DE3319995A1

DE3319995A1 - Elektrostatisches spritzgeraet

Info

Publication number: DE3319995A1
Application number: DE19833319995
Authority: DE
Inventors: Tsuneyasu Shizuoka Matsuhisa; Hiroshi Shirai
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1982-06-10
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1983-12-15
Also published as: GB8315681D0; GB2124517B; US4597533A; GB2124517A; JPS58190457U; FR2528327B1; FR2528327A1

Description

Elektrostatisches Spritzgerät

Beschreibung

° Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrostatisches Spritzgerät mit Elektrodenplatten zum Reflektieren von geladenen Teilchen aus gespritzer Farbe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes elektrostatisches Drehspritzgerät, das dazu geeignet ist, Farbe auf einem breiten, sich bewegenden Band abzulagern.

Elektrostatische Spritzgeräte verwenden das Prinzip der Elektrophorese, nach dem elektrisch polarisierte Teilchen von einer geerdeten oder entgegengesetzt geladenen Ober- ° fläche angezogen werden. Die übliche elektrostatische Sprühanordnung besteht aus einem Spritzstand und einem Instrument in der Art einer Scheibe, Glocke oder einer Pistole, welches geladene Farbteilchen auf Gegenstände spritzt, die von Hängeeinrichtungen herabhängen, Vielehe

auf einer Fördererschiene bewegt werden. Eine abgemessene Farbmenge wird der sich schnell drehenden Scheibe, Glocke oder Pistole zugeführt. Die Zentrifugalkraft spritzt die Farbe in die Umgebung der Scheibe oder Glocke oder der Nadelspitze der Pistole, welche auf ein hohes negatives Potential aufgeladen ist, wobei die Farbe bei Erreichen der Kante der Scheibe oder der Glocke oder bei Erreichen der Nadelspitze als Ergebnis des Einflusses des konzentrierten elektrostatischen Feldes an diesem Punkt atomi-

siert wird. Da der Gegenstand, der beschichtet werden soll, 30

geerdet ist, werden die fein aufgeteilten, geladenen Teilchen zu seiner Oberfläche hingezogen.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Bemühung,

das oben beschriebene elektrostatische Drehspritzgerät 35

derart zu verändern, daß es dazu geeignet ist, eine gleichmäßige Beschichtung in der Querrichtung auf ein breites, sich bewegendes Metallband aufzubringen.

I \7yjν?Ο

Die Farbteilchen, die von einer üblichen, elektrostatischen Drehbeschichtungsma.schine ausgespritzt werden, erzeugen ein charakterisches kreisför-miges oder ringförmiges Muster. Die

Größe dieses Spritzmusters kann durch Veränderung der Ent-5

fernung zwischen der Drehelektrode und dem zu beschichtenden

Artikel gesteuert werden, jedoch ist die Farbablagerung nicht gleichförmig in Querrichtung zu einer breiten, sich bewegenden Bahn. Dieses Problem könnte dadurch gelöst werden, indem die Beschichtungsmaschine in vielfältige Rich-10

tungen hin- und herbewegt wird, jedoch benötigt dies ein aufwendiges Beschichtungssystem und erhöht die Spritzkosten und die Unterhaltskosten.

_ Daher ist es ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Spritzgerät zu schaffen, das zu einer ständigen und gleichmäßigen Farbaufbringung in der Querrichtung einer sich bewegenden Bahn geeignet ist, ohne zusätzliche Steuerbetätigungen zu benötigen, wie z.B. die ^„ Hin- und Herbewegung der Maschine.

Dieses Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch ein elektrostatisches Drehspritzgerät erreicht, das Elektrodenplatten aufweist, die längs der Flugbahn der Farbteilchen angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zu schaffen, das die Farbteilchen zurückstößt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines üblichen elektrostatischen Drehspritzgerätes;

Figur 2 eine Frontansicht eines Musters einer Beschichtung, die auf einer breiten, sich bewegenden Bahn durch das Gerät gemäß Figur 1 gebildet ist;

Figur 3 ein Diagramm, das die Veränderung "er Farbablagerung in der Querrichtung der Bar.η, wie sie durch das Gerät gemäß Figur 1 geschaffen wird;

Figur 4 eine schematische Seitenansicht des elektrostatischen Drehspritzgerätes gemäi. eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung;

Figur 5 eine Frontansicht des Gerätes von Figur 4, wenn man es in der durch die Pfeile A-A' bezeichneten Richtung betrachtet;

Figur 6 eine Frontansicht eines Beschichtungsmusters, das , c auf einer sich bewegenden Bahn durch das Gerät gemäß der Figuren ¹J und 5 gebildet; wird;

Figur 7 ein Diagramm, das die Veränderung der Farbablagerung in der Querrichtung der Bahn zeigt, wie sie 2Q durch das Gerät gemäß der Figuren - und 5 geschaffen wird;

Figur 8 eine schematische Seitenansicht des elektrostatischen Drehspritzgerätes gemäS eines weiteren Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung;

Figur 9 eine Frontansicht des Gerätes von Figur 8, wenn es in der durch die Pfeile B-B' bezeichneten Richtung betrachtet wird; und

Figur 10 eine grafische Darstellung der Ergebnisse von Spritzversuchen, die mit dem üblichen Gerät gemäß Figur 1 und mit den verbesserten Geräten gemäß Figuren 4 und 8 nach der vorliegenden £rfindung ausgeführt worden sind.

Ein typisches Beispiel eines üblichen elektrostatischen Drehspritzgerätes ist in Figur 1 gezeigt. In einem Sprünstand 1 bewegt sich ein breites Metallband 2 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung. Eine isolierte Halterung enthält einen Druckluftmotor 4 an ihrem einen Ende, der einen negativ geladenen Becher dreht, welcher Farbe zu geladenen Teilchen 6 atomisiert, die auf das Band 2 gerichtet werden. Die Teilchen werden in einem ringförmigen

Muster, wie es in Figur 2 gezeigt ist, abgelagert. Die 10

sich ergebende Ablagerung 7 bedeckt eine kleine Fläche und ist ungleichmäßig in der Querrichtung des Bandes, wie es in Figur 3 gezeigt ist.

. _ Eine Ausführungsbeispiel eines elektrostatischen Drehspritz-ο

gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine Elektrodenplatte 8 (8¹) aufweist, die an einer isolierten Halteeinrichtung 9 (9') gehalten wird und in der Nähe des Bechers 5 angeordnet ist, um ein elektrostatisches Feld zu bilden, das die fliegenden, geladenen Farbteilchen zurückstößt. Die Elektrodenplatte 8 (8¹) ist elektrisch mit dem Druckluftmotor ¹J über einen Draht 10 (10') verbunden und wird auf das gleiche Potential aufgeladen wie

₂_ der Becher 5. Ein Ende der Elektrodenplatte 8 (8¹) ist mit einer eine Luft ausblasenden Röhre 11 (11') verbunden, die einen Luftstrom um die Mitte der Elektrode 8 (8') herum in deren Querrichtung bildet. Eine (nicht dargestellte) Luftpumpe führt Luft zu einer Luftleitung 12 (12·) zu und bläst sie längs der Elektrodenplatte 8 (8') durch einen LuftauslaS 13 (13') an der Röhre 11 (11'). Da die Elektrodenplatte 8 (8') in dem Weg der aufsteigenden (absteigenden) geladenen Farbteilchen angeordnet ist, verändert sie den Weg der aufsteigenen (absteigenden) Teilchen, um sich in der horizontalen Richtung zu verteilen. Selbst wenn diese Korrekturwirkung der Elektrodenplatten 8 (8') unvollständig ist, werden die aufsteigenden (absteigenden) Farbteilchen nicht auf der Platte 8 (8') abgelagert, und zwar Dank der

O Q * O β

■Γ:.*: 331999

. J.

Luftströme, die um die Mitte der Platte 8 (8^r) in deren Querrichtung gebildet sind.

j- Wie in Figur 6 gezeigt ist, ist das Spritzmuster, das durch das erfindungsgeraäße Gerät geschaffen wird, eine längliche Ellipse, und wie in Figur 7 gezeigt ist, bedeckt die erhaltene Ablagerung die gesamte Breite des laufenden Metallbandes und weist ein einheitliches Be-Schichtungsgewicht auf.

Ein anderes Ausführungsbeispiel des elektrostatischen Drehspritzgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 8 und 9 gezeigt. Dieses Ausführungsbei-

2- spiel ist durch eine Luftkammer 14 (14') charakterisiert, die auf der Rückseite sowie um den Mittelpunkt einer durchlöcherten Elektrodenplatte 8 (8') herum in deren Querrichtung befestigt ist. Durch diese Anordnung wird ein Luftstrom durch die Elektrodenplatte 8 (8^f) in

2Q einer Richtung senkrecht zu der Platte zugeführt.

Die Vorteile dieses Gerätes der vorliegenden Erfindung werden durch folgende Beispiele in Verbindung mit einem Vergleichsbeispiel der Ergebnisse der üblichen Technik verdeutlicht. Alle Ergebnisse sind in der Figur 10 dargestellt, in der die Entfernung zwischen dem Ziel und dem Drehbecher in der X-Achse dargestellt ist, während die Beschichtungsbreite in der Y-Achse dargestellt ist.

Vergleichsbeispiel

Elektrostatisches Spritzen wurde mit einem Gerät des i.i Figur 1 gezeigten Types unter folgenden Bedingungen r.jsgeführt:

(1) Grundmaterial: ein Aluminiumband mit 1500 mm Breite,

(2) Drehbecher: ein glockenförmiger Becher (Durchmesser:

5,25 cm), hergestellt durch die Firma Ransburg Corporation,

(3) Entfernung zwischen Grundmaterial und Drehbecher: 300 - 700 mrn,

(4) Drehgeschwindigkeit des Bechers: 21000 Umdrehungen pro

Minute,
5

(5) an den Drehbecher angelegte Spannung: - 90 kV,

(6) Farbe, wasserlösliche Farbe (Festkörperkonzentration: 20 %),

(7) Atomisierungsgeschwindigkeit: 14 cm /Minute.

Die Ergebnisse sind mit der gestrichelten Linie in Figur eingetragen. Bei Erhöhung der Entfernung zwischen dem Band und dem Drehbecher von 300 mm auf 700 mm verbreiterte sich die Beschichtungsbreite von 8OO mm auf 1100 mm, jeaoch war die Beschichtung in der Querrichtung des Bandes ungleichmäßig, wie es in Figur 3 dargestellt ist.

Beispiel 1

Ein elektrostatischen Sprühen wurde mit einem Gerät des in den Figuren 4 und 5 gezeigten Types unter folgenden Bedingungen ausgeführt:

(1) Grundmaterial: ein Aluminiumband mit 1500 mm Breite,

(2) Drehbecher: ein glockenförmiger Becher (Durchmesser: 5,25 cm), hergestellt durch die Ransburg Corporation,

(3) Entfernung zwischen dem Grundmaterial und dem Drehbecher: 450 - 700 mm,

(4) Abmessung der Elektrodenplatten zum Zurückstoßen der Farbe 500 mm Länge, 2000 mm Breite,

(5) Lage der die Farbe zurückstoßenden Elektrodenplatten: 300 mm oberhalb und unterhalb des Drehbechers in einer Entfernung von 400 mm zum Grundmaterial,

(6) Größe der Luftauslässe: 5 mm hoch und 1000 mm breit,

(7) Drehgeschwindigkeit des Drehbechers: 21000 Umdrehungen ^öo pro Minute,

(8) an den Drehbecher angelegte Spannung: - 90 kV,

(9) Farbe: wasserlösliche Farbe (Festkörperkonzentration: 20 %),

β β β β a ι
» * β β * ο *

ο a β

3313995

ο

(10) Atomisierungsgeschwindigkeit: 14 cm /Minute,

(11) lineare Geschwindigkeit des Luftstromes: 14 m/Minute.

Die Ergebnisse sind durch die durchgezogene Linie in Figur 5

10 dargestellt. Wenn der Drehbecher eine Entfernung zum Grundmaterial von 700 mm hatte, war die Beschiehtungsbreite 1500 mmj und die Ablagerung war gleichmäßig über die gesamte Breite des Bandes.

Beispiel 2

Ein elektrostatisches Spritzen wurde mit einem Gerät des in den Figuren 8 und 9 gezeigter. Types ausgeführt. Die

._ Spritzbedingungen waren die gleichen wie jene, die in des ο

Beispiel 1 verwendet wurden, mit Ausnahme der folgenden Abweichungen:

(6) Abmessungen der Löcher in jeder der die Farbe zurück-„„ stoßenden Elektrodenplatten: 1 mm, Entfernung zwischen den Löchern: 3 nun, durchlöcherte Fläche: 300 r.m lang, 600 mm breit,

(11)lineare Geschwindigkeit des Luftstromes: 0,5 m/Sekunde

2^ Die Ergebnisse waren im wesentlichen die gleichen, wie diejenigen, die in dem Beispiel 1 erhalten wurden.

Wie sich aus den oben genannten Daten ergibt, hat die elektrostatische Spritzmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine einfache Bauweise, wobei eine einzige Maschine dazu fähig ist, eine gleichmäßige Beschichtung auf einem sich bewegenden, breiten Metallband aufzubringen, wobei diese Beschichtung in der Querrichtung des Bandes gleichförmig ist. Unterstützende Vorteile liegen darin, daß die die Farbe zurückstoßenden Elektrodenplatten bei einer Kombination mit Luftströmen den Sprühstand sauber und rein halten.

Es sei angemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sind, sondern daß verschiedene Veränderungen ohne Abweichung vom Schütz- -bereich ausgeführt werden können. Beispielsweise können die zu beschichtenden Gegenstände jegliche Form haben, wenn die Gegenstände elektrisch leitend sind. Der Drehbecher muß nicht glockenförmig sein, sondern kann ebenso als Scheibe oder Pistole ausgeführt sein. Die Farbe kann entweder eir.e

.-auf Wasser aufgebaute Farbe sein oder eine auf einem organischen Lösungsmittel aufgebaute Farbe sein. Darüber hinaus können andere Beschichtungen mit geladenen Teilchen verwendet werden. Das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter verschiedensten Bedingungen betrieben werden. Bei dem

j5 Gerät der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Art können die Löcher in den die Farbe zurückstoßenden Elektroden elliptisch, rechteckig oder schlitzförmig sein. Diese Formen können miteinander oder mit Kreisformen kombiniert sein. Derartige Abwandlungen liegen selbstverständlich innerhalb des Schucz-Bereiches der vorliegenden Erfindung.

Claims

Patentansprüche

2Q\jy Elektrostatisches Drehspritzgerät mit einer Einrichtung zum Spritzen von geladenen Teilchen eines Beschichtungsmaterials auf ein Grundmaterial, gekennzeichnet durch Elektrodenplatten (8, 8'), die längs der Flugbahn csr Teilchen angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zum Ab-

stoßen der Teilchen zu schaffen.
2. Elektrostatisches Drehspritzgerät nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11, 14) zum Formen eines Luftstromes auf der Vorderseite 30 von jeder Elektrodenplatte (8, 8^!) in einer Querrichtung zu dieser.
3- Elektrostatisches Drehspritzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Luft-35 strom formende Einrichtung (11, 14) eine Luftblasröhre (11, 11') aufweist, die an einem Ende von jeder Elektroäer.-platte (8, 8·) angebracht ist, um Luft über die Platten

(8, 8^f) zu blasen.
4. Elektrostatisches Drehspritzgerät nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die den Luft-5

strom formende Einrichtung (11, 14) eine Luftkammer OM enthält, die auf der Rückseite von jeder Elektrode (8, 8') befestigt ist, wobei die Elektrodenplatten (8, 8') durchlöchert sind, um einen Luftstrom zu erzeugen, der senkrecht zu den Platten (8, 8¹) fließt.
5. Elektrostatisches Drehspritzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom wenigstens in der Nähe eines Mittelabschnittes von jeder Elektrodenplatte (8, 8') geformt wird.
6. Elektrostatisches Drehspritzgerät nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenplatten (8, 8') wenigstens in der Nähe eines Mittelab-

_2n schnittes der Elektrodenplatten durchlöchert sind.
7. Ein elektrostatisches Spritzgerät mit einer Einrichtung zum Spritzen von geladenen Teilchen eines Beschichtungsmaterials auf ein Grundmaterial, gekennzeichnet

2g durch eine Einrichtung (8, 8') zum Erzeugen eines elektrischen Feldes der gleichen Polarität wie die geladenen Teilchen, um die geladenen Teilchen abzulenken und um die Verteilung der Teilchen, die an dem Grundmaterial ankommen, im wesentlichen gleichmäßig zu gestalten.