DE2203351C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen mit Kunststoffpulver mit einem elektrostatischen Feld, wobei das Kunststoffpulver durch Reibung an einer dielektrischen Fläche aufgeladen wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for coating of objects containing plastic powder with an electrostatic field, the plastic powder is charged by friction on a dielectric surface, and a device for carrying out this Procedure.

Es ist bereits bekannt, Kunststoffpulver mittels beschleunigter Luftströmungen auf Gegenstände aufzusprühen, wobei die Kunststoffpulverpartikeln durch ein elektrisches Feld elektrostatisch aufgeladen werden und sich auf Grund der elektrischen Anziehung auf dem geerdeten oder gegenpolig aufgeladenen Gegenstand absetzen. Nach dem Einbrennen ergibt die Kunststoffpulverschicht eine den herkömmlichen Lackschichten überlegene Oberflächenbeschichtung.It is already known to spray plastic powder onto objects by means of accelerated air currents, wherein the plastic powder particles are electrostatically charged by an electric field and due to the electrical attraction on the earthed or oppositely charged object drop. After baking, the plastic powder layer results in one of the conventional lacquer layers superior surface coating.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Pulverbeschichtungsverfahren und Vorrichtungen aber, daß sie eine elektrostatische Spannungsquelle benötigen, die durch die verwendete Hochspannung (zwischen 30 und 15OkV) aufwendige Sicherheitsvorkehrungen notwendigmacht. The disadvantage of these known powder coating methods and devices, however, is that they have a need an electrostatic voltage source, which is due to the high voltage used (between 30 and 15OkV) makes complex safety precautions necessary.

Es ist weiterhin bereits bekannt, beim elektrostatischen Pulverspritzen eine Aufladung des zu verspritzenden Pulvers durch Reibung an Kunststoffen vorzunehmen. Eine elektrostatische Spannungsquelle kann bei diesen bekannten Vorrichtungen unter normalen Umständen entfallen.It is also already known that electrostatic powder spraying causes the spray to be charged Make powder by rubbing it on plastics. An electrostatic voltage source can be used in these known devices are not required under normal circumstances.

Nachteilig hat sich bei diesen Beschickungsvorrichtungen für Pulverbeschichtung aber gezeigt, daß die erzielbare Beschichtung lediglich den unter elektrostatischer Aufladung erzielten Beschichtungen entspricht und in schwierigen Fällen sogar auf die elektrostatische Aufladung durch eine elektrostatische Spannungsquelle nicht verzichtet werden kann.These charging devices have a disadvantage For powder coating, however, it has been shown that the coating that can be achieved is merely the under electrostatic Charging is equivalent to the coatings achieved and, in difficult cases, even to the electrostatic Charging by an electrostatic voltage source cannot be dispensed with.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eineIt is the object of the invention to provide a method and a

Vorrichtung zur Pulverbeschichtung von Gegenständen zu finden, die gegenüber dem bekannten Verfahren zu einer verbesserten Beschichtung führen und die insbesondere sicherer sind.Apparatus for powder coating objects to be found compared to the known method lead to an improved coating and which are, in particular, safer.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren die ReibungAccording to the invention, this object is achieved in that, in the method mentioned at the beginning, the friction

ίο und die dadurch bewirkte Aufladung an einer Fläche aus Polytetrafluoräthylen erfolgt und daß als Kunststoffpulver Epoxydharzpulver verwendet wird.ίο and the resulting charge on a surface Polytetrafluoroethylene takes place and that epoxy resin powder is used as the plastic powder.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich vorteilhaft durch ein Strahlrohr mit einem Mischteil für die Mischung von Mengen regelbar zuführbarer Blasluft und Epoxydharzpulver, wobei Strahlrohr und Mischteil aus Polytetrafluoräthylen bestehen und durch eire mindestens den Anfangsteil des Strahlrohrs umgebende geerdete Metallhülse.The device for performing this method is advantageously characterized by a jet pipe with a mixing part for the mixing of quantities of adjustable blown air and epoxy resin powder, wherein Jet pipe and mixing part are made of polytetrafluoroethylene and eire at least the initial part of the The grounded metal sleeve surrounding the radiant tube.

Im einzelnen kann vorteilhaft die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß das Strahlrohr ein Sprührohr, einen davor angeordneten Expansionsteil mit einer Eingangsdüsenöffnung und der davor angeordnete Mischteil eine Mischkammer aufweist, in welche das Kunststoffpulver beliebig zur Längsachse des Strahlrohres und die Druckluft parallel und koaxial zur Längsachse des Strahlrohres mengenregelbar zuführbar sind.In detail, the device according to the invention can advantageously be designed so that the jet pipe a Spray tube, an expansion part arranged in front of it with an inlet nozzle opening and the one arranged in front of it Mixing part has a mixing chamber, in which the plastic powder is arbitrarily to the longitudinal axis of the jet pipe and the compressed air can be regulated in quantity parallel and coaxially to the longitudinal axis of the jet pipe are supplied.

Es ist die wesentliche und für den Fachmann absolut überraschende Erkenntnis, daß eine elektrostatische Pulverbeschichtung auch ohne elektrostatische Spannungsquelle nicht nur möglich, sondern sogar ohne diese weitaus besser als bekannt ist. Bedingung für die Erzielung der besseren Beschichtung ist, daß geeignetes Kunststoffpulver, nämlich Epoxydharz, in einer Strahlvorrichtung mit hoher Luftgeschwindigkeit ausgeblasen wird, die aus Polytetrafluoräthylen besteht, und daß die verwendete Treibluft nicht allzu hohe Feuchtigkeitsgehalte besitzt.It is the essential and absolutely surprising finding for the person skilled in the art that an electrostatic Powder coating is not only possible without an electrostatic voltage source, but even without it far better than is known. A condition for obtaining the better coating is that it is suitable Plastic powder, namely epoxy resin, blown out in a jet device at high air speed which consists of polytetrafluoroethylene, and that the propellant air used does not contain too high a moisture content owns.

4« Im folgtnden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die im Schnitt eine Vorrichtung zur Abgabe von elektrostatisch aufgeladenem Kunststoffpulver zeigt, wobei der Pulvervorratsbehälter direkt auf das Strahlrohr aufge-4 «In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing, which shows in section a device for dispensing electrostatically charged plastic powder, the Powder storage container placed directly on the spray lance.

Vi setzt ist. Vi sets is.

Die erfindungsgemäße Pulversprühvorrichtung besteht hauptsächlich aus einem Strahlrohr 1 und einem davorliegenden Mischteil 2, die beide aus Polytetrafluoräthylen hergestellt sind. Das Strahlrohr 1 selbst besteht aus einem Düsenteil Ic mit nachgeschaltetem Expansionsteil 16 und daran anschließend dem eigentlichen Sprührohr la. Das Sprührohr la setzt sich in einem Diffusor 7 fort, in dem die Geschwindigkeit des austretenden Pulver-Luft-Gemisches herabgesetzt wird und eine Lochplatte 6, die ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen besteht, für eine gleichmäßige Strömungsverteilung sorgt.The powder spray device according to the invention mainly consists of a jet pipe 1 and a upstream mixing part 2, both of which are made of polytetrafluoroethylene. The jet pipe 1 itself consists of a nozzle part Ic with a downstream expansion part 16 and then the actual one Spray tube la. The spray tube la continues in a diffuser 7 in which the speed of the escaping powder-air mixture is reduced and a perforated plate 6, which is also made of polytetrafluoroethylene exists, ensures an even flow distribution.

In den Mischteil 2, der vorzugsweise eine zylindrische Kammer ist, tritt das Pulver durch einen Kanal 8 ein.The powder enters the mixing part 2, which is preferably a cylindrical chamber, through a channel 8.

bo Der Kanal 8 kann entweder direkt von einem Pulvervorratsbehälter 9 umgeben sein, oder er kann das Pulver über eine gewisse Distanz zugeführt bekommen.bo Channel 8 can either come directly from a Be surrounded powder storage container 9, or he can get the powder supplied over a certain distance.

Die Rückwand des Verteilerteils 2 weist eine öffnungThe rear wall of the distributor part 2 has an opening

auf, in der ein Düsengehäuse 4 mündet. Das Düsengehäuse, das ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen besteht, wird von einer Düsennadel 5 koaxial durchsetzt, durch deren Stellung die eintretende Luftmenge geregelt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, dieon, in which a nozzle housing 4 opens. The nozzle housing, which also consists of polytetrafluoroethylene, is penetrated by a nozzle needle 5 coaxially through the position of which the incoming air volume can be regulated. Of course, it is also possible to use the

Luft durch das Düsengehäuse 4 eintieten zu lassen, wobei die Luftmenge in einiger Entfernung, z. B. in der Druckluftzuleitung, eingestellt werden kann. Die Düsennadel kann in diesem Falle entfallen.To let rivet air through the nozzle housing 4, the amount of air at some distance, e.g. B. in the Compressed air supply line, can be adjusted. The nozzle needle can be omitted in this case.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl als Handspritzpistole ausgebildet sein, indem sie einen Handgriff aufweist, oder sie kann in einiger Entfernung von dem Pulvervorratsbehälter sowohl in fester Lage als auch bewegt angeordnet sein.The device according to the invention can be designed both as a hand spray gun by having a Has handle, or it can be at some distance from the powder storage container both in a fixed position be arranged as well as moved.

Entscheidend für die Erzeugung eines sehr großen elektrostatischen Feldes, z. B. bis zu 200 kV, ist es, daß die gesamte Pulvermenge innerhalb des beschleunigten Luftstromes nur noch mit Polytetrafluorethylen in Berührung kommt, so daß einerseits ionisierte und polarisierte Pulverteilchen entstehen und andererseits die entstandenen Ladungen nicht wieder abgegeben werden.Crucial for generating a very large electrostatic field, e.g. B. up to 200 kV, it is that the entire amount of powder within the accelerated air flow only with polytetrafluoroethylene in Contact comes, so that on the one hand ionized and polarized powder particles arise and on the other hand the charges that have arisen are not returned.

Für den Fachmann überraschend ist durch die eigene Aufladung der Pulverteilchen sowohl eine Polarisation als auch eine ionisation der Pulverteilchen in idealer Zusammenstellung möglich, so daß sich gegenüber herkömmlichen Beschichtungsverfahren bei Einstellung von hohen Strömungsgeschwindigkeiten große Beschichtungsdicken erreichen lassen.For the person skilled in the art, both polarization is surprising due to the powder particles' own charging as well as an ionization of the powder particles in an ideal composition possible, so that opposite each other conventional coating processes with setting of high flow velocities large coating thicknesses let reach.

Durch die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit kann die Auflage der Pulverteilchen gesteuert werden, so daß sich auch geringere Schichtdicken einstellen lassen.By adjusting the flow rate, the application of the powder particles can be controlled, so that smaller layer thicknesses can also be set.

Durch die Ausbildung der Düse mit einem engsten Querschnitt und und einer daran anschließenden Expansionszone in einer kontinuierlichen Kurvenkrümmung ist die Erzielung von Überschallgeschwindigkeit möglich.By designing the nozzle with a narrowest cross-section and an adjoining one The expansion zone in a continuous curve curvature is the achievement of supersonic speed possible.

Überraschenderweise vermag die Verwendung von Polytetrafluorethylen im Zusammenhang mit der hohen Strömungsgeschwindigkeit nicht nur eine Spannungsquelle überflüssig zu machen, sondern auch, wie bereits ausgeführt, eine überlegene Beschichtung zu bewirken.Surprisingly, the use of polytetrafluoroethylene in connection with the high Flow velocity not only to make a voltage source superfluous, but also, as already designed to effect a superior coating.

Die Aufladung und damit die Beschichtung ist abhängig von der Temperatur und Feuchtigkeit der Druckluft Es empfiehlt sich daher, für die Verarbeitung bei hoher Luftfeuchtigkeit eine Luftvortrocknung vorzusehen. Es hat sich aber gezeigt, daß auch bei sehr hohen Luftfeuchtigkeiten (über 90%) noch immer eine ausreichende Beschichtung mit dem Verfahren gemäß der Erfindung herstellbar istThe charge and thus the coating depends on the temperature and humidity of the Compressed air It is therefore advisable to use air pre-drying for processing at high levels of humidity to be provided. However, it has been shown that even at very high humidity levels (over 90%) there is still a sufficient coating can be produced with the method according to the invention

Die elektrostatischen Eigenschaften von Polytetrafluorethylen sind überraschend allen anderen Kunststoffen überlegen. Hierzu wird auf die Tabelle verwiesen, aus der vergleichsweise die Wirkung bei der Verarbeitung verschiedener Arten von Kunststoffpulvern durch Polytetrafluoräthylers-Strahlrohre und -Mischkammern hervorgehtThe electrostatic properties of polytetrafluoroethylene are surprising of all other plastics think. For this, reference is made to the table, which compares the effect during processing different types of plastic powders through polytetrafluoroethylene jet pipes and mixing chambers emerges

Wesentlich ist es zur Erreichung des erfindungsgemäßen Effektes, daß sämtliche Teile der Mischströmung von Treibluft und Expoxydharzpulver nur mit Polytetrafluoräthylenoberflächen in Berührung kommen und daß durch die Verwendung von Treibluft hohen Druckes eine genügend hohe Geschwindigkeit innerhalb des Strahlrohres erzeugt wird.In order to achieve the effect according to the invention, it is essential that all parts of the mixed flow of propellant air and epoxy resin powder only with polytetrafluoroethylene surfaces come into contact and that through the use of high pressure propellant air a sufficiently high speed within the Beam pipe is generated.

Ersichtlicherweise kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Art einer Lavaldüse bei Verwendung von Treibluft von mehr als 2 atü bereits Schallgeschwindigkeit und Überschallgeschwindigkeit eingestellt werden. Obviously, with the device according to the invention in the manner of a Laval nozzle, when used The speed of sound and supersonic speed can already be set by propellant air of more than 2 atmospheres.

Der Anfangsteil des Strahlrohres 1 ist mit einer geerdeten Metallhülse 3 umgeben, um eine Belästigung des Bedienungspersonals durch Funkensprnng auf der Oberfläche des Strahlrohres zu verhindern. Durch diese Metallhülse 3 wird weiterhin eine gewisse Verbesserung des erfindungsgemäßen Effektes erreicht.The initial part of the jet pipe 1 is surrounded by a grounded metal sleeve 3 to prevent nuisance to prevent the operating personnel from sparking on the surface of the jet pipe. Through this Metal sleeve 3 is also achieved a certain improvement in the effect according to the invention.

Schichtbildung (S): l=sehr gut; 2 = gut; 3 = noch brauchbar; 4 = nicht mehr brauchbar; 5 = keine Haftung mehr. Stromstärke (μΑ) und Schichtbildung (S) bei Venturi-Düsen aus verschiedenen Materialien und verschiedenen Pulvern.Layer formation (S): l = very good; 2 = good; 3 = still usable; 4 = no longer usable; 5 = no more liability. Current strength (μΑ) and layer formation (S) with Venturi nozzles made of different materials and different Powders.

Venturidüsen aus:Venturi nozzles made of:

PulverartenTypes of powder

Polytetrafluorethylen Polytetrafluoroethylene

μΑ SμΑ S

Glas-Polytetrafluorethylen
μΑ SGlass polytetrafluoroethylene
μΑ S

Graphit-Polytetrafluor-
äthylen
μΑ SGraphite polytetrafluor
ethylene
μΑ S

PVCPVC

μΑμΑ

HartgummiHard rubber

μΑμΑ

Epoxydharzpulver Standard +1,5 1 +1 1 +0,5 2 + 4 + 3Epoxy resin powder standard +1.5 1 +1 1 +0.5 2 + 4 + 3

Epoxydharzpulver graphit +2 1 +1,5 2 0 3 0 3 0 3Epoxy resin powder graphite +2 1 +1.5 2 0 3 0 3 0 3

Epoxydharzpulver schwarz +1 1 +1 2 +1 2 0 4 0 4Epoxy resin powder black +1 1 +1 2 +1 2 0 4 0 4

Epoxydharzpulver Metall +1 1 +1 2 +0,5 3 0 3 0 4Epoxy resin powder metal +1 1 +1 2 +0.5 3 0 3 0 4

Epoxydharzpulver weiß +2,5 1 +1,5 2 +1,5 1 +0,5 2 +0,5 2Epoxy resin powder white +2.5 1 +1.5 2 +1.5 1 +0.5 2 +0.5 2

Polyester Thermoplast +0,5 4 +1,5 2 +1,5 2 0 5 0 5Polyester thermoplastic +0.5 4 +1.5 2 +1.5 2 0 5 0 5

Polyester vernetzbar 0 5 05-0,5 2- 5- 5Polyester cross-linkable 0 5 05-0.5 2- 5- 5

Polyester 03 04 04 03 +0,5 3Polyester 03 04 04 03 +0.5 3

Polyester +1,5 2 +1 2 +0,5 3 0 5 0 5Polyester +1.5 2 +1 2 +0.5 3 0 5 0 5

Polyamid +1 2 +0,5 2 +0,5 3 +1 2 +0,5 2Polyamide +1 2 +0.5 2 +0.5 3 +1 2 +0.5 2

PVC +0,5 3 +0,5 4 +0,5 4 0 5 0 5PVC +0.5 3 +0.5 4 +0.5 4 0 5 0 5

Polyurethan +0,5 3 +0,5 3 +1 2 0 5 0 5Polyurethane +0.5 3 +0.5 3 +1 2 0 5 0 5

(Fortsetzung)(Continuation)

PulverartenTypes of powder

Polyäthylen Polycarbonat Polypropylen Polyurethan Metall (Alu)Polyethylene Polycarbonate Polypropylene Polyurethane Metal (Alu)

μΑ S μΑ S μΑ S μΑ S μΑ SμΑ S μΑ S μΑ S μΑ S μΑ S

Epoxydharzpulver Standard +0,5 2 04 04 040 5Epoxy resin powder standard +0.5 2 04 04 040 5

Epoxydharzpulver graphit 03 03 03 030 5Epoxy resin powder graphite 03 03 03 030 5

EDOxvdharzDulver schwarz 03 04 05 030 5EDOxvd resin powder black 03 04 05 030 5

Fortsetzungcontinuation

Pulverarten Polyäthylen Polycarbonal Polypropylen Polyurethan Meial! (AIu)Powder types Polyethylene Polycarbonal Polypropylene Polyurethane Meial! (AIu)

|lA S μΑ S |iA S uA S μΑ S| lA S μΑ S | iA S uA S μΑ S

Epoxydhai vpi-lvcr Metall +0,5 2 04 05 050 5Epoxy shark vpi-lvcr metal +0.5 2 04 05 050 5

Epoxydharzpulver weiß +11 03 03 030 5White epoxy resin powder +11 03 03 030 5

!Olyester Thermoplast 05 05 05 050 5! Olyester thermoplastic 05 05 05 050 5

Polyester vernetzbarPolyester can be crosslinked

Polyesterpolyester

Polyesterpolyester

Polyamidpolyamide

PolyurethanPolyurethane

00 55 —- 00 55 00 55 —- 55 00 55 00 44th 00 33 00 44th + 0,5+ 0.5 22 00 55 00 44th + 1+ 1 55 11 55 00 55 00 55 + 1+ 1 22 00 2 +2 + 00 22 + 0,5+ 0.5 22 00 55 -0,5-0.5 22 00 55 00 55 00 55 00 55 00 55 Blattleaf 55 55 00 55 00 55 Hierzu 1For this 1 Zeichnungendrawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen mit Kunststoffpulver mit einem elektrostatischen Feld, wobei das Kunststoffpulver durch Reibung an einer dielektrischen Fläche aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibung und die dadurch bewirkte Aufladung an einer Fläche aus Polytetrafluoräthylen erfolgt und daß als Kunststoffpulver Epoxydharzpulver verwendet wird.1. Process for coating objects with plastic powder with an electrostatic Field, whereby the plastic powder is charged by friction on a dielectric surface, thereby characterized in that the friction and the resulting charging on a surface made of polytetrafluoroethylene and that epoxy resin powder is used as plastic powder will. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Strahlrohr (1) mit einem Mischteil (2) für die Mischung von Mengen geregelt zuführbarer Blasluft und Epoxydharzpulver, wobei (1) und (2) aus Polytetrafluoräthylen oestehen und durch eine mindestens den Anfangsteil des Strahlrohres (1) umgebende geerdete Metallhülse (3).2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by a jet pipe (1) with a mixing part (2) for the mixing of quantities of regulated blown air and epoxy resin powder, where (1) and (2) made of polytetrafluoroethylene oestehen and by at least one Grounded metal sleeve (3) surrounding the initial part of the jet pipe (1). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (1) ein Sprührohr (Is), einen davor angeordneten Expansionsteil (16) mit einer Eingangsdüsenöffnung (Ic) und der davor angeordnete Mischteil (2) eine Mischkammer (2;i) aufweist, in die das Epoxydharzpulver beliebig zur Längsachse des Strahlrohres (1) und die Druckluft parallel und koaxial zur Längsachse des Strahlrohren (1) mengenregelbar zugeführt wird.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the jet pipe (1) is a spray pipe (Is), an expansion part (16) arranged in front of it with an inlet nozzle opening (Ic) and the one in front of it arranged mixing part (2) has a mixing chamber (2; i) into which the epoxy resin powder can be used as desired Longitudinal axis of the jet pipe (1) and the compressed air parallel and coaxial to the longitudinal axis of the jet pipe (1) is supplied in a controllable manner.