann als Gegenelektrode verwendet.

Ein besseres Verständnis der neuartigen Gesichtspunkte der Erfindung ergibt sich aus den folgenden bestimmten Ausführungsformen elektrophoretischer Bäder zur Herstellung von Abscheidungsüberzügen auf dem Substrat 10.

Beispiel 1

Es wird ein elektrophoretisches Bad hergestellt durch Mischen von 30 Gewichtsteilen einer gemahlenen Emailfritte mit 100 Gewichtsteilen Wasser unter Zufügung von 10 Gewichtsteilen Siliziumdioxid, 0,1 Gewichtsteilen Ammoniumalginat und 0,1 Gewichtsteilen des unter der Bezeichnung WS 2k von der Firma Röhm & Haas erhältlichen Acrylpolymers. Außerdem wird dem Bad ein sulfoniertes carboxyliertes anionisches Netzmittel zugefügt, welches

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handelsmäßig unter dem Namen Tergitol von der Firma Röhm & Haas erhältlich ist, und zwar in Mengen von etwa 0,05 Gewichtsteilen. Die Bestandteile werden dann in einer Kugelmühle auf etwa kO Mikron (-200 Maschen je Zoll) zermahlen. Anschließend wird ein Substrat aus Emaileisen mit den Abmessungen von etwa 3>8 χ 5 x 0,075 cm (1,5 x 2 Zoll χ 30 mil) mit über 100 öffnungen zwischen zwei Platinelektroden In das aus den gründlich gemischten Bestandteilen gebildete Bad eingetaucht und zwischen den Platinelektroden und dem Substrat aus Emaillierelsen wird eine Gleichspannung von 30 V so angelegt, daß ein Abscheidungsstrom von etwa 2,5 A durch das Bad fließen kann.Die Abscheidung des Emails auf dem Substrat wird solange fortgesetzt, bis dort eine Überzugsschicht von einer Stärke von etwa 0,30 bis 0,33 mm (12 bis 13 mil) abgeschieden ist. Daraufhin wird das Substrat aus dem Bad herausgenommen, in Wasser gespült, um die schwammige Oberfläche des Emails zu entfernen und bei einer Temperatur von 83O⁰C 3,5 Minuten lang gebrannt, um das Email in eine lochfreie etwa 0,15 mm (6 mil) starke glasartige Emailschicht umzuwandeln. Die Widerstände und Kondensatoren eines Superrund funkempfänger s werden dann unmittelbar auf dem mit Email überzogenen Substrat aufgebracht.

Beispiel 2

Es wird ein Bad vorbereitet, das 40 ecm einer 0,2 £igen Lösung von Ammoniumalginat in Wasser, 15 Tropfen der Acrylpolymeremulsion E 269 der Firma Röhm & Haas, 1 Tropfen des Netzmittels Tergitol 08 der Firma Röhm & Haas, 5,5 g Emailpulver und 1,5 g Siliziumdioxid enthält. Die Materialien werden in der Kugelmühle 15 Minuten lang gemahlen, um eine gute Dispersion der Bestandteile in dem auf diese Weise gebildeten Bad zu gewährleisten. Dann wird als Anode ein Substrat aus Emailliereisen mit vielen öffnungen eingetaucht und ein Potential von etwa 35 V zwischen das Substrat und zwei benachbarte Elektroden gelegt, um einen Stromfluß von etwa 2,5 A am Substrat zu erzeugen. Die Abscheidung der Emailschicht wird solange fortgesetzt,

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bis sie eine Stärke von etwa 0,33 nun (13 mil) erreicht hat. D&nn wird das Email bei einer Temperatur von 83O⁰C 3,5 Minuten lang -.gebrannt, um auf dem Substrat einen elektrisch isolierenden überzug von etwa einer Dicke von etwa 0,17 mm (6,5 mil) zu erzeugen.

Beispiel 3

Ein elektrophoretisches Bad wird durch gründliches Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:

25 Gewichtsteile gemahlenes Überzugsemail Nr. 2232 der Firma

Ferro Corp.
5 Gewichtsteile Magnesiumoxid, das auf eine Korngröße von etwa *J0 Mikron (entsprechend der Maschenweite -200 Maschen pro Zoll) gemahlen ist

0,3 Gewichtsteile Gelatine der Knox Corp. 1/20 Gewichtsteile Tergitol der Firma Röhm & Haas 100 Gewichtsteile Wasser.

Dann wird in das Bad zwischen zwei inaktiven Elektroden ein

etwa Substrat aus Emailliereisen mit Abmessungen von/6,3 cm, 3*7 cm und 0,75 mm (2,5 Zoll, 1,5 Zoll und 30 mil) eingetaucht und eine Gleichspannungsquelle von 30 V zwischen das Substrat und die Elektroden geschaltet, um einen Stromfluß von etwa 2,5 A am Substrat zu erzeugen. Nachdem auf dem Substrat eine Überzugsschicht von einer Dicke von etwa 0,35 mm (14 mil) abgeschieden ist, wird das Substrat in Wasser gespült und 3*5 Minuten lang bei einer Temperatur von 83O⁰C gebrannt, um das Email zu einem überzug von einer Dicke von etwa 0,15 mm (6 mil) umzuwandeln. Auf dem Substrat können dann unmittelbar die elektrischen Bauteile eines Rundfunkempfängers abgeschieden werden.

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- 12 Beispiel 4

Ein elektrophoretisches Bad wird durch gründliches Mischen der folgenden Bestandteile gebildet:

25 Gewichtsteile gemahlenes Überzugsemail Nr. 2232 der Ferro

Corp.
5 Gewichtsteile Siliziumdioxid, das auf eine Korngröße von etwa 40 Mikron (entsprechend der Maschenweite -200 Maschen

pro Zoll) zermahlen wurde
0,3 Gewichtsteile Ammoniumalginat
100 Gewichtsteile Wasser.

Daraufhin wird als Anode zwischen zwei inaktiven Kathoden ein Substrat aus Emailliereisen eingetaucht. Zwischen das Substrat und die Kathoden wird zur Auslösung der Abscheidung des Emails, des Siliziumdioxids und das Ammoniumalginats auf dem Substrat eine Gleichspannung von 30 V angelegt und die Abscheidung wird solange fortgesetzt, bis ein Überzug von etwa 0,3 mm (12 mil) gebildet ist. Nach dem Herausnehmen des mit überzug versehenen Substrats aus dem Bad wird das Substrat in Wasser gespült und 3,5 Minuten lang bei 83O⁰C gebrannt, um auf dem Substrat einen lochfreien Emailüberzug mit einer Stärke von etwa 0,15 nun (6 mil) auszubilden.

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Claims

- 13 -Patentansprüche

1. Verfahren zur elektrophoretlschen Abscheidung einer elektrisch isolierenden glasartigen Überzugsschicht auf einem metallischen Substrat, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) das Substrat (10) wird in ein Elektrolytbad (12) eingetaucht, welches eine Suspension der glasartigen Teilchen in Wasser mit einem Gehalt von 20 bis 60 Gew.% enthält, wobei dieses Bad weiterhin ein ionisches kolloidales Material in Form von Ammoniumalginat oder Gelatine in einem Anteil von weniger als 0,3 Gew.%, bezogen auf das Wasser, enthält zwecks Abschirmung des Substrats von dem Wasser während des Abscheidens der glasartigen Teilchen,

b) es wird an das eingetauchte Substrat ein elektrisches Potential angelegt, um die glasartigen Teilchen elektrophoretisch auf das Substrat abzuscheiden, und

c) anschließend wird das beschichtete Substrat bei einer Temperatur oberhalb 600⁰C gebrannt und die abgeschiedenen glasartigen Teilchen werden in einen lochfreien Überzug umgewandelt.

2. Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das ionische kolloidale Material Ammoniumalginat ist, als glasartige Teilchen Emai!teilchen verwendet werden und das Bad weiterhin inerte feuerfeste Teilchen in Mengenan teilen zwischen 10 und MO Gew.Ji, bezogen auf das Email, enthält, wobei diese inerten feuerfesten Teilchen im wesentlichen nicht reagierend mit den Emailteilchen bei der Brenntemperatur des Emails sind und einen Schmelzpunkt oberhalb der Brenntemperatur des Emails besitzen und deren Viskosität während des Brennens erhöhen.

3. Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Bad weiterhin ein organisches Bindemittel zur Ausbildung eines Films mit einem geringen Aschegehalt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäureverbindungen und Zelluloseverbindungen in Mengen unterhalb 0,3 %_s bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthält.

Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Bad weiterhin ein ionisches Netzmittel zur Verstärkung der Ladung des ionischen kolloidalen Materials in dem Bad enthält.

Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die glasähnlichen Teilchen auf dem Substrat auf eine Dicke von weniger als etwa 0,5 mm (20 mil) abgeschieden werden und bei dem anschließenden Brennen die Teilchen zu einem lochfreien überzug mit einer Dicke von weniger als etwa 0,25 mm (10 mil) umgebildet werden.

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