DE2704714A1

DE2704714A1 - Verfahren, vorrichtung und gitter zur elektrostatischen beschichtung von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2704714A1
Application number: DE19772704714
Authority: DE
Inventors: Christy Christ; Hart Fisher Graff
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1977-02-04
Publication date: 1977-08-11
Also published as: GB1558924A; US4084019A; IT1082688B; FR2340136A1; FR2340136B1

Description

Patentanwälte.

Dipl -Ing Dipl -Chem Dipl -Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser ? 7 O A 7 1 A

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

4. Februar 1977

ARMCO STEEL CORPORATION
703 Curtis Street
Middletown, Ohio /V.St.A.

Unser Zeichen: A 1781

Verfahren, Vorrichtung und Gitter zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen

Die vorliegende Erfindung betrifft den Überzug von Gegenständen durch einen elektrostatischen Auftrag von Teilchen und insbesondere ein Gitter zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes hoher Intensität und gesteuerter Rauniform.

Es ist auf dem Fachgebiet bekannt, zur elektrostatischen Ablagerung von Teilchen auf einer Vielfalt von Gegenständen ein elektrostatisches Wirbelbett zu verwenden. Dabei wird während

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des Betriebs pulverförmiges Kunststoff-Überzugsmaterial aus einem herkömmlichen Wirbelbett-Bohälter durch geeignet angeordnete Korona-Entladungen elektrostatisch aufgeladen, so daß es von einem mit einer geeigneten Vorspannung versehenen metallenen Grundkörper angezogen werden kann. Der mit dem Pulver überzogene Körper wird dann anschließend erhitzt oder anderweitig so behandelt, daß das Kunststoff-Pulver zu einer kompakten Überzugsschicht zerfließt und aushärtet.

Zwar sind elektrostatische Wirbelbetten im allgemeinen zu» friedenstellend zum Überziehen bzv;. Beschichten einer Vielzahl von Gegenständen verwendbar, wobei sich auch auf Körpern mit recht komplexer Gestalt verhältnismäßig gleichmäßige Überzüge herstellen lassen, bei der Erreichung dieser Gleichmäßigkeit bestehen jedoch noch Schwierigkeiten. Die Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß die Bewegungen der aufgeladenen Teilchen durch das in dem Zwischenraum zwischen dem Wirbelbett und dem zu beschichtenden Körper bestehende elektrische Feld und durch die Schwerkraft bestimmt werden, wodurch die meisten Teilchen, die auf den Körper gelangen, einen ziemlich direkten Weg nehmen, so daß sie in den am zugänglichsten Bereichen mit gegensätzlicher Ladung abgelagert werden. Das bedeutet, daß sich in den Bereichen, die dem Wirbelbett am nächsten sind, die dicksten Ablagerungen bilden, während die Beschichtung auf den weiter entfernten Flächen dünner wird.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 3^0 2'i3 offenbart. Hierbei werden die Teilchen des Wirbelbettes durch eine Reihe spitzer Elektroden elektrostatisch aufgeladen, die in dem Wirbelbett angeordnet sind. Aber auch hier treten die vorangehend erläuterten Schwierigkeiten hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des Überzugs auf. Aus diesem Grund werden Verfahrensweisen wie die gleichzeitige Verwendung

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mehrerer isolierter elektrostatischer Wirbelbetten offenbart, die passend um einen geeignet aufgeladenen Körper komplexer Gestalt angeordnet sind.

Die US-Patontschrift 3 336 9o3 offenbart weiterhin, daß bei der Benutzung der elektrostatischen Beschicbtungsvorrichtung nach der US-Patentschrift 3 3^8 2⁷i3 Schwierigkeiten hinsichtlich der Steuerung der räumlichen Ausdehnung der elektrostatisch aufgeladenen Teilchen bestehen und die Wolke aus feinverteiltem Beschichtungsmaterial, das auf die Oberfläche des zu beschichtenden Körpers aufzubringen ist, eine Tendenz zum Wandern zeigt. Die US-Patentschrift 3 336 9o3 sucht dieses Problem durch die Verwendung von Hilfselektroden zu lösen, die die aufgeladenen Teilchen am Wandern hindern sollen.

Die in der US-Patentschrift 3 670 699 offenbarte Lösung sucht die mit Jer Schaffung eines gleichmäßigen Überzugs verbundenen Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, daß an Stelle der spitzen Elektroden, wie sie die US-Patentschrift 3 3^zl8 2Ί3 vorsieht, ein Netz mäßig leitender Teilchen oder Fasern in die poröse Membran eines sonst konventionellen Wirbelbetts eingefügt wird.

Die Lösung nach der US-Patentschrift 3 828 729 schließlich ist beispielhaft für einen weiteren Versuch zur Schaffung eines gleichmäßigen Überzugs. Bei dieser Lösung worden an verschiedenen Punkten Schinne angeordnet, die die geladenen Teilchen wieder gleichmäßig verteilen.

Es ist damit klar, daß im Verlauf der letzten Jahre erhebliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Erzielung relativ gleichmäßiger Beschichtungen von Körpern erkannt worden sind, die auch heute noch bestehen.

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Die vorliegende Erfindung sieht die Ausbildung eines verbesserten Energiegitters zur elektrostatischen Ablagerung eines pulverförmigen Kunststoff-Beschichtungsmaterials aus dem Wirbelbett auf einem mit einer geeigneten Differenzspannung belasteten langgestreckten Metallkörper vor, der sich in einer Bcwogungsbahn mit im wesentlichen horizontaler Bewegungslinie über das Bett bewegt, wobei das pulverf örinige Kunststoff-Bcschichtungsniaterial durch Korona-Entladungen eine elektrostatische Aufladung erhält sowie durch elektrostatische Kräfte von dem Wirbelbett zu dem zu beschichteten Körper transportiert wird und wobei das Energiegitter zwei in einer Ebene liegende Maschendralitolemcnto umfaßt, die unterhalb der Wirbelbettoberfläche angeordnet sind und deren gegenüberliegende Ränder parallel sowie iin Abstand zueinander verlaufen und zwischen sich einen Freiraum bilden, dor unterhalb der Durchgangslinie des Körpers liegt. Die Ränder der Maschendrahtelemente sind zur Bildung einer Mehrzahl von Elektrocicnabsclmitton aufwärts gerichtet, wobei die Enden der Elektrodenabschnitte' im wesentlichen mit der Oberfläche des Wirbelbettes zusammenfallen, wenn dieses in Betrieb ist; die Elektrodenabschnitte erzeugen eine Reihe örtlicher Korona-Entladungen zur elektrostatischen Aufladung des Pulvers auf jeder Seite des durchlaufenden, zu beschichtenden Körpers, wodurch dann die elektrostatische Ablagerung eines dichten, gleichmäßigen Beschichtungsfiltns aus pulverförmigem Material erfolgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die in einer Ebene liegenden Maschendrahtelemente eine Maschenweite von 12,5 mm χ 12,5 mm (1/2 inch χ 1/2 inch). Zusätzlich sind die in einer Ebene liegenden Maschendrahtelemente im wesentlichen horizontal ausgerichtet, wobei die aufgerichteten Randbereiche im wesentlichen senkrecht zu dem jeweils zugehörigen Abschnitt verläuft.

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Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind die aufwärts gerichteten Randabschnitte derart zugeschnitten, daß die längsvcrlaufenden Drähte entfallen und eine Reihe freiliegender spitzer Drahtenden geschaffen ist. Zusätzlich können die freiliegenden Drahtenden in gleicher Form zugespitzt sein, während andere scharfe Vorsprünge von den Dralitelementen entfernt sind, so daß die Lage und die Intensität der Koronacntladungen steuerbar ist.

Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zur elektrostatischen Ablagerung eines gleichmäßigen Überzugs in Form eines dünnen Films aus pulverförmigem Kunststoff auf einem langgestreckten metallenen Körper wie einem fortlaufenden Draht oder einem fortlaufenden Rohr mit komplexer Formgebung und dgl., wobei das Verfahren die Verwendung eines Wirbelbetts umfaßt, das einen im wesentlichen geschlossenen, nicht leitenden Behälter mit einem Durchgang für den zu beschichtenden langgestreckten Metallkörper aufweist, der Körper darin in einer im wesentlichen horizontalen Bewegungsbahn über die Bettoberfläche geführt wird, dann zu beiden Seiten des Körpers eine Reihe örtlicher Korona-Entladungen zur elektrostatischen Ablagerung eines dünnen, gleichmäßigen Beschichtungsfilms aus pulverförmigem Material ausgelöst werden, wozu ein Energiegitter mit zwei koplanaren Maschendrahtelementen unterhalb der Oberfläche des Wirbelbetts angeordnet ist, deren Elemente gegenüberliegende, parallel verlaufende und im Abstand zueinander liegende Ränder haben, zwischen denen unterhalb der Durchgangsbahn des zu beschichtenden Körpers ein Freiraum gebildet wird, und wobei die Ränder zur Bildung einer Mehrzahl yon Elcktrodenabschnitten aufwärts gerichtet sind, deren Spitzen im wesentlichen mit der Oberfläche des Wirbelbetts zusammenfallen, sobald diese in Betrieb ist.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische schaubildliche Teilansicht eines elektrostatischen Wirbelbetts mit dem erf indungsgemäi'>en Hochspannungsgitter,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt des Wirbelbetts gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine rnikrofotografische Aufnahme eines Teilabschnitts eine3 nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Epoxyd überzogenen Rohres in 32-facher Vergrößerung,

Fig. 4 eine mikrofotografische Aufnahme eines Teilabschnitts eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Epoxyd überzogenen Rohres in 36-facher Vergrößerung.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen zeigen ein elektrostatisches Wirbelbett Io, das mit einem erfindungsgemäß gestalteten Hochspannungsgitter 12 ausgestattet ist. Das Wirbelbett Io umfaßt einen Basisteil Ik und eine Abdeckung l6, deren umlaufender Flanschrand lO dem oberen Rand 2o der Seitenwand 22 des Basisteils lk aufliegt. Zur Vibration des Wirbelbetts Io sind nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen.

Wie am besten die Fig. 2 erkennen läßt, durchdringen Lufteinlaßöffnungen 2k die Bodenwand 2.6 des Basisteils ΐΛ, über denen Diffusionsplatten 28 angeordnet sind, die die Verteilung der durch die Öffnungen 2¹I eingeführten Luft über die Länge des Wirbelbettes Io fördern sollen.

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Eine Wirbelbettmembran 3o verbindet die Seitenwändc 22 dos Basistcils Ik und bildet den Boden eines Vorratsbehälters für das Bad oder Bett 15 aus dem pulvcrförmigen Kunststoff-Beschichtungstnaterial.

Da es von Bedeutung ist, daß die Abdeckeinheit nicht aus elektrisch leitendem Material besteht, da ein Leiter das elektrische Feld in der Nähe des zu überziehenden Körpers beeinflussen würde, sollten die Abdeckung 16, die Seitenwände 22 und der Basisteil l'l aus Nichtleiter-Material hergestellt sein. Die beste Wirkung wird erzielt, wenn die Abdecke.inhe.it aus einem qualitativ hochwertigen Isoliermaterial wie einer Hochspannungskeramik hergestellt ist, da viele Isolatoren geringerer Qualität bei den in elektrostatischen \7irbelbetten verwendeten Hochspannungen (lo bis 7o KV) überriischcnd leitend werden können.

Es ist erkennbar, daß die Abdeckung 16 einen im wesentlichen geschlossenen Behälter mit vertikalen Seiten- und Stirnwänden 17 bzw. 19 bildet, wobei jede der Stirnwände I9 einer aneigneten Durchgang 36 für den langgestreckten Metallkörper 58 wie beispielsweise einen fortlaufenden Draht, Rohr und dergl. aufweist, der durch den Durchgang in einer Bewegun^bahn oberhalb des Bades oder Bettes I5 mit im wesentlichen horizontaler Bewegungslinie ko mittels konventioneller, geeigneter Fördermittel (nicht dargestellt) hindurchbefordert wird.

Das Energiegittcr 12 umfaßt zwei koplanare Maschendrahtelemente 32 und 3'i, die unterhalb der Bad- oder Bettoberfläche liegen. Die Maschendrahtelemente 32, 3^lt sind mit gegenüberliegenden Rändern Ί2, kh versehen, die parallel im Abstand zueinander liegen und einen Froirauni 46 zwischen sich bilden, der unterhalb der Durchgangslinie 4o liegt. Die Ränder 42, 44 sind zur Bildung einer Mehrzahl von Elektrodonabschnittcn aufwärts gerichtet. Die Spitzen 42a, Via der Elektrodenabschnitte fallen im wesentlichen mit der Badoder Bettoberfläche zusammen, sobald dieses in Betrieb ist.

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Der Abdeckung l6 ist eine Zuführleitung 48 zugeordnet, die eine Einrichtung zur Zuführung von pulverformigen Kunststoff-Material von einem nicht dargestellten Reservoir bzw. Vorrat zu dem Wirbelbett Io bildet, während ebenfalls nicht dargestellte Einrichtungen innerhalb des Wirbelbetts Io vorgesehen sein können, die die Menge des pulverförmigen Kunststoff-Materials feststellen, damit eine fortlaufende automatische Steuerung der Zuführung möglich ist. Es versteht sich dabei, daß die Art des verwendeten pulverförmigen Kunststoff-Materials von der gewünschten Beschichtung des langgestreckten Körpers abhängt, wobei hinzuzufügen ist, daß das Material beispielsweise zu den thermoplastischen oder aushärtbaren Kunststoffen gehören kann.

Durch die Abdeckung l6 sind in der Nähe des Maschendrahtelements 3'i elektrische Verbindungsleitungen durchgeführt, wobei die Leitung 5° mit der Energiequelle 51 verbunden ist, so daß über diese an die Maschendrahtelemente 32 und 3^ eine Hochspannung angelegt werden kann; die Maschendrahteleniente 32, 3'jt selbst sind durch die Leitung 52 untereinander elektrisch leitend verbunden, während zum Anlegen einer Spannung an den Metallkörper 38 die Leitung 56 vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist zwar nur eine Energiequelle 51 dargestellt, es versteht sich jedoch, daß auch jedes der Elemente 32 und J>k separat an eine Energiequelle angeschlossen werden kann. Die Einrichtung, mit der der langgestreckte Metallkörper 38 durch die Durchgänge 36 der Stirnwände 19 der Abdeckung l6 des Wirbelbetts hindurchbefördert wird, kann, wie schon erwähnt wurde, in jeder bekannten V/eise ausgebildet sein.

in geeigneter Weise an eine Spannungsquelle angeschlossene, beispielsweise elektrisch geerdete Metallkörper 38 wird in einer im wesentlichen horizontalen Bewegungsbahn ko über der Oberfläche 15a des Bades oder Bettes I5 entlang bewegt, wie sie in der Fig. 1 durch den Pfeil angedeutet ist

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Während des Betriebs des Wirbelbetts Io werden, wie am besten die Fig. 2 erkennen läßt, Teilchen 5'l des in dem Bad oder Bett 15 befindlichen pulverförmigen Kunststoff-Überzugsmaterials durch Korona-Entladungen elektrostatisch aufgeladen und dadurch von dem Bad oder Bett 15 auf die Oberfläche des Metallkörpers 38 gebracht. Insbesondere bilden sich an den Elektrodenabschnitten 'i2 und kk eine Reihe örtlicher Korona-Entladungen zu beiden Seiten des durchgeführten Metallkörpers 38, die die elektrostatische Ablagerung eines dünnen gleichmäßigen Films des pulverförmigen Kunststoff-Beschichtungsmaterials auf dem Körper bewirken.

Es wird angenommen, daß die Ausbildung eines gleichmäßigen Beschichtungsf iltns aus dem pulverf örmigen Kunststof f-Material auf dem langgestreckten Metallkörper 38 auf die vertikalen Elektrodenabschnitte '±2 und kk zurückzuführen ist. Es wird ferner vermutet, daß die erste Überzugsschicht aus Teilchen gebildet wird, die aus der unmittelbaren Nähe der Elektrodenabschnitte ^ll2 und ^lkk und aus dem dazwischenliegenden Freiraum Ί6 kommen. Weiterhin wird angenommen, daß der Freiraum 46 zwischen den Elektrodenabschnxtten k2 und kk deshalb von Bedeutung ist, weil schwere, aus der unmittelbaren Umgebung der Elektrodenabschnitte ^li2 und ^lik durch die Raumladungswirkung herausgeschleuderte Teilchen 5'* die Ladung in den Zwischenbereich tragen, wo sie an leichtere Teilchen abgegeben wird, wodurch diese selbst von dem elektrischen Feld erfaßt werden und auf der Unterseite des Metallkörpers 58 abgelagert werden. Es wird weiter vermutet, daß der sich aus dem durch die Maschenclemente des Energiegitters 12 erzeugten elektrischen Feld ergebende Effluvieneffekt einen Faktor beim Antrieb der Beschichtungsteilchen 5¹I in den Bereich über dem Körper 38 bildet, von wo diese Teilchen durch das örtliche elektrische Feld im Bereich des Körpers 38 an diesen angezogen werden und sich dann auf dessen Oberfläche ablagern. Es wird weiterhin vermutet, daß die Elektrodenabschnitte Ί2

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und kk eine bedeutende Rolle hinsichtlich der Lage des Bereichs der ersten, gegenüber der Entladungsenergie relativ intensiven Ladung der Beschichtungsteilchen spielen. Dadurch wird bei niedrigerem Energiepegel eine beträchtlich bessere Deschichtungsgleichmäßigkeit mit dom erfindungsgeinäßen Energiogitter 12 erreicht als beispielsweise mit den geerdeten Siebeloktroden-Formen nach dem Stand der Technik. 13ei hohen Energiepegeln ist die Beschichtungsgleichmäßigkeit weniger empfindlich abhängig von der Elektrodenform.

Es kommt hinzu, daß die örtlichen Koronaentladungen an den Spitzen 42a und k^lia der Elektrodenabschnitte k2. bzw. k^lt die Lage der ersten Punkte bestimmen, an denen die Beschichtungsteilchen 5'* aufgeladen werden, wodurch die Notwendigkeit der Benutzung mehrerer isolierter Wirbelbetten entfällt, wie sie nach dem Stand der Technik zur Erzielung gleichmäßiger Beschichtungen auch seitlich eines an der Wirbelbettoberfläche vorbeigeführten Körpers angeordnet 3ind. Die Tatsache, daß die Koronaentladungen mehr an als unter der Oberfläche des Wirbelbetts erfolgt, führt zu einer Verringerung der erforderlichen Betriebsspannung von bisher loo ooo 12o ooo Volt bei einigen zur Zeit auf dom Markt befindlichen Anlagen auf Werte in der Größenordnung von 3o ooo - 7o ooo Volt Diese Senkung der Betriebsspannung verringert auch das Sicherheitsrisiko, das die Verwendung geeigneter Isolatoren erforderlich macht.

Es ist außerdem festzustellen, daß das annähernde Zusammenfallen der Oberfläche des Bades oder Bottos 15 und der Koronaentladungen an den Spitzen der vertikalen Elektrodenabschnitte ^li2 und Ί4 aller Wahrscheinlichkeit nach eine genaue Steuerung der Wirbelbetthöhe wichtig werden läßt. Ein Vorsagen oder ein Ausfall dieser Steuerung der Wirbelbetthöho scheint zeitlich sowohl Veränderungen in der Ablagerungsmenge als auch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Beschichtung zu verursachen.

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Die tatsächliche Position der Elektrodenabschnitte k2 und hk des Energiegitters 12 scheint keinen kritischen EinfluP. auC die Bcschichtungsgloichmäßigkoit zu haben, wenn auch Anordnungen, bei denen der Körper 38 zu dicht an dem Bad oder Bett 15 liegt, nach Möglichkeit vermieden werden sollten. Darüber hinaus scheint auch die TCauinform der Elektrodenabschnitte keinen wesentlichen Einfluß auf das Maß der Ablagerung bei einer bestimmten Höhe des Körpers 38 über dem Bett oder Bad 15 zu haben.

Die ebenen Maschcnclcmcnte des Gitters 12 sollten eine gegenüber der Größe des Freiraums zwischen den Elektroden kleine Mascheiiweitc haben. Gute Ergebnisse sind in der Praxis dann erzielt worden, wenn das die elektrostatische Aufladung des Wirbclbetts Io be\*irkende Gitter 12 mit den beiden Elementen 32 und J>k eine I-laschenwcite von 318 cm χ 3 »8 cm (1-1/2 inch χ 1-1/2 inch) hat, wobei die Gitterelemente 32 und 3Ί1 wie schon erwähnt, seitlich der Durchgangsbahn für den langgestreckten Körper 3O angeordnet sind und zwar mit einem Abstand von lh cm (5-1/2 inch). Es ist außerdem ermittelt worden, daß gute Ergebnisse dann erreicht werden, wenn die Elektrodenabschnitte Ί2 und kh jedes Gitterelements 32 bzw. J>h als mit einem Winkel von 9o umgebogene Schenkel ausgebildet sind, die etwa 19 mm (3/h inch) lang sind und dabei in der Nähe der Durchgangsbahn %o liegen. Jeder Elektrodenabschnitt ^lt2 und hh ist dabei vorzugsweise so zugeschnitten, daß im Bereich der spitzen ^Drahtenden der horizontale Draht des Maschengitters entfernt ist. Die beiden Gitterelemente 32 und 3h sollten an eine gemeisame Ilochspannungsquelle mit beispielsweise einer Spannung von £- 7o KV angeschlossen werden, wobei die besten Ergebnisse ermittelt wurden, sobald die Durchgangsbahn ^o des Körpers 38 sich in einem Bereich von etwa 5 »7 cm (2-l/^i inch) bis 11,4t cm (k-1/2 inch) über der Oberfläche 15a des Bades oder Bettos 15 befindet.

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Obwohl die Schenkelhöhe der Randteile 42 und 44 mit etwa 19 mm (3/4 inch) einem weiten Bereich von Arbeitsbedingungen genügt, versteht es sich doch, daß der Abstand von der Durchgangsbahn 4o von der Höhe 47 des langgestreckten Körpers 38 über der Wirbelbettmembran 3o und dem Körperdurchmesser abhängt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wurde ermittelt, daß die Wirbelbettmembran 3o bei einem Wirbelbett mit der Länge von annähernd 3o cm (12 inch) bei Betriebsruhe, d.h. ohne Aufwirbelung einen Pulverbelag mit einer Tiefe von etwa 15 mm (5/8 inch) enthielt. Es wurde zusätzlich festgestellt, daß der Abstand zwischen der Oberfläche der Membran 3o und der Oberseite der freiliegenden Drahtenden der Elektrodenabschnitte 42, 44 der Elemente 32 bzw. 34 etwa 35 mm (1-3/8 inch) betrug. Die Durchgangsbahn des Rohres 38 war dabei so gewählt, daß der Abstand der Rohrunterseite von der Oberfläche der Membran 3o etwa 11,4 cm (4-1/2 inch) betrug. Der Aufwirbier arbeitet vorzugsweise mit einer maximalen Luft-

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leistung von 5*3 kg/cm Überdruck (75 P.S.I.G.). Die Menge der Aufwirbelungsluft betrug etwa 1,1 kg (2-1/2 pounds) bzw. soviel, daß der Pegel des pulverförmigen Kunststoff-Materials bis zur Oberseite der Randabschnitte 42 und 44 der Elemente 32 bzw. 34 angehoben wurde. Die an die Gitterelemente 32 und 34 angelegte Hochspannung lag bei 32 KV. Die Anzahl der Elektrodenabschnitte in Längsrichtung der Gitterelemente betrug etwa 25 pro Seite, während der mittlere Korona-Entladungsstrom etwa bei 1,5 - 2 Mikroampere pro Abschnitt lag. Es wurde weiterhin ermittelt, daß die Ablagerungsleistung für ein typisches Material 25 bis 3o Gramm pro Minute bei einem Rohrdurchmesscr von 4,8 mm (0,189 inch) und einem Rohrvorschub von etwa 9,15 m pro Minute (3o ft. per min.) betrug. Die Polarität des angelegten Potentials war negativ. Die Pulverteilcherigröße betrug durchschnittlich 35 Mikrometer (55 micron).

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Die Fig. 3 und h machen die Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich· Die Fig. 3 zeigt eine mikrofotografische Aufnahme eines Abschnittes eines unter Anwendung eines konventionellen flachen Gitters mit einem Epoxyd beschichteten Rohres bei 32-facher Vergrößerung, wobei erkennbar ist, daß die Epoxydbeschichtung ungleichmäßig ist. Diese Aufnahme macht deutlich, daß die Rohroberfläche in den dem Wirbelbett näheren unteren Bereichen dickere Ablagerungen erfolgt sind, die zur Rohroberseite hin zunehmend dünner werden. Die Fig. k, die eine mikrofotografische Aufnahme eines Rohrabschnittes zeigt, der unter Anwendung des erfindungsgemäßen Gitters 12 mit einer Epoxydbeschichtung versehen ist, läßt einen über die Außenfläche des Rohres gleichmäßig verteilten Beschichtungsfiltn erkennen. Diese Aufnahme zeigt eine 36-fache Vergrößerung.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Beispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind vielmehr noch mancherlei Abänderungen möglich.

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Claims

270A71A Ansprüche :

1. Hochspannungssitter für ein Wirbelbett zum elektrostatischen Ablagern von pulverfortnigen Kunststoff-Beschichtungsmaterial aus dem Wirbelbett auf einsm, in geeigneter Weise an einer Spannung anliegenden langgestreckten Metallkörper, der sich auf einer Bahn mit im wesentlichen horizontalen Verlauf über der Wirbclbett-Oberfläche bewegt, dadurch gekennzeichnet , daß das pulverförmige Kunststoff-Deschxchtungsmaterial durch Korona-Entladungen eine elektrostatische Aufladung erfährt und dadurch von dem Wirbelbett zu dem zu beschichtenden Körper transportiert wird, wozu das Gitter zwei koplanar angeordnete Maschendrahtelemente umfaßt, die unterhalb der Wirbelbett-Obcrfläche angeordnet sind ung gegenüberliegende, parallel sowie im Abstand verlaufende Ränder haben, die zwischen sich einen unterhalb der Durchgangsbahn des zu beschichtenden Körpers liegenden Freiraum bilden sowie unter Ausbildung einer Vielzahl von Elektrodenabschnitten aufwärts gerichtet sind, wobei die Spitzen der Elektrodenabschnitte im wesentlichen mit der Oberfläche des Bettes zusammenfallen, sobald dieses aufgewirbelt wird, und wobei die Elektrodenabschnitte eine Reihe Örtlicher Korona-Entladungen erzeugen, durch die die Ablagerung des dünnen gleichmäßigen Beschichtungsfilms aus pulverförmigem Material auf dem Körper bewirkt wird.

2. Ilochspannungsgittcr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Maschendraht-Elemente eine Maschenweite von 12,7 nun χ 12,7 Rim (1/2 inch χ 1/2 inch) besitzen.

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3. Hochspannungsgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die koplanaren Maschondraht-Elemcnte im wesentlichen horizontal angeordnet sind, wobei die aufwärts gerichteten Elektrodenabschnitte im wesentlichen senkrocht zu den zugehörigen Maschendrahtelementen verlaufen.

'i. Hochspannungsgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenabschnitte der Maschendrahtelemente so zugeschnitten sind, daß der Längsdraht wegfällt und eine Reihe scharfer zugespitzter Drahtenden freiliegen.

5. Hochspannungsgitter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschendrahtclemento an eine gemeinsame Hochspannungsquelle angeschlossen sind.

6. Vorrichtung zur elektrostatischen Ablagerung von pulverförmiger!! Kunststoff-Beschichtungsmaterial auf einem langgestreckten Metallkörper, gekennzeichnet durch ein Wirbelbett mit einem im wesentlichen geschlossenen Behälter, der einen Durchlaß für den langgestreckten Metallkörper hat,der eine Bewegungsbahn über der Wirbelbettoberfläche zuläßt, ferner durch die Beförderung des langgestreckten Metallkörpcrs in einer im wesentlichen horizontalen Bewegungsbahn durch den Durchlaß des Wirbelbetts sowie durch ein Hochspannungsgitter zur Erzeugung einer Wolke aus elektrostatisch aufgeladenen Teilchen, das zwei koplanare, unter der Bettoberflache liegende Maschendrahtelemente aufweist, die gegenüberliegende sowie parallel und im Abstand verlaufende Ränder haben, die einen Freiraum unterhalb der Durchgangsbahn bo-

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lassen, wobei sie zur Bildung einer Reihe von Elektrodenabschnitten aufwärts gerichtet sind und wobei die Spitzen der Elektrodenabschnitte im wesntlichen mit der Oberfläche des Wirbelbettes zusammenfallen, sobald dies aufgewirbelt wird, sowie eine Reihe örtlicher Korona-Entladungen zu beiden Seiten des durchlaufenden Körpers erzeugen, wodurch auf diesem die elektrostatische Ablagerung einer dünnen, gleichmäßigen Überzugschicht des pulverförmigen Materials erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrodenabschnitte jedes Maschendrahtclcmentcs so geschnitten sind, daß der Längsdraht fortfällt und eine Reihe scharfer, spitzer Drahtenden freigelegt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die koplnnaron Maschendrahtelcmente im wesentlichen horizontal liegen und jeder der aufgerichteten Elektrodenabschnitte im wesentlichen senkrecht zu dem zugehörigen Maschendrahtelement verläuft.

9. Verfahren zur elektrostatischen Ablagerung eines gleichmäßigen dünnen Beschichtungsfilms auf einem langen Metallkörper, gekennzeichnet durch die Ausbildung eines Wirbelbetts in einem im wesentlichen geschlossenen Behälter mit einem Durchlaß für den zu beschichtenden Metallkörper, ferner durch die Beförderung des Metallkörpers in einer im wesentlichen horizontalen Bewegungsbahn oberhalb der Bettoberflächc durch den Durchlaß hindurch sowie durch eine Reihe von Korona-Entladungen auf beiden Seiten des vorbeigoführten Körpers zur Erzeugung einer elektrostatischen Ablagerung des dünnen, gleich-

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mäßigen Beschichtungsfilms aus dem pulverförmigcn Material auf dem Körper, wozu ein Hochspannungsgitter mit zwei koplanar angeordneten Maschendraht elementen vorgesehen wird, die unterhalb der Bettoberflächo liegen und gegenüberliegende, parallel und im Abstand verlaufende Ränder haben, die zwischen sich einen unterhalb der Durchgangsbahn liegenden Freiraum bilden, wobei sie zur Bildung einer Reihe von Elektrodenabschnittcn aufgerichtet sind und wobei die Spitzen der Elektrodenabschnitte im wesentlichen mit der Oberfläche des Wirbelbetts zusammenfallen, sobald dieses aufgewirbelt wird.

lo. Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen eines dünnen Bcschichtungsfilms aus pulverförmigcm Kunststoff auf einen Metallkörper, gekennzeichnet durch die Steuerung der Punkte der Teilchenaufladung auf der Bettoberfläche eines elektrostatischen V/irbelbettes , woesu eine Vielzahl spitzer Korona-Elektrodenabschnitte in geeigneter Weise um den Körper verteilt sind, deren Spitzen im wesentlichen mit der Oberfläche des Bettes zusammenfallen, wenn dieses aufgewirbelt wird.

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