DE2540993A1

DE2540993A1 - Verfahren und vorrichtung zum pulverbeschichten von ausgewaehlten bereichen eines artikels

Info

Publication number: DE2540993A1
Application number: DE19752540993
Authority: DE
Inventors: Harry Nelson Blakeslee
Original assignee: American Can Co
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1975-09-23
Filing date: 1975-09-13
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2540993C2; BE833399A; AU495645B2; CH604924A5; GB1497558A; AU8424575A; FR2325438A1

Description

American Can Company, ' / Greenwich (Conn.,USA)

Verfahren und Vorrichtung zum Pulverbeschichten von ausgewählten Bereichen eines Artikels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pulverbeschichter von ausgewählten Bereichen eines Artikels. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung- zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren zum Herstellen von Schutzbeschichtungen auf Artikeln bekannt. Die bestehenden Verfahren haben jedoch verschiedene Nachteile. So ist es zum Beispiel in manchen Fällen beim Aufsprühen von Lackbeschichtungen schwierig, eine gleichmässige Beschichtung zu erreichen, besonders wenn der Artikel eine unstete Kontur hat. Besonders ist aber die Steuerung der Ausbreitung des Lösungsmittels bei solchen Verfahren ein ständig grosser werdendes Problem.

Nach einer anderen üblichen Methode wird vom Pulverbeschichten Gebrauch gemacht. Bei diesem Verfahren kann zum Beispiel Pulver auf vorgewärmte Artikel gesprüht werden, wobei die Temperatur des zu beschichtenden Artikels auf die Fusionstemperatur des Pulvers gebracht worden ist, so dass das Pulver infolge dieser Temperatur am Artikel anhaftet. Alternativ hierzu können die Pulverpartikel auch durch ein elektrostatisches Feld gesprüht werden, wodurch das Pulver durch eine elektrostatische Ladung am zu beschichtenden Artikel anhaftet. Bei diesen bekannten Verfahren werden die zu beschichtenden Artikel in und ausserhalb einer Sprühkammer bewegt und diese bekannten Verfahren bringen das gros-

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se Problem des Farbdunstes, Pulvernebels mit sich, wobei oft grosse Abfallmengen an Pulver auftreten. Es ist zusätzlich oft noch schwierig, die erwünschte Filrpdicke auf den beschichteten Stellen bei diesen bekannten SprühVerfahren zu erreichen. Bei vielen solcher Techniken ist es zum Erreichen einer ausreichenden Beschichtungsdicke erforderlich, dass grosse Mengen an Pulver in der Nähe des zu beschichtenden Artikels während einer erheblichen Zeitspanne parat gehalten werden müssen. Dieses Erfordernis verhindert oft, dass mit solchen für eine wirtschaftliehe Fertigung ausreichenden Geschwindigkeiten gearbeitet werden kann. Ueberdies ist es oft schwierig, ganz präzis nur bestimmte Bereiche eines Artikels zu beschichten. Aus diesem Grund sind die meisten bekannten Techniken zinn Beschichten durch Versprühen von Pulver auf ein gleichmässiges Beschichten von nicht abgedeckten Gegenständen beschränkt. Wenn ein Abdecken stattfinden soll, so wird dies üblicherweise durch ein Aufbringen eines Streifens oder einer Schablone oder einer anderen Maske bewerkstelligt, die direkt auf denjenigen Stellen des Artikels befestigt werden, die nicht beschichtet werden sollen. Im·allgemeinen sind solche am Gegenstand anhaftende Masken in einem solchen Masse leitend, dass beim Sprühvorgang einiges vom Pulver an der Maske anhaftet. Wird die Maske entfernt, bevor die Beschichtung erhärtet ist, so wird die Grenzkante der Beschichtung gestört und es wird eine nur unsaubere Arbeit erreicht.. Wird die Maske jedoch am Gegenstand belassen, bis die Beschichtung erhärtet ist, macht es die an der Maske anhaftende Beschichtung schwierig, die Maske ohne störenden Einfluss auf die Beschichtung vom Gegenstand zu entfernen. Obwohl das Pulverbeschichten verschiedene Vorteile gegenüber anderen Beschichtungsverfahren hat, werden die Probleme beim Versprühen von Pulver zum Beschichten doch zunehmend grosser, wenn man die Forderung stellt, dass eine ausreichende Dicke und Gleichmässigkeit der Beschichtung erreicht werden soll, wenn die Arbeit mit wirtschaftlichen Geschwindigkeiten vonstatten gehen soll, wenn der Pulvernebel beim Sprühen und der Abfall an Pulver möglichst gering gehalten werden soll und wenn man eine ausreichende Abdeckung an bestimmten Stellen eines zu beschichtenden Gegenstandes wünscht

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Es wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht, um vielen der vorerwähnten Problemen abzuhelfen. So ist zum Beispiel durch die US-Patentschrift 3,714,92 6 eilte Vorrichtung bekannt geworden, mittels der ein elektrostatisches Oberflächenbeschichten mit Pulverartikel durch Versprühen des Pulvers in einem Luftstrom stattfindet, wobei überschüssiges Pulver durch Ansaugen von der Sprühkammer weggeführt, behandelt und zur Wiederverwendung einer Zuführungsleitung zugeführt wird. Das Problem des Anfaliens von erheblichen Pulverabfällen sowie eines bedeutenden Pulvernebels beim Sprühen scheinen zur damaligen Zeit noch keine ernsten Probleme zu sein, denn hierzu wurde in der bekannten Patentschrift nichts gesagt. In dieser Patentschrift werden auch keine Vorschläge zur Lösung derjenigen Probleme gemacht, die sich aus der Beschichtung von nur einzelnen, ausgewählten Bereichen eines Artikels ergeben. Es wurden weiterhin auch keine Vorschläge gemacht, die zur Lösung der Probleme dienen, die beim Eintreten und Austreten der zu beschichtenden Artikel in bzw. aus verschiedenen Kammern eintreten.

Es wird die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung bezweckt, mit dem bzw. mit der alle vorerwähnten Nachteile der bisherigen Beschichtungstechniken vermieden werden können. Die Erfindung soll ein schnelles und frei bestimmbares Beschichten von Artikeln erlauben, weiterhin Beschichtungsfilme von gewünschter Dicke ermöglichen, wobei die Beschichtung nur auf den gewünschten Flächen erzielbar sein soll, und weiterhin sollen auch die Probleme mit dem Pulverabfall und dem Pulvernebel gelöst werden können, wobei das überschüssige Pulver zur Wiederverwendunj rückgewonnen werden soll.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver mit Luft vermischt und in einem Luftstrom zu einer Sprüheinrichtung gefördert wird, dass dann das mit Luft vermischte und elektrisch aufgeladene Pulver auf einen ausserhalb der Oeffnung der Sprüheinrichtung befindlichen Artikel aufgesprüht wird, wobei nur vorbestimmte Bereiche des Artikels beschichtet werden, wogegen andere Bereiche des Artikels durch einen über der Sprüheinrichtungsöffnung verlaufenden Luftstrom abgedeckt werden,

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der Teile des Artikels vor dem Beschichten schützt und das überschüssige Pulver wegführt.

Das Pulver kann auf zweierlei* Weise elektrisch aufgeladen werden.· Das elektrische Aufladen kann durch Reibung entstehen, wenn das mit Luft vermischte Pulver¹ in einem Luftstrom zur Sprüheinrichtung gefördert-wird. Es ist aber auch möglich, das Pulver durch eine spezielle elektrische Ladeeinrichtung aufzuladen, bevor es zu einer Sprühkammer der Sprüheinrichtung gelangt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine mit einer Sprühkammer versehene Sprüheinrichtung, die Einspritz- und Förderorgane zum Einspritzen von Luft und Fördern der Pulverpartikel in einem Luftstrom zur Sprühkammer aufweist, welche Sprüheinrichtung weiterhin ein Sprühorgan zum Sprühen der elektrisch aufgeladenen Pulverpartikel auf einen ausserhalb einer Oeffnung der Sprühkammer befindlichen, zu beschichtenden Artikel, aufweist, und weiterhin gekennzeichnet durch eine Abdeckkammer, die einen Luftstrom enthält, der zwischen der Oeffnung der Sprühkammer und dem zu beschichtenden Artikel liegt, zum Schützen vorbestimmter Partien des Artikels vom Kontakt mit den Pulverpartikeln.

Es ist vorteilhaft, wenn das beim Sprühen überschüssige Pulver rückgewonnen und zur Wiederverwendung mit neuem Pulver vermischt wird. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Sprüheinrichtung ein Ladeorgan zum elektrischen Aufladen der Pulverpartikel aufweist. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Sprüheinrichtung ein Leitorgan zum Richten des Pulverflusses auf den zu beschichten Artikel aufweist.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Unterdruckkammer sowohl über eine einen geringeren Luftdruck aufnehmende erste Leitung mit der Sprühkammer als auch über eine einen grösseren Luft|aufnehmende zweite Leitung mit der Abdeckkammer verbunden ist, zum Wegführen von Luft und überschüssigem Pulver, wenn weiterhin eine Pulver-Zuführkammer mit der Sprüheinrichtung und der Unterdruckkammer verbunden ist, und wenn weiterhin die Pulver-Zuführkammer ein Beschickungsorgan zum Zuführen des Pulvers zur Sprüheinrich-

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tung aufweist, und wenn ein Gebläse zum Erzielen eines Luftstrome vorhanden ist, zum Luftabsaugen von der Sprühkammer, der Abdeekkammer, der Unterdruckkammer und der Pulver-Zuführkammer.

Es ist weiterhin .vorteilhaft', wenn die Pulver-Zuführkammer ein Zubringerorgan zum Zuführen von neuem Pulver aufweist. In vorteilhafter Weise kann die Pulver-Zuführkammer mit einem Aufbereitungsmittel versehen werden, zum Aufbereiten des weggeführten, überschüssigen Pulvers zur Wiederverwendung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemässen Vorrichtung in schematischer Darstellung gezeigt.

Ein Behälter 1 wird von einer nicht dargestellten Halteeinrichtung, ähnlich wie ein. Revolverkopf bei einer Werkzeugmaschine getragen. Der Revolverkopf hat eine Halterung 2 für den Behälter 1. Der Revolverkopf steht über einen nahe beim Behälter 1 liegenden Fühler 4 mit einer Zeitsteuereinrichtung 4 3 in Verbindung. Der Behälter 1 liegt mit seinem Böden einer Sprüheinrichtung zugewandt . Die Sprüheinrichtung 8 enthält eine Sprühkammer 12 und Luftleitungen IM-, 16 und 18. Eine eine Luftleitung 22 aufweisende Abdeckkammer 20 erstreckt sich ringförmig über die Sprühkammer bei deren Oeffnung. Die Luftleitungen 18 und 2 2 sind mit einer Unterdruck-Sammelleitung 24 verbunden, die wiederum über eine Ueberströmleitung 26 mit einer Pulver-Zuführkammer 28 verbunden ist. Ein frisches Pulver enthaltender Behälter 30 steht über eine Leitung 32 mit der Pulver-Zuführkammer 28 in Verbindung. Letztere enthält Filter 34, bevorzugterweise an ihrem oberen Ende und am unteren Ende einen Drehschieber 36 (Ventil) und ein Aufbereitungs organ 38 und steht über eine Pulver-Zuführleitung 40 mit der Sprüheinrichtung 8 in Verbindung. Ein Gebläse 42 ist den Filtern 34 vorgeschaltet und befindet sich am oberen Ende der Pulver-Zuführkammer .

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Pulver infolge seines Eigengewichtes über die Leitung 40 der Sprüheinrichtung 8 zugeführt wird. Es sind noch Druckregulierventile 15 und 17 sowie mittels eines Solenoids betätigte Ventile 19 und 21 vorhanden, wobei die Ventile 15 und 17 zur Steuerung des Lufteintrittes zum

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Steuern der Dürchmlschung von Pulver mit Luft dienen. Die Ventile 19 und 21 werden' zeitabhängig gesteuert, um einerseits den Pulver transport auf^möglichst kürze Zeitspanne zu beschränken und andererseits den Pulvärtransport mit der^: zeitlich grösstmöglichen Genauigkeit stattfinden zu lassen, wobei diese Arbeitsvorgänge mit hoher Geschwindigkeit vor sich gehen, da ja der ganze Arbeits prozess mit iöoglichst hohen Arbeitsgeschwindigkeiten von₍statten gehen soll. 'Die Luft strömt von einer nicht dargestellten Luftdruckqjelle her mit hohem Druck in zwei Leitungen durch die Ventile 15,17 und 19,21, wobei die Ventile 15 und 19 dazu dienen, das zugeführte Pulver mit Luft zu vermischen; die Ventile 17· und 21 dagegen dienen dazu, um Luft der Strahlenpumpe 9 zuzuführen, um das Pulver auf den Behälter 1 zu blasen. Die Ventile 19 und 21 arbeiten bevorzugterweis;e in gleichbleibenden Schritten d.h. während der Dauer, in der ein in seiner dargestellter Position befindlicher Behälter 1 am Boden· beschichtet wird. Die Ventile 15', 17 und 19,21 werden in der Praxis nahe an die Sprühkanuner 12 gelegt. Die Leitung IH führt also diejenige Luft, die zum Vermischen mit dem Pulver dient, wogegen die Leitung 16 Einspritz luft führt, die zum Fördern oder Blasen des Pulvers aus der Oeffnung der Sprüheinrichtung dient. Die über die Leitung IH strömende Aufloekerungs- oder Mischluft wird bevorzugterweise stQssweise zugeführt. In der Praxis wird der Druck in der Leitung 16 auf

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einen Luftdruck von 0,35 bis 6,5 kg/cm eingestellt, während der

2 Druck in der Leitung 14 zwischen 0 und 3,5 kg/cm variieren kann.

Ein Aendern dieser Drücke wird eine Aenderung der Beschichtungsdicke zur Folge haben. Mittels der Ventile 15 und 17 kann somit auf einfache Weise die erzielbare Beschichtungsdicke gesteuert werden. Es wurde festgestellt, dass ein Vergrössern des in der Leitung 16 herrschenden Luftdruckes ein Vergrössern der Beschichtungsdieke zur Folge hat, während ein Vergrössern des in der Leitung IA herrschenden Luftdruckes eher eine Verringerung der Bes chichtungs dicke zur Folge hat. Es ist in der Praxis zweckmässig mit einem konstanten Luftdruck in der Leitung IH zu arbeiten und lediglich den Luftdruck in der Leitung 16 zu verändern, wodurch die hergestellten Beschichtungsfilme zwischen Λ 25 U-

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und weniger als 2 5yx variieren können. Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Pulverpartikel elektrostatisch aufgeladen waren und ein Druck in^fder Leitung 16 von etwa 2,1

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kg/cm und ein Luftdruck in der Leitung 14 von etwa 0,4 kg/cm verwendet wurden.

Wenn die Pulverpartikel nicht elektrisch aufgeladen waren,

2 so wurden mit einem Druck in der Leitung 14 von 0,035 kg/cm und

einem Luftdruck in der Leitung 16 von 0,42 kg/cm zufriedenstellen de Resultate erzielt. Nachdem das Pulver mittels der aus der Leitung 14 austretenden Luft strömungsfähig gemacht wurde, trägt der aus der Leitung 16 austretende Luftstrom die Pulverpartikel in die Strahlpumpe 9, wo das Pulver in bevorzugterweise auf ein nachgeschaltetes Ladeorgan zur elektrischen Aufladung der Pulverpartikel auftrifft . Es können hierfür verschiedene Auflademittel vorhanden sein; zum Beispiel können hierfür Korona-Entladung, Bogen- oder Funkenentladungen sowie Strahlungen verwendet werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel werden Hochspannungselektroden 10 verwendet, die zum elektrischen Aufladen der Pulverpartikel dienen, wenn diese durch die Sprühkammer 12 und Abdeckkammer 20 zum Boden des Behälters 1 strömen. Die Sprühkammer 12 wird in vorteilhafterweise mit Entlüftungsöffnungen 11 versehen, um ein Ausdehnen des unter Druck stehenden Luftstromes zu erlauben. In der Sprühkammer 12 liegt einJDiffusorkonus 13, der zum Beispiel aus einem Kunststoff bestehen kann, wobei dieser Konus 13 ein Leitorgan zum Richten und Steuern des Pulverstromes zum Boden des Behälters 1 darstellt. Der Konus 13 kann mittels einer nur teilweise dargestellten Stange im Strahlapparat gehalten werden, wobei die erwähnte Stange konzentrisch im Strahlapparat liegt. Der Konus 13 kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel aber auch mit radial davon abragenden Halterungen mit den Seitenwänden der Sprühkammer 12 verbunden sein. Der Konus 13 ist eine wichtige Einrichtung der Sprühvorrichtung, da es sich herausgestellt hat, dass der vom Stahlapparat 9 ausgehende und zum zu beschichtenden Artikel führende Pulverstrom die Tendenz zeigt, in seinem Zentrum stärker konzentriert zu sein als in seinen äusseren Bereichen, wo das Pulver aber besonders erwünscht ist. Die Anordnung des Ko-

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nus 13 wirkt dieser Tendenz entgegen und verhindert eine solche erwähnte Pulververteilung.

Die mit der Sprühkammer 12 verbundene Luftleitung 18 und die mit der Abdeckkammer 20 verbundene Luftleitung 2 2 treffen in der Unterdruckleitung 24 zusammen. Beim Arbeiten der Vorrichtung tritt die den Behälterboden umgebende atmosphärische Luft in die Abdeckkammer' 20 ein. Durch diese Luftströmung wird verhindert, dass das Pulver in Kontakt mit den Seitenwänden des Behälters 1 gelangt. Der Unterdruck in den Kammern 12 und 20 kann durch jedes geeignete Mittel erfolgen, zum Beispiel durch Flatterventile oder durch Verringern des Durchmessers von einer der Leitungen gegenüber dem Durchmesser der anderen Leitung. In der Abdeckkammer 20 herrscht ein grösserer Unterdruck iils in der Sprühka.runer 12; d.h. das Va-

.in kuum ist in der Abdeckkammer 20 grosser alsjder Sprühkammer 12. Das geringere Vakuum in der Sprühkammer 12 verhindert eine Störung der gesprühten Pulverstruktur und gewährleistet, dass ein grösstmöglicher Anteil der Pulverpartikel den Behälter¹ 1 erreicht. Der geringere Unterdruck in der Sprühkammer 12 ist auch noch ausrei-

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chend, um überschüssiges Pulvermaterial wegzuführen, das in die Leitung 18 fällt. Der grössere ,Unterdruck in der Abdeckkammer 20 ist ausreichend, um die den Behälter 1 umgebende atmosphärische Luft wegzuführen, also einzusaugen, wobei gleichzeitig auch die die Oeffnung der Sprühkammer 12 unigebende atmosphärische Luft in die Absaugkammer 20 eintritt, wodurch das überschüssige Pulver in die Kammer 20 eingesaugt wird, wodurch auch noch verhindert wird, dass Pulverpartikel in Kontakt mit den Seitenwänden des Behälters 1 gelangen. Die Abdeckkammer 20 stellt also eine Absaugkammer dar und hat einen ringförmigen Eintrittsspalt 4 4 bei der Deffnung der Sprühkammer 12. Besondere Drücke in den beiden Kanunern L2 und 20 sind nicht kritisch, solang als die Druckdifferenz zwischen den Luftdrücken in den Kammern 12 und 20 genügend ist, damit die Vorrichtung in der vorerwähnten Weise funktionieren kann. Es

rde in der Praxis ermittelt, dass bei Betrieb der Vorrichtung sin Unterdruck von 25 mm WS in der Kammer 20 und ein Unterdruck vor 5 mm V/S in der Kammer 12 geeignet ist.

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Das über die Kammern 12 und 20 weggeführte überschüssige Pulver wird in der Unterdruckleitung 24 zusammengeführt und wird über die Leitung 25 infolge des UnJ: er druckes, der im gesamten System durch das Gebläse 4 2 aufgebaut wird, zur Pulver-Zuführkammer 28 geleitet. Die Leitung 26 stellt eine Ueberströmleitung dar, und das in ihr geförderte Pulver wird durch geeignete Massnahmen, wie z.B. die Taschenfilter 34 gefiltert. Bei diesem Filtervorgang werden die Pulverpartikel vom durch das Gebläse 42 erzeugten Luft strom getrennt. Die Taschenfilter 34 werden in periodischen Abständen durch einen auf ihre innere Flächen gerichteten Luftstrom gereinigt. Das Pulver fällt in den unteren Teil der Kammer 28, der konisch ausgebildet ist und gelangt dann in den Drehschieber 36. Das in die Kammer 28 -über die Leitung 26 eintretende Pulver wird durch frisches Pulver ergänzt, das über die Leitung 32 und ein Ventil 31 vom Behälter 30 hergeleitet wird. Der Drehschieber 36 weist mehrere sektorförmige Kammern auf, in die das Pulver fällt. Der Drehschieber 36 wird zum Beispiel durch einen nicht dargestellten Elektromotor zur Drehung angetrieben, so dass bei jeder Weiterdrehung des Schiebers 36 um einen Sektorbereich eine vorbestimmte Menge an Pulver vom Drehschieber 36 in eine Wiederaufbereitungseinrichtung 38 fällt. Letztere kann auf einfache Weise ausgebildet sein und eine drehbare Bürste enthalten, die sich gegenüber einem Gitter dreht. Das so behandelte Pulver fällt dann durch sein Eigengewicht in die Sprüheinrichtung und ist bereit für den nächsten BeschichtungsVorgang.

Es kann jegliches Pulver verwendet werden, das elektrostatisch aufgeladen werden kann und/οder das durch Wärme so aktiviert werden kann, dass es am zu beschichtenden Gegenstand beim Sprühen anhaftet. Im allgemeinen wird das Pulver ein Thermoplast oder ein in der Wärme erhärtbares Harz sein, welches Polyester, Vinyl, Polyamid, Polyäthylen und Epoxydharz und Mischungen davon enthält.

Ein Epoxydharz wie Glycidyl-Ether von Bisphenol A wird mit besonderem Vorteil verwendet. Das Pulver kann Härter, Farbstoffe und Füllstoffe, wenn erwünscht, enthalten.

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Im allgemeinen wird das Pulver durch Vermählen eines klumpenartigen Materials hergestellt. In der Praxis wird das erfindungsgemässe Verfahren bevorzugte'rweise mit solchem Pulver durchgeführt, dessen Partikel eine Gröäse im Bereich von 5 bis 150 Mikron hat, mit einer Durchschnittsgrösse der Partikel im Bereich von 30 bis 7 5 Mikron. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Pulver verwendet wird, bei dem die durchschnittliche Grosse der Partikel 10 Mikron oder weniger ist, obwohl es infolge der einfachen Einstellung der Drücke in den Leitungen lh und 16 einfach ist, das Verfahren mit gutem Erfolg mit nahezu jeder Partikelgrösse durchzuführen.

Wie eingangs erwähnt wurde, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung das Beschichten durchführen bei elektrostatischer Aufladung des Pulvers oder durch einen Pulverauftrag, der durch Wärme bewirkt wird, wobei das Pulver am erhitzten Artikel anhaftet. Im erstgenannten Fall kann der zu beschichtende Behälter vorgeheizt werden, falls dies erwünscht ist, obwohl zufriedenstellende Resultate auch erzielt werden, ohne dass der Behälter erwärmt worden ist.

Wenn die Pulverpartikel durch Wärmebehandlung auf den Behälter aufgebracht werden sollen, ist es notwendig, dass der Behälter auf eine solche Temperatur erwärmt ist, die ausreichend ist, die auf dem Behälter auftreffenden Harzpartikel zu schmelzen, so dass sie anhaften. Die Temperatur des Behälters soll jedoch nicht so hoch sein, dass die Harzpartikel nach dem Auf treffen auf dem Behälter aushärten, da es erwünscht ist, dass erst das ganze zur Beschichtung notwendige Pulver aus der Sprüheinrichtung ausfliesst, und erst dann,wenn die ganze Beschichtung stattgefunden hat, das Aushärten nachträglich stattfindet, um zufriedenstellende Beschichtungen hinsichtlich der Fliesseigenschaften und anderer physikalischer Eigenschaften zu erhalten. Ausreichende Beschichtungen wurden bei einer Verwendung von Temperaturen im Bereich zwischen 135 C und 18 0° C erreicht. Mit höheren oder geringeren Temperaturen kann bei Verwendung von speziellen Harzen garbeitet werden.

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Der ArbeltsaHauf mit der erläuterten Vorrichtung zum Beschichten eines Behälter-Bodens mit Epoxydharz, wobei das Pulver elektrostatisch aufgeladen war, ist folgendermassen:

Eine Pulvermischung, die Epoxydharz (z.B. Glycidyl-Ether von Bisphenol A, das unter dem Namen DER-642, Dow Chemical Company im Handel ist) einen geeigneten Katalysator (z.B. Dicyandiamid) und ein Pigment (z.B. TiO₂) enthält, wird vom Eehälter 30 über die Leitung 32 zum Behälter 28 gefördert", von wo es durch den Drehschieber 36 und die V7iederaufber>eitungseinrichtung 38 über die Leitung 40 zur Sprüheinrichtung 8 gebracht wird. Ein Behälter 1 wird, auf einem Revolverkopf 2 sitzend, zur Oeffnung der Sprühkammer 12 ausgerichtet, zum Beschichten des Behälterbodens. Ein benachbarter Fühler 4 und eine Zeitsteuereinrichtung 4 3 steuern die Ventile 19 und 21, so dass Druckluft über die Leitung IU mit

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einem Druck von etwa 0,42 kg/cm und über die Leitung 16 mit ei-

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nem Druck von etwa 2,1 kg/cm in die Sprüheinrichtung strömen. Die mit Luft vermischten Pulverpartikel strömen im Luftstrom an den Elektroden 10 vorbei, wo die Pulverpar^tikel elektrisch aufgeladen werden und dann strömt das Pulver gegen den Behälterboden. Die Pulverpartikel haften durch ihre elektrostatische Aufladung in gleichmässiger Verteilung auf der Fläche des Behälterbodens. Gleichzeitig werden die Seitenvände des Behälters 1 vor einem Kontakt mit dem Pulver durch die Abdeckkammer (Absaugkammer) geschützt. Hierbei werden die überschüssigen Pulver-partikel in die Kammer 20 eingesaugt und zur Unterdrucksammelleitung 24 gebracht und von hier über die Leitung 2 6 zum Behälter 28 gefordert. Hier werden die Pulverpartikel vom Luftstrom abgefiltert, mit neuem Pulver vermischt, in der Wiederaufbereitungsanlage 38 aufbereitet und wieder zur Sprüheinrichtung 8 gefördert. Der beschichtete Behälter 1 wird dann zu einem Härteofen geführt und auf eine erhöhte Temperatur erwärmt, wobei das Pulver in eine harte Schmelzbeschichtung von ungefähr 25^-Dicke am Behälterboden umgewandelt wird. Nunmehr wird ein weiterer Behälter vom Revolverkopf in die dargestellte Stellung bezüglich der Sprüheinrichtung gebracht und die erläuterte Arbeitsweise wiederholt sich.

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Vergleichbare Resultate werden erzielt, wenn beim Beschichten eines Behälterbodens die Pulverpartikel durch Wärmebehandlung des Behälters auf diesem zum Anhaften gebracht werden. Es erfolgt

dann die vorerwähnte Arbeitsweise,,ausgenommen den Elektroden 10, die also dann nicht mehr verwendet werden, wenn der Behälter 1 auf eine Temperatur von 150° C erwärmt worden ist und der Druck in

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der Leitung 14 etwa 0,035 kg/cm und der Druck in der Leitung 16

etwa 4,2 kg/cm beträgt.

Obwohl im Vorstehenden die Beschichtung eines Metallbehälters erläutert wurde, soll darauf hingewiesen v/erden, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung jeder Art von Artikel beschichtet werden kann, bei dem nur bestimmte Stellen mit einer· Beschichtung versehen werden sollen, wogegen andere Bereiche des Artikels unbeschichtet bleiben sollen. Aus dem erläuterten ist klar geworden, dass mit dem Vex¹-fahren und der Vorrichtung eine optimale Verwendung des Pulvers möglich ist, so dass also nur sehr wenig oder gar kein Pulverabfall auftritt, und dass das ganze die Vorrichtung endgültig verlassende Pulver sich wirklich auf dem zu beschichtenden Artikel befindet. Weiterhin kann das erläuterte Verfahren mit sehr hoher Geschwindigkeit stattfinden, so dass also eine sehr wirtschaftliche Beschichtung stattfindet und eine grosse Stückzahl pro Zeiteinheit beschichtet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Pulverbeschichten von ausgewählten Bereichen eines Artikels, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver mit Luft vermischt und in einem Luftstrom zu einer Sprüheinrichtung gefördert wird, dass dann das mit Luft vermischte Pulver auf einen ausserhalb der Oeffnung der Sprüheinrichtung befindlichen Artikel aufgesprüht wird, wobei nur vorbestiminte Bereiche des Artikels beschichtet werden, wogegen andere Bereiche des Artikels durch einen über der Sprüheinrichtungsöffnung verlaufenden Luftstrom abgedeckt werden, der Teile des Artikels vor dem Beschichten schützt und das überschüssige Pulver wegführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ein Metallbehälter ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Teile des Artikels, die vor dem Beschichten geschützt werden, die'seitenwände des Behälters sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das überschüssige Pulver rückgewonnen und mit neuem Pulver verwischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Luft vermischte Pulver elektrisch aufgeladen und in einem -uftstrom zur Sprüheinrichtung gefördert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass äas Pulver thermoplastisches oder durch Wärme härtbares, polymeres Material, ausgewählt aus der Gruppe von Polyester, Vinyl, Polyamid, olyäthylen und Epoxydharz sowie Mischungen davon enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass 3as Pulver ein Epoxydharz, ein Pigment und einen Katalysator enthält,

8. Verfahren nach Anspruch 1 zum elektrostatischen Beschichen des Bodens eines Metallbehälters, wobei die Seitenwände des

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Behälters von der Beschichtung freigehalten werden, dadurch gekennzeichnet ₃ dass das elektrisch aufgeladene Pulver auf den Boden des Behälters gesprüht wird, 'während die Seitenwände des Behälters durch den erwähnten Luftstrom abgedeckt werden, um sie von der Beschichtung frei zu halten, dass das vom Luftstrom wegge führte überschüssige Pulver zu einer Pulver-Zuführkammer geförder wird, dort mit neuem Pulver vermischt wird und dann wiederum mit Luft vermiscMf zu einer Sprüheinrichtung gefördert, elektrisch aufgeladen und auf den Boden eines Behälters gesprüht wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit einer Sprühkammer (12) versehene Sprüheinrichtung (8), die Einsprit.z-und Förderorgane (14,16 bzw. Ä0,9) zum Einspritzen von Luft und Fördern der Pulverpartikel in einem Luftstrom zur Sprühkammer aufweist,welche Sprüheinrichtung weiterhin ein Sprühorgan (9) zum Sprühen der Pulverpartikel auf einen ausserhalb einer Oeffnung der Sprühkammer befindlichen, zu beschichtenden Artikel, aufv.'eist, und weiterhin gekennzeichnet durch eine Abdeckkammer (20), die einen Luftstrom enthält, der zwischen der Oeffnung der Sprühkammer (12) und dem zu beschichtenden Artikel liegt, zum Schützen vorbestimmter Partien des Artikels vom Kontakt mit den Pulverpartikeln.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterdrucksammelleitung (24) sowohl über eine einen geringeren Luftdruck aufnehmende erste Leitung (18) mit der Sprühkammer (12) als auch über eine einen grösseren Luftdruck aufnehmende, zweite Leitung (22) mit der Abdeckkammer (20) verbunden ist, zum Wegführen von Luft und überschüssigem Pulver, dass eine Pulver-Zuführkammer (28) mit der Sprüheinrichtung (8) und der Unterdr'ucksammelleitung (24) verbunden ist, dass die Pulver-Zuführkammer (28) ein Beschickungsorgan (36) zum Zuführen des Pulvers zur Sprüheinrichtung (8) aufweist, und dass ein Gebläse (42) zum Erzielen eines Luftstromes vorhanden ist, zum Luftabsaugen von der Sprühkammer (1-2) der Abdeckkammer (20), der Unterdrucksammelleitung (24) und der Pulver-Zuführkammer (28).

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinrichtung (8) ein Ladeorgan (10) zum elektrischen Aufladen der Pulverpartikel aufweist.

.12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinrichtung (8) ein Leitorgan (13) zum Richten des Pulverflusses auf den Artikel aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitorgan als konischer Diffusor (13) ausgebildet ist.

IH. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulver-Zuführkammer (28) ein Zubringerorgan (30-32) zum Zuführen von neuem Pulver aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Rückführungsleitung (26) zum Befördern des mittels der Unterdrucksammelleitung (2U) weggeführten, überschüssigen Pulvers zur Pulver-Zuführkammer (28).

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulver-Zuführkammer (28) ein Aufbereitungsorgan (34) zum Aufbereiten des weggeführten, überschüssigen Pulvers hat.

17. Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten der Enden eines Metallbehälter, gekennzeichnet durch eine eine Sprühkamner (12) aufweisende Sprüheinrichtung (8), die ein Aufladeorgan (10) zum elektrischen Aufladen von Pulver sowie ein Sprühorgan (3) zum Sprühen von Pulverpartikel auf das Ende eines bei einer Oeffnung der Sprühkammer befindlichen Behälters aufweist, weiterhin gekennzeichnet durch eine Abdeckkammer (20), die einen Luftstrom enthält, der zwischen der Oeffnung und dem Behälter liegt, zum Schützen der Seitenwände des Behälters vom Kontakt mit den Pulverpartikeln, weiterhin gekennzeichnet durch eine Unterdrucksammelleitung (24), die über eine einen geringeren Unterdruck aufweisende Leitung (18) mit der Sprühkammer (12) und über eine einen grösseren Unterdruck aufweisende Leitung (22) mit der Abdeckkammer (20) verbunden ist, zum Wegführen von Luft und überschüssigem Pulver, weiterhin gekennzeichnet durch eine Pulver-Zuführkammer (28) die· mit der Sprüheinrichtung (8) und der Unterdrucksammelleitung (24) verbunden ist, welche Pulver-Zuführkammer sowohl ein Zubringerorgan (30-3-2) zum Zuführen von neuem Pulver zum Vermischen mit

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dem weggeführten, überschüssigen Pulver als auch ein Aufbereitungsmittel (34) zum Wiederaufbereiten des Pulvers sowie ein Förderorgan (36) zum Transportieren des aufbereiteten Pulvers zur Sprüheinrichtung (8) aufweist, weiterhin gekennzeichnet durch ein Gebläse (42) zum Erzielen eines Luftstromes, zum Luftabsaugen von der Sprühkammer (12), der Abdeckkammer (20), der Unterdrucksammelleitung (24) und der Pulver-Zuführkammer (28).

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