CS211309B1

CS211309B1 - A method for producing an organic coating, in particular for surface treatment of shaped defects

Info

Publication number: CS211309B1
Application number: CS721979A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Navara
Original assignee: Vaclav Navara
Priority date: 1979-10-24
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález spadá do oboru povrchových úprav a řeší způsob výroby organického povlaku, sloužícího a určeného k zakrytí povrchových nedostatků kovových dílů. Podle vynálezu se tento povlak vyrébí elektrostatickým nanéěením práškového plastu s následným stavením, popřípadě vytvrzením vzniklého povlaku. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se na upravený předmět nanese vrstva pigmentovaného práškového plastu.a na ni, rovněž elektrostaticky, práškový plast nepigmentovaný. Výhodné je použít při nanášení nepigmentovaného práškového plastu napětí elektrostatického pole nejméně o 10 kV vyšší než při nanášení pigmentovaného práškového plastu, nebot tak se dosáhne souvislé vrstvy nepigmentovaného plastu. Vynález je možno využívat ve všech oborech strojírenství.The invention falls within the field of surface treatments and addresses a method of producing an organic coating, serving and intended to cover surface defects of metal parts. According to the invention, this coating is produced by electrostatic application of powdered plastic with subsequent setting or hardening of the resulting coating. The essence of the invention lies in the fact that a layer of pigmented powdered plastic is applied to the treated object, and on it, also electrostatically, a non-pigmented powdered plastic. It is advantageous to use an electrostatic field voltage at least 10 kV higher when applying non-pigmented powdered plastic than when applying pigmented powdered plastic, since in this way a continuous layer of non-pigmented plastic is achieved. The invention can be used in all fields of mechanical engineering.

Description

Vynález se týká způsobu výroby organického povlaku, zejména pro povrchovou úpravu ploch-s tvarovými nedostatky. Je vhodný pro dily zejména kovové, na nichž jsou plochy, vykazující některé nedokonalosti, způsobené výrobou dílů. Takovými nedokonalostmi ploch jsou např. makronerovnosti u plechových dílů - zvlnění, důlky, rysky apod., výronky u výkovků, stopy po vtocích nebo švy v dělicí rovině u odlitků, stopy po nástrojích nebo jiné vady způsobené výrobou. . 'The invention relates to a process for the production of an organic coating, in particular for the treatment of surfaces with shape defects. It is suitable for metal parts, in particular, on surfaces showing some imperfections due to the manufacture of parts. Such surface imperfections are, for example, macronerities in sheet metal parts - corrugations, dimples, lines, etc., forgings for forgings, traces of birds or seams in the dividing plane for castings, traces of tools or other manufacturing defects. . '

Aby se tyto vady neobjevovaly na výrobcích, odstraňuji se někdy tmelením. Tmelem se vyplní prohlubně na výrobku, tmel se po zatvrdnutí přebroúsí a díl se opatří nátěrem. Tmelení a broušení.tmelu je však velmi pracné á časově náročné. Navíc je povrchová úprava tmelením nekvalitní, především z hlediska mechanického namáhání. Aby se tmely dobře brousily» jsou silně plněny a jsou proto málo pružné. U součástí silně namáhaných,'zvláště dynamicky, dochází k popraskání tmelu,, a tím k porušení celého povlaku.To prevent these defects from appearing on the products, I sometimes remove them by sealing. The filler is filled with recesses on the product, the filler is sanded after hardening and the part is painted. However, cementing and grinding is very laborious and time consuming. In addition, the surface treatment by cementing is of poor quality, especially in terms of mechanical stress. For good grinding »the fillers are heavily filled and are therefore less flexible. Heavily stressed components, particularly dynamically, crack the sealant and thereby break the entire coating.

Aby se nemusely plochy s tvarovými nedostatky tmelit, byly vyvinuty a používají se nátěrové hmoty, které dávají záměrně nerovný,.v jistém smyslu defektní povrch. Jsou to např. nátěrové hmoty krystalické, čeřínkové, tepané emaily apod. Rovnoměrným rozložením defektů nátěru po ploše se opticky zakryjí nedostatky základní kovové plochy. Na rozdíl od tmeleni zde tvarové nedostatky základní plochy zůstávají, při zběžném pohledu však nejsou okem patrny. Ztrácejí se v záměrně vyvolané nerovnosti nátěru.In order not to have to be sealed by areas with shape deficiencies, coatings have been developed and used which give a deliberately uneven, in some sense defective surface. These include, for example, crystalline coatings, garlic, hammered enamels, etc. The uniform distribution of paint defects across the surface visually conceals the defects of the base metal surface. Unlike cementing, the shape deficiencies of the base surface remain here, but from a cursory point of view they are not visible to the eye. They are lost in deliberately induced paint irregularities.

Všechny tyto povlaky se vyrábějí z tekuté nátěrové hmoty, která se nanese na plochu stříkáním, máčením, elektrostaticky, nátěrem štětcem nebo jinou známou metodou a vytvrdí se podle typu nátěrové hmoty sušením na vzduchu nebo vytvrzováním keramickým, popřípadě katalytickým.All of these coatings are made of a liquid paint which is applied to the surface by spraying, dipping, electrostatic, brushing or other known method and cured according to the type of paint by air-drying or ceramic or catalytic curing.

Nevýhodou těchto znémých způsobů výroby organických povlaků na plochách s tvarovými nedostatky je nerovný povrch vzniklých povlaků. Nerovnost těchto povlaků bývá obvykle větší než nerovnost původního povrchu kovu, zatímco u běžných nátěrů je tomu naopak. Nerovný povrch povlaků se obtížně čistí a naopak velmi snadno znečistí. To je na závadu hlavně u výrobků, kde je čistota nutná pro jejich správnou funkci, např. u optických přístrojů, vybavení laboratoří, nemocnic apod.A disadvantage of these known methods of producing organic coatings on areas with shape deficiencies is the uneven surface of the coatings formed. The unevenness of these coatings is usually greater than the unevenness of the original metal surface, while in conventional coatings the opposite. Uneven coating surfaces are difficult to clean and very dirty. This is mainly a defect in products where cleanliness is required for their proper functioning, eg optical instruments, laboratory equipment, hospitals, etc.

Uvedené nevýhody se do značné míry odstraňují způsobem výroby organického povlaku, zejména pro povrchovou úpravu ploch s tvarovými nedostatky, podle vynálezu. Vynález využívá známého způsobu vytváření povlaků z práškových plastů elektrostatickým nanesením vrstvy plastu a následným tepelným roztavením a popřípadě vytvrzením vzniklého povlaku, a jeho podstata spočívá v tom, že se na upravovaný předmět nanese nejprve elektrostaticky vrstva práškového plastu pigmentovaného a potom, rovněž elektrostaticky, práškový plast nepigmentovaný.These disadvantages are largely eliminated by the process for the production of an organic coating, in particular for the surface treatment of areas with shape defects, according to the invention. The present invention utilizes a known method of coating plastics plastics by electrostatic coating of a plastics layer and subsequent thermal melting and possibly curing of the resulting coating, which consists in applying to the article to be treated electrostatically a pigmented plastic powder layer and then also electrostatically powdered plastics material. unpigmented.

Při elektrostatickém nanášení práškových plastů se částice plastu nabíjejí na vysoký potenciál a jsou elektrickými silami přitahovány k uzemněnému, většinou kovovému, předmětu. Na tomto předmětu vytvoří vrstvu plastu, která Si podržuje získaný elektrický náboj po dlouhou dobu. Elektrický náboj vrstvy působí proti elektrické síle přitahující další částice, takže se rychlost růstu vrstvy stále zmenšuje. Tloušlka vrstvy se blíží asymptoticky mezní tloušíce, kterou určuje použité napětí, nikdy ji však nedosáhne, takže vždy je možno k vrstvě přidat ještě další částice.In the electrostatic application of powdered plastics, the plastic particles are charged to a high potential and are attracted by an electrical force to a grounded, mostly metallic, object. On this object, it forms a layer of plastic which retains the electrical charge obtained for a long time. The electrical charge of the layer counteracts the electric force attracting other particles, so that the rate of growth of the layer decreases steadily. The layer thickness approaches an asymptotically boundary thickness determined by the applied stress, but never reaches it, so that additional particles can always be added to the layer.

Povlak z práškového plastu se tvoří nejprve na místech s největším gradientem potenciálu, tedy na hrotech, místech vypouklých apod. Pomaleji se tvoří povlak na místech rovných a ještě pomaleji na místech vydutých. Jestliže se však na místech vypouklých tloušlka vrstvy blíží,tloušíce mezní, usazuje se povlak i na místech rovných a nakonec i na místech vydutých. Povlak práškového plastu má proto rovnoměrnější tloušlku než elektrostatický nátěr vytvářený z tekuté nátěrové hmoty.The powder plastic coating is first formed at places with the highest potential gradient, ie at spikes, convex spots, etc. The coating is formed more slowly at flat places and even slower at concave places. If, however, the thickness of the layer is approaching at the points of convex, thicker, the coating settles in even places and finally in concave places. The powdered plastic coating therefore has a more uniform thickness than the electrostatic coating formed from the liquid paint.

21.130921.1309

Podle předchozího není tvorba povlaku vlastně nikdy zcela dokončena. Přeruší-li se pro to nanášení práškového plastu pigmentovaného, potom je mošno vidy nanést ještě něco plastu nepigmentovaného, i tehdy, jestliže se při tom použije stejného napětí. Podle toho., v jaké fázi se přeruší nanášení pigmentovaného plastu, vznikne vrstva nepigmentovaného plaetu více či méně souvislá. Jestliže se přeruší nanášení pigmentovaného plastu až v okamžiku, kdy jsou pokryta vrstvou plastu i místa vydutá nebo jinak elektricky stíněná, potom je vzniklá vrstva plastu nepigmentovaného vždy nesouvislá.According to the foregoing, coating formation is never completely completed. If the application of the pigmented powdered plastic is interrupted for this, then it is possible to apply still some non-pigmented plastic, even if the same tension is applied. Depending on the phase at which the application of the pigmented plastic is discontinued, the non-pigmented plaque layer becomes more or less continuous. If the application of the pigmented plastic is interrupted only when they are covered with a layer of plastic and also concave or otherwise electrically shielded, then the resulting layer of non-pigmented plastic is always discontinuous.

Aby se dosáhlo souvislé vrstvy nepigmentovaného plastu, je třeba podle vynálezu zvýšit při nanášení nepigmentovaného plastu použité napětí, a to nejméně o 10 kV.In order to achieve a continuous layer of unpigmented plastic, the applied voltage according to the invention must be increased by at least 10 kV when applying the unpigmented plastic.

Po nanesení práškového plastu pigmentovaného i nepigmentovaného se vzniklá vrstva známým způsobem působením tepla staví á popřípadě, jedná-li se o termoset, i vytvrdí.After application of the pigmented and unpigmented powdered plastic, the resulting layer is cured in a known manner and possibly cured if it is a thermoset.

Je-li horní vrstva nepigmentovaného plastu souvislá, potom se nátěr, vzniklý tímto způsobem, skládá ze dvou vrstev: horní průhledné vrstvy, která vznikla přetavením a slinutím nepigmentovaného práškového plechu a spodní neprůhledné vrstvy, která vznikla z práškového plastu pigmentovaného. Rozhraní mezi těmito dvěma vrstvami je nerovné a tvoří vlastně opticky povrch předmětu, přotože se zde odráží převážná část světelných paprsků, které na předmět dopadají. Předmět se proto zdá přo oko hrubý a nerovný svíce méně pravidelně rozloženými nerovnostmi, a tím se zakrývají nedokonalosti upravované plochy. Ve skutečnosti je však povrch hladký, takže se snadno udržuje čistý.If the top layer of the unpigmented plastic is continuous, then the coating formed in this way consists of two layers: an upper transparent layer formed by remelting and sintering the unpigmented powder sheet and a lower opaque layer formed from pigmented plastic powder. The interface between the two layers is uneven and actually forms the surface of the object, since it reflects most of the light rays that strike the object. Therefore, the object appears rough and uneven, with less regularly distributed inequalities, thus obscuring the imperfections of the treated area. In fact, the surface is smooth, so it is easy to keep clean.

Není-li horní vrstva nepigmentovaného plastu souvislá, a dokonce i tehdy, je-li tvořena jen jednotlivými izolovanými zrny plastu, potom tato zrna tvoří rovněž opticky nerovnosti povrchu a působí tedy rovněž tak, že zakrývají tvarové nedokonalosti plochy. Vrchní nepigmentovanou vrstvu je tedy možno volit souvislou nebo nesouvislou, podle toho, jaké požadavky se kladou na vzhled výrobku. V obou případech se dosáhne zakrytí tvarových nedostat ků upravované plochy.If the top layer of the unpigmented plastic is not continuous, and even if it consists only of individual insulated plastic grains, these also form optically surface irregularities and thus also act to mask the shape imperfections of the surface. Thus, the unpigmented topsheet may be selected as a continuous or discontinuous one, depending upon the requirements of the appearance of the article. In both cases, the shape deficiencies of the treated surface are covered.

Je třeba ovšem zdůraznit, že na rozdíl od tmelení se nedokonalosti plochy neodstraňují; jen se optickým působením nerovnosti povrchu stávají méně patrné. Je to v podstatě stejné jako u známých povlaků s defektním povrchem — krystalické, čeřínkové, tepané emaily, s tím důležitým rozdílem, že povrch u povlaků podle vynálezu je jen zdánlivě, nikoli skutečně nerovný.It should be stressed, however, that unlike cementing, surface imperfections are not eliminated; they only become less noticeable by the optical effect of surface irregularities. This is essentially the same as the known coatings with defective surfaces - crystalline, garlic, hammered enamels, with the important difference that the surface of the coatings of the invention is only seemingly, not truly uneven.

Pro povlak podle vynálezu je vhodné použít především práškové plasty s takovým typem pojivá, které je. v nepigmentovaném stavu průhledné, např. akryláty, polystyrén apod., avěak není vyloučeno ani použití pojiv, která jsou v nepigmentovaném stavu jen průsvitná v tenké vrstvě.For the coating according to the invention, it is particularly advantageous to use powder plastics with a type of binder which is. in the unpigmented state transparent such as acrylates, polystyrene and the like, however, the use of binders which, in the unpigmented state, are only translucent in a thin layer is not excluded.

Zajímavých a atraktivních optických dčinků je možno dosáhnout tím, že se horní průhled ná vrstva transparentně zbarví, např. organickými barvivý. Vzhledem k tomu, že rozhraní obou vrstev je nerovné, mé horní průhledná vrstva různou tloušlku, a tím se i různě projeví účinek transparentního zbarvení. Při vhodné volbě barev spodní vrstvy a horní transparentně zbarvené vrstvy je možno dosáhnout zajímavého dekorativního účinku, který navíc zesiluje účinek zakrytí nedokonalostí povrchu.Interesting and attractive optical effects can be achieved by making the upper transparent layer transparent, for example, with organic dyes. Since the interface between the two layers is uneven, my top transparent layer has a different thickness, and thus the effect of the transparent coloring is manifested differently. By selecting the colors of the backing layer and the top of the transparently colored layer, an interesting decorative effect can be achieved, which in addition enhances the effect of covering surface imperfections.

Účinek transparentního zbarvení je možno jeětě zesílit použitím hliníkového pigmentu pro spodní pigmentovanou vrstvu plastu.The effect of the transparent color can be further enhanced by using an aluminum pigment for the lower pigmented plastic layer.

Popsaný způsob výroby organického povlaku je možno pozměňovat např. tak, že místo vrchní vrstvy nepigmentovaného práškového plastu se nanáší směs práškového plastu pigmentovaného a nepigmentovaného, popřípadě se přo celou vrstvu použije jen tato směs práškového plastu pigmentovaného a nepigmentovaného.The described process for the production of an organic coating can be modified, for example, by applying a mixture of pigmented and unpigmented plastic powder or, alternatively, only this mixture of pigmented and unpigmented plastic powder over the entire layer.

Příklad provedeníExemplary embodiment

Na odlitek krytu elektromotoru se nanese polyesterová nátěrová hmota prášková, ve svět le žlutozelené barvě, elektrostaticky při napětí zdroje 60 kV. Na tuto vrstvu se rovněž . elektrostaticky při napětí zdroje 90 kV nanese transparentní polyesterová nátěrová hmota prášková, zbarvená modře. Potom se kryt vloží do pece s teplotou 180 °C na dobu 30 minut; v peci se obě vrstvy povlaku roztaví a vytvrdí.Polyester powder paint in light yellow-green color is electrostatically applied to the casting of the electric motor at the source voltage of 60 kV. On this layer also. electrostatically, at a voltage of 90 kV, apply a transparent polyester powder coating, colored blue. The cover is then placed in an oven at 180 ° C for 30 minutes; in the furnace, both layers of the coating melt and cure.

Výsledný povla má barvu zelenou, která někde přechází do žlutější, a to ve světlejších místech, v místech tmavších je modřejší. Tím se zesiluje kontrastní účinek nerovnosti spodní pigmentované vrstvy nátěru. Při bočním osvětlení se povrch spodní, zelené nátěrové vrstvy jeví nerovný, a tím zakrývá nedostatky povrchu předmětu, které by se právě při bočním osvětlení výrazně objevily.The resulting coating has a green color, which somewhere turns yellower, in lighter areas, in darker areas it is bluer. This enhances the contrast effect of the unevenness of the lower pigmented coating layer. In the case of side lighting, the surface of the lower green coating appears uneven, thus obscuring the surface deficiencies of the object that would appear significantly in the side lighting.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for the production of an organic coating, in particular for surface treatment of surfaces with shape deficiencies, by electrostatic application of powdered plastic followed by setting or curing of the resulting coating, characterized in that:. a layer of pigmented powdered plastic is applied to the object to be treated and electrostatically unpigmented powdered plastic is also applied thereto.

2. The method of claim 1 wherein the unpigmented powdered plastic is applied at an electrostatic field voltage that is at least 10 kV higher than the electrostatic field voltage at which the pigmented powder plastic is applied.