DE2523099C3 - Process for electrical insulation of metallic conductors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren von Drähten mit wäßrigen Dispersionen von Beschichtungsmitteln. The invention relates to a method for coating wires with aqueous dispersions of coating agents.

Metallische Leiter werden üblicherweise durch Beschichten mit Kunstharzen lackiert, die in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln aufgebracht werden. Beim anschließenden Einbrennen der Lacke verdan-.pft das Lösungsmittel und führt zu Umweltbelastung. Metallic conductors are usually painted by coating with synthetic resins in the form of Solutions in organic solvents are applied. When the varnish is then stoved owes the solvent and leads to environmental pollution.

Aus diesem Grunde wurde versucht, die Drahtlackierung mit wäßrigen Dispersionen vorzunehmen. In der DT-OS 23 51 078 sind überzugsmittel für die Drahtlakkierung auf der Basis von wäßrigen Polyesterimid-Dispersionen beschrieben, deren Teilchendurchmesser bevorzugt zwischen 0,05 und 1,5 μηη liegt. In zwei getrennten Arbeitsschritten wird hier die Dispersion aufbereitet und auf Kupferdrähte aufgetragen. In der DT-AS 12 85081 sind Drahtlacke aus wäßrigen Polyester-Dispersionen beschrieben. Auch hier wird Dispergieren und Beschichten in zwei Arbeitsgängen vorgenommen; um einen gleichmäßigen Auftrag zu erhalten, soll die Dispersion fortlaufend filtriert werden.For this reason, attempts have been made to paint the wire with aqueous dispersions. In the DT-OS 23 51 078 are coating agents for wire painting based on aqueous polyesterimide dispersions described, whose particle diameter is preferably between 0.05 and 1.5 μm. In two The dispersion is prepared in separate work steps and applied to copper wires. In the DT-AS 12 85081 describes wire enamels made from aqueous polyester dispersions. Here too will Dispersing and coating carried out in two operations; to get an even job obtained, the dispersion should be continuously filtered.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Lackierverfahren zu entwickeln, bei dem in einem Arbeitsgang die Aufbereitung der Dispersion und die Beschichtung durchgeführt wird, und bei dem die Dispersion praktisch ohne Verluste im Kreislauf geführt werden kann. Die Drahtlacke sollen in üblichen Anlagen eingebrannt werden können; die fertigen Überzüge sollen in ihren Eigenschaften gegenüber solchen aus herkömmlichen Lösungslacken keine wesentlichen Nachteile aufweisen.The invention was based on the object of developing a simple painting process in which in the preparation of the dispersion and the coating is carried out in one operation, and in which the Dispersion can be recycled with practically no losses. The wire enamels should be used in conventional systems can be branded; the properties of the finished coatings should differ from such conventional solution paints have no significant disadvantages.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Elektroisolierung von metallischen Leitern durch Lackieren von Drähten mit 10- bis 60gewichtsprozentigen wäßrigen Dispersionen von polymeren organischen Beschichtungsmitteln, wobei ein oder mehrere Drähte durch Beschichtungszonen gezogen und mit einem Lacküberzug beschichtet werden, bei dem in einem Arbeitsgang folgende Stufen durchlaufen werden:
Eine Ausgangsdispersion des Beschichtungsmittels wird in eine Vorratszone A eingeführt;
aus der Vorratszone A wird kontinuierlich ein Teil der Dispersion abgezogen und einer Dispergierzone B zugeführt, wo sie homogenisiert und auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 μπι gebracht wird, dabei wird die Temperatur der Dispersion unter 6O⁰C gehalten;The invention relates to a process for the electrical insulation of metallic conductors by coating wires with 10 to 60 percent by weight aqueous dispersions of polymeric organic coating agents, one or more wires being drawn through coating zones and coated with a varnish coating, in which the following stages are carried out in one operation will:
A starting dispersion of the coating agent is introduced into a storage zone A ;
from the storage zone A part of the dispersion is continuously withdrawn and a dispersing zone B supplied to where it is homogenized and is brought μπι 10 to an average particle size less than, besides, the temperature of the dispersion is kept below 6O ⁰ C;

gegebenenfalls wird die Dispersion in einer Kühlzone C auf eine Temperatur unter 40° C abgekühlt;
anschließend wird die Dispersion kontinuierlich einer Fraktionierzone D zugeführt, in welcher eine Auftrennung nach der Teilchengröße stattfindet inif necessary, the dispersion is cooled in a cooling zone C to a temperature below 40 ° C .;
then the dispersion is continuously fed to a fractionation zone D, in which a separation according to the particle size takes place in

a) eine Feinfraktion mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 0,2 und 2 μηι, die praktisch keine Teilchen mit mehr als 6 μίτι enthält, unda) a fine fraction with an average particle size between 0.2 and 2 μm, which is practically none Contains particles with more than 6 μίτι, and

b) eine Grobfraktion, die größere Teilchen enthält und die in die Vorratszone A zurückgeführt wird;b) a coarse fraction which contains larger particles and which is returned to the storage zone A ;

die Feinfraktion wird schließlich mit einer Temperatur von weniger als 40° C kontinuierlich durch eine oder mehrere Beschichtungszonen E hindurch und dann in die Vorratszone A zurückgeführt; dabei werden gleichzeitig durch diese Beschichtungszone E ein oder mehrere Drähte mit einem Durchmesser von mehr als 0,05 mm gezogen und mit einem Lacküberzug beschichtet, der hinterher eingebrannt wird.the fine fraction is finally passed continuously at a temperature of less than 40 ° C. through one or more coating zones E and then returned to the storage zone A ; At the same time, one or more wires with a diameter of more than 0.05 mm are drawn through this coating zone E and coated with a lacquer coating, which is then baked.

In F i g. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dispergier- und Beschichtungskreislaufes schematisch dargestellt:In Fig. 1 is a preferred embodiment of the dispersing and coating circuit according to the invention shown schematically:

Die Ausgangsdispersion 11 wird in die Vorratszone A eingeführt. Von dort wird sie — zweckmiißigerweise über eine Pumpe 12 — abgezogen und der Dispergierzone B zugeführt. Die homogenisierte und zerkleinerte Dispersion wird in der Kühlzone Cgekühlt und dann der Fraktionierzone D zugeführt, wo sie in eine Grobfraktion 13 und eine Feinfraktion 14 aufgetrennt wird. Die Grobfraktion wird direkt in die Vorratszone A zurückgeführt; die Feinfraktion wird durch die Beschichtungszone E hindurch ebenfalls in die Vorratszone geleitet. Durch die Beschichtungszone E werden Drähte 15 gezogen und beschichtet.The starting dispersion 11 is introduced into the storage zone A. From there it is drawn off - expediently via a pump 12 - and fed to the dispersing zone B. The homogenized and comminuted dispersion is cooled in the cooling zone C and then fed to the fractionation zone D , where it is separated into a coarse fraction 13 and a fine fraction 14. The coarse fraction is returned directly to storage zone A ; the fine fraction is also passed through the coating zone E into the storage zone. Wires 15 are drawn through the coating zone E and coated.

Als Harze für die erfindungsgemäße Drahtlackierung kommen alle hierfür geeigneten polymeren organischen Beschichtungsmittel in Frage. Besonders gut geeignet sind:All organic polymeric resins suitable for this purpose can be used as resins for the wire enamel coating according to the invention Coating agent in question. Particularly suitable are:

Polyester aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen, die vorzugsweise durch Einbau von Trishydroxyäthylisocyanurat vernetzt sind; Polyamidimide, hergestellt durch Umsetzung von Trimellithsäureanhydrid oder dessen Derivaten mit aromatischen Diaminen oder Diisocyanaten oder von Diimiddicarbonsäuren mit Diisocyanaten, z. B. nachPolyesters from aromatic dicarboxylic acids and polyhydric alcohols, preferably by Incorporation of trishydroxyethyl isocyanurate are crosslinked; Polyamidimides made by reacting Trimellitic anhydride or its derivatives with aromatic diamines or diisocyanates or of Diimiddicarboxylic acids with diisocyanates, e.g. B. after

DT-AS 12 56418, 17 65 738 oder 17 20 909; Polyimide auf Basis von aromatischen Tetracarbonsäuredianhydriden bzw. deren Derivaten und aromatischen Diaminen; Polyurethane aus einem Gemisch eines hydroxylgruppenhaltigen Polyesters und eines verkappten Polyisocyaaats; Polyamide aus Dicarbonsäuren und Diaminen; Polyacrylate auf Basis von Copolymeris4ten aus Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure.DT-AS 12 56418, 17 65 738 or 17 20 909; Polyimides based on aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides or their derivatives and aromatic diamines; Polyurethanes made from a mixture of a hydroxyl group-containing Polyester and a capped polyisocyanate; Polyamides made from dicarboxylic acids and diamines; Polyacrylates based on copolymers from esters of acrylic acid or methacrylic acid.

Grundsätzlich sind alle in Dispersionsform überführbaren polymeren organischen Harze verwendbar, die bei erhöhter Temperatur aufschmelzen und bei Beschichten eines Drahtes einen zusammenhängenden Überzug ergeben. Bevorzugt sind temperaturbeständige Polymere, die nach dem Einbrennen auf dem Draht eine Grenztemperatur nach DIN 53 446 von über 100⁰C, vorzugsweise über 150⁰C haben.In principle, all polymeric organic resins which can be converted into dispersion form can be used, which melt at elevated temperature and produce a cohesive coating when a wire is coated. Temperature-resistant polymers which, after being stoved onto the wire, have a limit temperature according to DIN 53 446 of over 100 ^° C., preferably over 150 ^° C., are preferred.

Besonders bevorzugt sind Polyesterimide, die Polykondensationsprodukte aus aromatischen Polycarbonsäuren, mehrwertigen Alkoholen und mehrwertigen Aminen darstellen. Sie enthalten im allgemeinen 0,5 bis 7, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent imidstickstoff in Form von 5gliedrigen Imidringen, die mit aromatischen Kernen anelliert sind. Zu ihrer Herstellung können folgende Ausgangsstoffe eingesetzt werden:Polyesterimides, the polycondensation products, are particularly preferred from aromatic polycarboxylic acids, polyhydric alcohols and polyhydric amines. They generally contain 0.5 to 7, preferably 1 to 5 percent by weight of imide nitrogen in the form of 5-membered imide rings, those with aromatic Cores are fused. The following raw materials can be used for their production:

10 Äquivalente aromatischer Tri- oder Tetracarbonsäuren, deren Anhydride oder Ester, z. B. Trimellithsäure, Pyromellithsäure oder deren Anhydride, gegebenenfalls zusammen mit aromatischen Dicarbonsäuren oder deren Estern, z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure oder Naphthalindicarbonsäure, sowie deren niedrige Alkylester,10 equivalents of aromatic tri- or tetracarboxylic acids, their anhydrides or esters, e.g. B. trimellitic acid, Pyromellitic acid or its anhydrides, optionally together with aromatic dicarboxylic acids or their esters, e.g. B. terephthalic acid, isophthalic acid or naphthalenedicarboxylic acid, as well as their low Alkyl esters,

5 bis 20 Äquivalente niederer aliphatischer Diole, gegebenenfalls zusammen mit 3- oder 4wertigen Alkoholen, beispielsweise Äthylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, zusammen mit Glycerin, Trimetbylolpropan oder Trihydroxyäthylisocyanurat,
1 bis 5 Äquivalente di- oder triprimärer Amine, beispielsweise Athylendiamin, Hexamethylendiamin, Benzidin, Diaminodiphenylmethan, Diaminobenzophenon, Diaminodiphenyläther oder Diaminodiphenylsulfon, Phenylendiamin, Toluylendiamine, Xylylendiamine oder Melamin.5 to 20 equivalents of lower aliphatic diols, optionally together with 3- or tetrahydric alcohols, for example ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, together with glycerol, trimethylolpropane or trihydroxyethyl isocyanurate,
1 to 5 equivalents of di- or tri-primary amines, for example ethylenediamine, hexamethylenediamine, benzidine, diaminodiphenylmethane, diaminobenzophenone, diaminodiphenyl ether or diaminodiphenyl sulfone, phenylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine or melamine.

Die Ausgangsstoffe können — vorzugsweise in Gegenwart von Lösungsmitteln — entweder zusammen kondensiert werden, oder man kann Vorkondensate einsetzen, z. B. Dimididicarbonsäuren aus 2 Mol Trimellithsäureanhydrid und 1 Mol eines diprimären aromatischen Amins. Din Herstellung von Polyesterimiden ist z. B. beschrieben in den deutschen Auslegeschriften 14 45 263, 14 95 100, 14 95 152 und 16 45 435 sowie in der deutschen Offenlegungsschrif124 12 471.The starting materials can - preferably in the presence of solvents - either together be condensed, or you can use precondensates, for. B. Dimididicarboxylic acids from 2 moles of trimellitic anhydride and 1 mole of a diprimary aromatic amine. Din manufacture of polyesterimides is z. B. described in the German Auslegeschriften 14 45 263, 14 95 100, 14 95 152 and 16 45 435 as well as in of the German Offenlegungsschrift 124 12 471.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von 10- bis 60gewichtsprozentigen wäßrigen Dispersionen des Harzes. Die Dispersion kann außer den Harzen gegebenenfalls noch folgende Bestandteile enthalten:The process according to the invention is based on 10 to 60 percent strength by weight aqueous dispersions of the Resin. In addition to the resins, the dispersion can optionally also contain the following components:

Suspensionsstabilisatoren in Mengen von 1 bis 5 Gewichtsprozent, beispielsweise Polyvinylpyrrolidon, Copolymerisate von Vinylpropionat und Vinylpyrrolidon, Polyacrylsäure oder teilverseifte Copolymerisate aus Acryiestern und Acrylnitril,
oberflächenaktive Stoffe in Mengen von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, beispielsweise Polyvinylalkohole, Celluloseäther oder Gelatine,Suspension stabilizers in amounts of 1 to 5 percent by weight, for example polyvinylpyrrolidone, copolymers of vinyl propionate and vinylpyrrolidone, polyacrylic acid or partially saponified copolymers of acrylic esters and acrylonitrile,
surface-active substances in amounts of 0.1 to 2 percent by weight, for example polyvinyl alcohols, cellulose ethers or gelatin,

Verlaufsmittel in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsprozent, z. B. Butandiol, Diäthylenglykol, Glykolmonoäther, Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder N-Methylpyrrolidon,
Verdickungsmittel in Mengen von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, z. B. hochmolekulares Polyvinylpyrrolidon oder Vinylpyrrolidon-Copolymere, Antithixotropiermittel in Mengen von 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, z. B. Äthanolamin oder Triäthanolamin,
Neutralisationsmittel in Mengen von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent z. B. Hexamethylentetramin oder sonstige Amine,Leveling agents in amounts of 1 to 10 percent by weight, e.g. B. butanediol, diethylene glycol, glycol monoether, dimethylformamide, dimethylacetamide or N-methylpyrrolidone,
Thickeners in amounts of 0.1 to 2 percent by weight, e.g. B. high molecular weight polyvinylpyrrolidone or vinylpyrrolidone copolymers, antithixotropic agents in amounts of 0.05 to 3 percent by weight, e.g. B. ethanolamine or triethanolamine,
Neutralizing agents in amounts of 0.1 to 3 percent by weight z. B. hexamethylenetetramine or other amines,

Einbrenn- Katalysatoren in Mengen von 0,5 bis 5 Gewichtsproze it, z. B. Oxotitanate, Triäthanoltitanat,Stoving catalysts in amounts from 0.5 to 5 Weight percent it, z. B. Oxotitanate, triethanol titanate,

ίο Titanlactat oder Titanoxalat, die insbesondere bei Polyesterimid-Dispersionen wichtig sind,
zur Erzielung besonderer Effekte können auch Pigmente, Füllstoffe oder Farbstoffe zugesetzt werden.ίο titanium lactate or titanium oxalate, which are particularly important for polyesterimide dispersions,
Pigments, fillers or dyes can also be added to achieve special effects.

Die Ausgangsdispersion des organischen Harzes kann entweder direkt durch Polymerisation oder Polykondensation in wäßriger Dispersion hergestellt werden. Man kann aber auch von einer Lösung des Harzes in einem organischen Lösungsmittel ausgehen, dieses nach der DT-OS 24 60 472 gefriertrocknen und das erhaltene Pulver in Wasser dispergieren. Schließlich kann man das feste Harz in trockenem Zustand auf üblichen mechanischen Mühlen, wie Pralltellermühlen oder Stiftmühlen, zerkleinern und dann in Wasser dispergieren.The starting dispersion of the organic resin can either directly or by polymerization Polycondensation can be produced in an aqueous dispersion. But one can also rely on a solution of the Resin go out in an organic solvent, freeze-dry this according to DT-OS 24 60 472 and disperse the powder obtained in water. Finally, the solid resin can be applied in a dry state conventional mechanical mills, such as impact plate mills or pin mills, crush them and then put them in water disperse.

Gegebenenfalls kann die Dispersion durch Zerkleinern der Teilchen in üblichen Kugelmühlen auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 μΐη, vorzugsweise weniger als 5 μιη, vorvermahlen werden. Eine solche Naßvermahlung ist in der DT-OS 23 51 077 beschrieben.Optionally, the dispersion can by comminuting the particles in conventional ball mills to a mean particle size of less than 10 μm, preferably less than 5 μm, be premilled. One Such wet grinding is described in DT-OS 23 51 077.

Bevorzugt geht man jedoch von einer Grobdispersion aus, die eine mittlere Teilchengröße zwischen 10 und 50 μιη hat. Unter mittlerer Teilchengröße ist im Rahmen dieser Erfindung stets der c/50-Wert des Zahlenmittels zu verstehen; die Messung der Teilchengröße erfolgte mit einer Sedimentationswaage.However, preference is given to starting from a coarse dispersion which has an average particle size between 10 and 50 μιη has. Below mean particle size is in the range this invention always the c / 50 value of the number average to understand; the particle size was measured using a sedimentation balance.

Es ist zweckmäßig, während des kontinuierlich verlaufenden Dispergier- und Beschichtungsverfahrens, bei dem die Dispersion im Kreislauf geführt und nur in geringen Anteilen verbraucht wird, die Ausgangsdispersion der Vorratszone intermittierend durch einmalige Zusätze in großen Zeitabständen zuzuführen. Die in der Vorratszone A befindliche Dispersion soll möglichst in Bewegung sein, so daß keine stagnierenden Zonen auftreten, in denen eine allzu starke Agglomeration der Harzteilchen stattfindet. Dies wird zweckmäßigerweise durch Einbau eines Rührers in den Vorratsbehälter erreicht.It is expedient, during the continuous dispersing and coating process, in which the dispersion is circulated and only consumed in small proportions, to supply the starting dispersion to the storage zone intermittently by means of one-off additions at long time intervals. The dispersion in the supply zone A should be in motion as much as possible, so that no stagnant zones occur in which the resin particles agglomerate too much. This is expediently achieved by installing a stirrer in the storage container.

Aus der Vorratszone A wird kontinuierlich ein Teil der Dispersion, zweckmäßigerweise über eine Pumpe, abgezogen und einer Dispergierzone B zugeführt. Als Pumpen können dabei solche verwendet werden, die für thixotrope Flüssigkeiten geeignet sind, insbesonders Zahnradpumpen, aber auch Kreiselpumpen, Monopumpen oder Schlauchpumpen.Part of the dispersion is continuously withdrawn from supply zone A , expediently via a pump, and fed to a dispersing zone B. The pumps used can be those which are suitable for thixotropic liquids, in particular gear pumps, but also centrifugal pumps, monopumps or hose pumps.

Die Dispersion wird der Dispergierzone B zugeführt. Dort wird sie homogenisiert und auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als ΙΟμπι, vorzugsweise weniger als 5 μίτι und insbesondere weniger als 3 μιη, gebracht. Wenn die Ausgangsdispersion, die in die Vorratszone A eingeführt worden war, eine Grobdispersion ist, so muß die Dispergierzone als Mühle ausgebildet sein. Dabei ist wesentlich, daß die Vermahlung abriebarm erfolgt, d. h., es soll vermiedenThe dispersion is fed to the dispersing zone B. There it is homogenized and brought to an average particle size of less than ΙΟμπι, preferably less than 5 μm and in particular less than 3 μm. If the starting dispersion which was introduced into the supply zone A is a coarse dispersion, the dispersion zone must be designed as a mill. It is essential that the grinding takes place with little abrasion, ie it should be avoided

(15 werden, daß während des Mahlvorganges Teilchen von den Mahlkörpern, z. B. Glassplitter oder Metallpulver, abgerieben werden. Eine besonders günstige Mahlvorrichtung besteht aus mehreren, gegeneinander sich(15 will be that during the grinding process particles of the grinding media, e.g. B. glass splinters or metal powder are rubbed off. A particularly inexpensive grinding device consists of several, against each other

drehenden Platten, die mit Rillen versehen sind, in denen sich Kugeln bewegen. Eine Mahleinheit einer derartigen Dispergiervorrichtung ist in F i g. 2 dargestellt:rotating plates provided with grooves in which balls move. A grinding unit of this type The dispersing device is shown in FIG. 2 shown:

Mit einer Achse 21, die gekühlt werden kann, sind Platten 22 über Keile so verbunden, daß sie sich mit der s Achse drehen, jedoch in Achsrichtung noch verschiebbar sind. Mit dem Gehäuse 23, das ebenfalls gekühlt werden kann, sind Platten 24 über einen Gummiring 25 verbunden. Diese Platten sind nicht drehbar, sie sind jedoch in Achsrichtung ebenfalls etwas verschiebbar, ι ο Die Platten sind konzentrisch mit Rillen versehen, in denen mehrere Kugeln 26 laufen. Die maximale Tiefe dieser Rillen ist vorzugsweise größer als ein Drittel des Durchmessers der Kugeln. Die Dispersion läuft in Pfeürichtung zwischen den Platten, ihre Teilchen ij werden durch die Kugeln zerkleinert. Der Werkstoff der Platten soll einen geringeren Elastizitätsmodul aufweisen als der Werkstoff der Kugeln. Wenn die Platten aus Polyamid und die Kugeln aus Stahl oder noch besser aus Glas gefertigt sind, ist die Mahlung besonders abriebarm. Statt dieser bevorzugten Mahl- und Dispergiervorrichtung können auch andere geeignete Vorrichtungen eingesetzt werden.With an axis 21, which can be cooled, plates 22 are connected by wedges so that they are connected to the s Rotate the axis, but can still be moved in the direction of the axis. With the housing 23, which is also cooled plates 24 are connected by a rubber ring 25. These plates are not rotatable, they are however, also slightly displaceable in the axial direction, ι ο The plates are provided with concentric grooves, in where several balls 26 run. The maximum depth of these grooves is preferably greater than one third of the Diameter of the balls. The dispersion runs in the direction of the whistle between the plates, its particles ij are crushed by the balls. The material of the plates should have a lower modulus of elasticity than the material of the balls. If the plates are made of polyamide and the balls are made of steel or even better Glass are made, the grinding is particularly abrasion-resistant. Instead of this preferred milling and dispersing device other suitable devices can also be used.

Wurde in die Vorratszone A eine bereits vorgemahlene Ausgangsdispersion eingeführt, dann ist keine so kräftige Mahlung erforderlich. In manchen Fällen kann die Dispergierung auch durch Überdimensionierung der Pumpe erreicht werden, die die Dispersion aus der Vorratszone abzieht, beispielsweise durch Einsatz einer kräftigen Zahnradpumpe. Eine gewisse Mahlung muß γ> jedoch in der Dispergierzone immer durchgeführt werden, da sich die Bildung von Agglomeraten in der Vorratszone A, in der Fraktionierzone D und in der Beschichtungszone E nie ganz vermeiden läßt. Diese agglomerierten Teilchen werden in der Dispergierzone B auf die notwendig geringe Teilchengröße zerkleinert. Wird der Beschichtungskreislauf ohne Dispergierzone betrieben, so genügen bereits nach 8 Stunden Laufzeit die lackierten Drähte nicht mehr den Anforderungen, d. h., sie zeigen z. B. eine unregelmäßige Oberfläche und eine zu niedrige Durchschlagfestigkeit nach DIN 53 481. Die Dispergierzone wird zweckmäßigerweise gekühlt, so daß die Temperatur der Dispersion in dieser Zone unter 60° C, vorzugsweise unter 40° C gehalten wird. Wenn die Dispersion zu sehr erwärmt wird, neigt sie zu verstärkter Agglomeration; im Extremfall entstehen klebrige Brocken, die die Beschichtungsvorrichtungen verstopfen.If an already pre-ground starting dispersion has been introduced into storage zone A , then no such vigorous grinding is required. In some cases, the dispersion can also be achieved by oversizing the pump that draws the dispersion from the storage zone, for example by using a powerful gear pump. A certain grinding must, however, always carried out in the dispersing γ>, since the formation of agglomerates in the storage zone A, in the fractionation D and E in the coating zone can never be entirely avoided. These agglomerated particles are comminuted in the dispersing zone B to the necessary small particle size. If the coating circuit is operated without a dispersing zone, the coated wires no longer meet the requirements after just 8 hours of running time, ie they show e.g. B. an irregular surface and too low a dielectric strength according to DIN 53 481. The dispersing zone is advantageously cooled so that the temperature of the dispersion in this zone is kept below 60.degree. C., preferably below 40.degree. If the dispersion is heated too much, it tends to agglomerate more strongly; in extreme cases, sticky chunks are formed which clog the coating devices.

Da in der Beschichtungszone — wie später noch näher ausgeführt wird — die Temperatur noch niedriger liegen soll, ist es in den meisten Fällen, vor allem bei kräftigem Mahlen, erforderlich, die Dispersion noch weiter zu kühlen. Dies wird zweckmäßigerweise in einer Kühlzone C vorgenommen, wo die Dispersion auf eine Temperatur unter 40⁰C, vorzugsweise unter 30⁰C abgekühlt wird.Since in the coating zone - as will be explained in more detail below - the temperature should be even lower, in most cases, especially with vigorous grinding, it is necessary to cool the dispersion even further. This is expediently carried out in a cooling zone C, where the dispersion to a temperature below 40 ⁰ C, is preferably cooled below 30 ⁰ C.

Anschließend wird die Dispersion einer Fraktionierzone D zugeführt, in welcher eine Auftrennung nach der Teilchengröße stattfindet Man erhält The dispersion is then fed to a fractionation zone D , in which separation takes place according to the particle size

a) eine Feinfraktion mit einer mittleren Teilchengrö-Be zwischen 0,2 und 2 um, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 μίτι, die praktisch keine Teilchen mit mehr als 6 um, vorzugsweise mehr als 4 um, enthält; d. h, die Feinfraktion soll weniger als 1%, vorzugsweise weniger als 0,1%, solcher grober Teilchen enthalten. a) a fine fraction with an average particle size between 0.2 and 2 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm, which contains practically no particles with more than 6 μm, preferably more than 4 μm; d. That is, the fine fraction should contain less than 1%, preferably less than 0.1%, of such coarse particles.

b) Daneben erhält man eine Grobfraktion, die größere Teilchen enthält deren mittlere Teilchengröße also über der der Feinfraktion liegt. Diese Grobfraktion wird direkt in die Vorratszone A zurückgeführt, während die Feinfraktion erst noch die Beschichtungszonen durchläuft.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Fraktionierzone ist in F i g. 3 dargestellt: b) In addition, a coarse fraction is obtained which contains larger particles whose mean particle size is greater than that of the fine fraction. This coarse fraction is returned directly to storage zone A , while the fine fraction first passes through the coating zones.
A particularly expedient embodiment of the fractionation zone is shown in FIG. 3 shown:

Durch eine öffnung 32 tritt die Dispersion tangential in einen Innenzylinder 31 ein und bildet dort einen Wirbel, durch den die groben Teilchen (Grobfraktion 33) an der Außenwand des Zylinders 31 angereichert werden und über eine Überlaufkante in den Ringraum 35 und von dort durch eine öffnung 36 abfließen. Die Feinfraktion 34 reichert sich im Zentrum an und fließt über ein Verteilerrohr 37, das geschlitzt ist und mit Filtergewebe 38 überzogen wird, durch öffnungen 39 hindurch in die Beschichtungszonen. Läßt man durch eine derartige Fraktioniervorrithtung eine Dispersion mit einer mittleren Teilchengröße von 1 μιπ und einer maximalen Teilchengröße von 8 μιη mit einer Eintrittsgeschwindigkeit von 200 m/Min, laufen, so erhält man zwei Fraktionen mit folgendem Teilchengrößenspektrum, wenn mit einem Gewebe mit 40 μπι Maschenweite gearbeitet wird:The dispersion passes tangentially through an opening 32 into an inner cylinder 31 and there forms a vortex through which the coarse particles (coarse fraction 33) are enriched on the outer wall of the cylinder 31 and via an overflow edge into the annular space 35 and flow from there through an opening 36. The fine fraction 34 accumulates in the center and flows Via a distributor pipe 37, which is slotted and covered with filter fabric 38, through openings 39 through into the coating zones. Leaving a dispersion through such a fractionation apparatus with a mean particle size of 1 μιπ and one maximum particle size of 8 μm with an entry speed of 200 m / min, then one obtains two fractions with the following particle size spectrum, if with a fabric with 40 μm mesh size is being worked:

a) Grobdispersion mit mittlerer Größe von 1,3 μπι und maximaler Größe von 8 μπι,a) Coarse dispersion with an average size of 1.3 μm and maximum size of 8 μπι,

b) Feindispersion mit mittlerer Größe von 0,9 μπι und maximaler Größe von 4 μπι.b) fine dispersion with an average size of 0.9 μm and maximum size of 4 μπι.

Die Feinfraktion fließt schließlich einer oder mehreren Beschichtungszonen E zu. Da die Beschichtungszonen im allgemeinen offene Systeme darstellen, soll die Temperatur der Dispersion zweckmäßigerweise unterhalb der Raumtemperatur liegen, damit möglichst keine Wasserverluste durch Verdunsten auftreten. Aus diesem Grund kann es notwendig sein, die Dispersion vorher in einer gesonderten Kühlzone C auf eine Temperatur unterhalb von 4O⁰C, vorzugsweise unter 30° C abzukühlen. Die Feindispersion durchfließt die Beschichtungszone und wird anschließend wieder in die Vorratszone A zurückgeführt. Im Prinzip ist die Erfindung mit einer einzigen Beschichtungszone durchführbar; in der Praxis werden mehrere vorteilhafterweise etwa 3 bis 30 Beschichtungsvorrichtungen parallel geschaltet.The fine fraction finally flows to one or more coating zones E. Since the coating zones are generally open systems, the temperature of the dispersion should expediently be below room temperature so that as far as possible no water loss occurs through evaporation. For this reason, it may be necessary, the dispersion in advance in a separate cooling zone C to a temperature below 4O ⁰ C, preferably to cool below 30 ° C. The fine dispersion flows through the coating zone and is then returned to storage zone A. In principle, the invention can be carried out with a single coating zone; In practice, several advantageously approximately 3 to 30 coating devices are connected in parallel.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch eine zweckmäßige Ausgestaltung einer Beschichtungsvorrichtung:F i g. 4 shows a section through an expedient configuration of a coating device:

Die Dispersion tritt tangential zur Auftragwalze 41 durch eine öffnung 42 in das Beschichtungsgefäß ein und verläßt es wieder durch eine Austrittsöffnung 43, die mit einem nicht gezeichneten Niveauhalter verbunden ist. Auf der Auftragsrolle liegt der Draht 44 auf, durch den sie angetrieben wird. Der Draht wird durch zwei Abstreiffilze 45 und 46 gezogen. Die Auftragsrolle ist zweckmäßigerweise aus Kunststoff gefertigt, dessen spezifisches Gewicht gleich oder kleiner ist als das der Dispersion; dadurch schwimmt die Rolle auf der Dispersion. Durch den Niveauhalter kann so der Anpreßdruck der Rolle auf dem Draht eingestellt werden und damit auch die von dem Draht mitgenommene Lackmenge reguliert werden. Zweckmäßigerweise wird die Rolle mit 1 oder 2 gegenläufigen Feingewinden auf der Oberfläche ausgeführt, so daß der Draht beim Einlaufen in den Abstreiffilz eine Horizontal- und Vertikalbewegung ausführt und dadurch der Filz sich selbst reinigt In der Praxis werden pro Beschichtungseinheit mehrere, vorzugsweise 4 bis 20 Drähte auf einer Auftragsrolle geführt Die Drähte haben im allgemeinen einen Durchmesser von mehr als 0,05 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 mm. Man kann nicht nur runde, sondern auch Flachdrähte The dispersion enters the coating vessel tangentially to the applicator roller 41 through an opening 42 and leaves it again through an outlet opening 43 which is connected to a level holder (not shown). The wire 44 through which it is driven rests on the application roll. The wire is pulled through two stripping felts 45 and 46. The application roller is expediently made of plastic, the specific weight of which is equal to or less than that of the dispersion; this causes the roller to float on the dispersion. By the level controller so the contact pressure can be adjusted to the role the wire and hence the entrained from the wire quantity of paint to be regulated. The roller is expediently designed with 1 or 2 counter-rotating fine threads on the surface, so that the wire executes a horizontal and vertical movement when it enters the stripping felt and thereby the felt cleans itself.In practice, several, preferably 4 to 20 wires are used per coating unit guided on an application roller. The wires generally have a diameter of more than 0.05 mm, preferably between 0.1 and 2 mm. You can use not only round but also flat wires

lackieren. Nach der Lackierung durchlaufen die Drähte einen Ofen, in dem der Überzug - im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 200 und 600° C — eingebrannt wird. Dabei tritt im allgemeinen Vernetzung des polymeren organischen Beschichtungsmittels ein, und Wasser verdampft. Zweckmäßigerweise werden die Drähte mehrere Male durch die Beschichtungsvorrichtung und den Ofen gezogen; die Zahl der Durchgänge kann bis zu 20 betragen. Pro Einzeldurchgang werden im allgemeinen 1 bis 10 μηι Überzug aufgetragen.paint. After painting, the wires go through an oven in which the coating - generally at Temperatures between 200 and 600 ° C - is burned in. This generally occurs networking of the polymeric organic coating agent, and water evaporates. Appropriately, the Drawing wires through the coater and furnace multiple times; the number of passes can be up to 20. In general, 1 to 10 μm coating is applied per single pass.

Um die Agglomeration möglichst gering zu halten, soll in dem erfindungsgemäßen Kreislauf die Dispersionsführung elektrisch nichtleitend ausgeführt werden; d. h, die Leitungen, in denen die Dispersion geführt wird, und die Beschichtungsvorrichtungen sollen zweckmäßigerweise aus Kunststoff gefertigt werden.In order to keep the agglomeration as low as possible, the dispersion control should be carried out in the circuit according to the invention are electrically non-conductive; d. h, the lines in which the dispersion is routed, and the coating devices should expediently are made of plastic.

Durch die Lackierung wird eine geringe Menge Dispersion verbraucht. Das Verhältnis des Volumens ViA small amount of dispersion is consumed by painting. The ratio of the volume Vi

der in einer Beschichtungszone entnommenen Dispersion zum Volumen Vi der in diese Beschichtungszone eingeführten Feindispersion, jeweils pro Zeiteinheit, soll vorzugsweise kleiner als 1 :30, insbesondere kleiner als 1 :50, sein. Bei η nebeneinander geschalteten Beschichtungseinheiten soll das Verhältnis η ■ Vi zu dein Volumen Vj der pro Zeiteinheit aus der Vorratszone A abgezogenen Dispersion vorzugsweise kleiner als 1:10, insbesondere kleiner als 1 :20, gewählt werden.of the dispersion removed in a coating zone to the volume Vi of the fine dispersion introduced into this coating zone, in each case per unit of time, should preferably be less than 1:30, in particular less than 1:50. In addition η cascaded coating units, the ratio η ■ Vi to your volume Vj per unit time from the storage zone A stripped dispersion is preferably less than 1:10, in particular less than 1: 20 are selected.

Insgesamt soll also vorzugsweise weniger als - derOverall, therefore, should preferably be less than - the

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umgepumpten Dispersion V3 zur Beschichtung verbraucht werden.pumped dispersion V3 consumed for coating will.

Versuche haben ergeben, daß das erfindungsgemäße kontinuierliche Dispergier- und Beschichtungsverfahren über Monate hinweg ohne Störung betrieben werden kann und daß die beschichteten Drähte von gleichbleibender einwandfreier Qualität sind.Experiments have shown that the continuous dispersing and coating process according to the invention can be operated for months without interference and that the coated wires of consistently flawless quality.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Elektroisolierung von metallischen Leitern durch Lackieren von Drähten mit 10- bis eOgewichtsprozentigen wäßrigen Dispersionen von polymeren organischen Beschichtungsmitteln, wobei ein oder mehrere Drähte durch Beschichtungszonen gezogen und mit einem Lacküberzug beschichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsgang folgende Stufen durchlaufen werden:Process for electrical insulation of metallic Ladders by painting wires with 10 to 50 percent by weight aqueous dispersions of polymeric organic coating agents, with one or more wires running through coating zones drawn and coated with a lacquer coating, characterized in that in the following stages are carried out in one operation: eine Ausgangsdispersion des Beschichtungsmittels wird in eine Vorratszone A eingeführt;
aus dieser Vorratszone A wird kontinuierlich ein Teil der Dispersion abgezogen und einer Dispergierzone B zugeführt, wo sie homogenisiert und auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 μπι gebracht wird, dabei wird die Temperatur der Dispersion unter 60° C gehalten; gegebenenfalls wird die Dispersion in einer Kühlzone Cauf eine Temperatur unter 40° C abgekühlt;
anschließend wird die Dispersion kontinuierlich einer Fraktionierzone D zugeführt, in welcher eine Auftrennung nach der Teilchengröße stattfindet inan initial dispersion of the coating agent is introduced into a storage zone A ;
Part of the dispersion is continuously withdrawn from this storage zone A and fed to a dispersing zone B , where it is homogenized and brought to an average particle size of less than 10 μm, while the temperature of the dispersion is kept below 60 ° C .; if necessary, the dispersion is cooled in a cooling zone C to a temperature below 40 ° C .;
then the dispersion is continuously fed to a fractionation zone D , in which a separation according to the particle size takes place in a) eine Feinfraktion mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 0,2 und 2 μίτι, die praktisch keine Teilchen mit mehr als 6 μΐη enthält,a) a fine fraction with an average particle size between 0.2 and 2 μίτι, which is practically contains no particles with more than 6 μΐη, b) eine Grobfraktion, die größere Teilchen enthält und die in die Vorratszone A zurückgeführt wird;b) a coarse fraction which contains larger particles and which is returned to the storage zone A ; die Feinfraktion wird schließlich mit einer Temperatur von weniger als 40⁰C kontinuierlich durch eine oder mehrere Beschichtungszonen E hindurch und dann in die Vorratszone zurückgeführt, dabei werden gleichzeitig durch diese Beschichtungszonen Fein oder mehrere Drähte mit einem Durchmesser von mehr als 0,05 mm gezogen und mit einem Lacküberzug beschichtet, der hinterher eingebrannt wird.the fine fraction is finally passed then returned with a temperature of less than 40 ⁰ C continuously through one or more coating zones E and in the stock zone there are pulled simultaneously by this coating zones fine or more wires having a diameter of more than 0.05 mm and coated with a lacquer coating that is burned in afterwards.