DD253647B1

DD253647B1 - METHOD FOR POWDER ENAMELING

Info

Publication number: DD253647B1
Application number: DD29636886A
Authority: DD
Inventors: Bernd-Peter Schumacher; Wilfried Galle; Christel Sickert
Original assignee: Waermegeraete & Armaturenwerk
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-12-14
Also published as: EP0268211B1; CS785487A1; EP0268211A2; ES2031109T3; DD253647A1; SU1581777A1; DE3779054D1; EP0268211A3

Abstract

Bei diesem Verfahren zum Auftragen von Emailpulver auf Werkstücke unter Zusatz von Schutzgas werden bekannte Vorrichtungen, wie Sprühgeräte, Sprühraum, verwendet. Um das Aufladeverhalten des Emailpulvers zu verbessern, die Möglichkeit der Entladung zu verhindern und damit die Sprühausbeute und die Pulverhaftung auf dem Werkstück zu erhöhen, wird der Pulverauftrag unter Zusastz von C0,-haltigem Gas durchgeführt.In this method for applying enamel powder on workpieces with the addition of inert gas known devices, such as sprayers, spray room, are used. In order to improve the charging behavior of the enamel powder, to prevent the possibility of discharge and thus to increase the spray yield and the powder adhesion to the workpiece, the powder application is carried out under the influence of C0, -containing gas.

Description

field of use

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen von elektrostatisch versprühbarem Emailpulver auf Werkstücke unter Zusatz von Schutzgas.The invention relates to a method for applying electrostatically sprayable enamel powder on workpieces with the addition of inert gas.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt und Stand derTechnik, Emailpulver, d. h. pulverisierte, hydrophobierte Emailfritten u. dgl. in Luft zu suspendieren, in dieser Form einem Sprühgerät zuzuführen und dort unter Einfluß eines elektrischen Feldes zu versprühen, wobei das elektrische Feld durch eine Hochspannung erzeugt wird.It is known and state of the art, enamel powder, d. H. pulverized, hydrophobized enamel frits u. Like. To suspend in air, to supply in this form a sprayer and to spray there under the influence of an electric field, wherein the electric field is generated by a high voltage.

So beschreibt beispielsweise die DE-OS 2715128 ein Verfahren zum Aufbringen eines verglasbaren Emails auf metallische Werkstücke mittels Erzeugung eines kräftigen gerichteten elektrostatischen Feldes, welches das geladene Pulver auf das Werkstück leitet.Thus, for example, DE-OS 2715128 describes a method for applying a vitrifiable enamel on metallic workpieces by generating a powerful directional electrostatic field, which conducts the charged powder on the workpiece.

im Unterschied zur elektrostatischen Beschichtung mit organischen Pulvern sind die Partikel von Emailpulver zunächst nicht ohne zusätzliche technologische Mittel, wie z. B. Umhüllen mit Silikonverbindungen, elektrostatisch versprühbar, da sie eine anorganische Zusammensetzung aufweisen und die erforderlichen hohen elektrischen Oberflächenwiderstände nicht vorliegen.In contrast to the electrostatic coating with organic powders, the particles of enamel powder are not initially without additional technological means such. As enveloping with silicone compounds, electrostatically sprayed because they have an inorganic composition and the required high surface electrical resistances are not present.

Andererseits sind Emailpulverluftgemische nicht explosibel. Die mit den bekannten Aufbereitungsverfahren hergestellten Emailpulver unterliegen während des Auftragsprozesses in hohem Maße im Gegensatz zu Kunststoffpulvern der negativen Beeinflussung durch Luftfeuchte und Temperatur.On the other hand, enamel powder air mixtures are not explosive. During the application process, the enamel powders produced by the known preparation processes are to a great extent, in contrast to plastic powders, negatively influenced by atmospheric humidity and temperature.

Aus diesem Grunde ist allen bekannten Verfahren gemeinsam, daß die Geschwindigkeit und das Ergebnis der Beschichtung (aufgetragene Schichtdicken) in hohem Maße vom Feuchtigkeitsgehalt und der Temperatur der zur Suspendierung verwendeten und der anderweitig in den Sprühraum einströmenden Luft abhängig sind. Aus diesem Grund muß die zur Suspendierung und zum Transport des Emailpulvers verwendete Luft getrocknet und der Sprühraum klimatisiert werden.For this reason, it is common to all known processes that the speed and the result of the coating (applied layer thicknesses) are highly dependent on the moisture content and the temperature of the air used for suspension and otherwise flowing into the spray space. For this reason, the air used to suspend and transport the enamel powder must be dried and the spray room conditioned.

Für eine hohe Sprühausbeute einerseits und eine gute Haftung des Pulvers auf dem Werkstück andererseits sind enge Grenzen von Temperatur und Luftfeuchte einzuhalten. Außerdem sind Alterungsvorgänge des im Kreislauf befindlichen Oversprays nicht zu vermeiden, so daß sie Qualitätsnachteile des Emailüberzuges bewirken. Obwohl bisher ein hoher apparativer Aufwand erforderlich ist, erfolgt eine zunehmende Anwendung dieser Technologien auf Grund ihrer Produktivität und Umweltfreundlichkeit.For a high spray yield on the one hand and good adhesion of the powder on the workpiece on the other hand, strict limits of temperature and humidity must be maintained. In addition, aging processes of the circulating overspray can not be avoided, so that they cause quality disadvantages of the enamel coating. Although a high expenditure on equipment is required so far, an increasing use of these technologies due to their productivity and environmental friendliness.

In der DD-PS 142664 und in der DE AS 2451672 sind Verfahren zum elektrostatischen Aufsprühen von organischen Beschichtungspulvem auf vorerhitzte Werkstücke aus Metall beschrieben, bei denen neben anderen technologischen Besonderheiten des Aufsprühen der Beschichtungspulver mit Inertgas erfolgt, d.h., daß die zur Beschichtung vorgesehenen Werkstücke zum Schutz vor Feuchtigkeitsablagerungen erwärmt sind und zum Zweck der Verhinderung der Oxydation der Werkstücke und zur Senkung der Explosionsgefahr des Kunststoffpulver-Luftgemisches der Einsatz von Inert- oder Schutzgas notwendig ist.In DD-PS 142664 and in DE AS 2451672 processes for the electrostatic spraying of organic Beschichtungspulvem are described on preheated metal workpieces, which takes place in addition to other technological peculiarities of spraying the coating powder with inert gas, ie, that the provided for coating workpieces for Protection against moisture deposits are heated and for the purpose of preventing the oxidation of the workpieces and to reduce the risk of explosion of the plastic powder-air mixture, the use of inert or inert gas is necessary.

Die Verwendung dieser Lösung für das Beschichten mit Emailpulver ist auf Grund der konstruktiven Ausgestaltung der verwendeten Vorrichtung und des technologischen Verfahrensablaufes nicht gegeben, da elektrostatisch versprühbare Emailpulver nicht qualitätsgerecht auf erhitzten Materialien haften. Weiterhin ist der Einsatz von Inertgas für Emailpulver in diesem Zusammenhang nicht erforderlich, da Emailpulver nicht explosibel ist. In ähnlicher Weise ist die in DE-GM 1977751 beschriebene Anordnung zum gleichmäßigen Austritt des Pulvers aus einem schräggestellten Vorratsbehälter unter Zusatz von Inert- oder Löschgasen einer elektrostatischen Sprühvorrichtung zu sehen.The use of this solution for coating with enamel powder is not given due to the structural design of the device used and the technological process flow, since electrostatically sprayable enamel powder does not adhere to quality heated materials. Furthermore, the use of inert gas for enamel powder in this context is not necessary because enamel powder is not explosive. Similarly, the arrangement described in DE-GM 1977751 for uniform discharge of the powder from a tilted reservoir with the addition of inert or quenching gases of an electrostatic spray device to see.

Den bekannten Verfahren zur elektrostatischen Emailpulverbeschichtung ist gemeinsam, daß ein hoher apparativer Aufwand erforderlich ist, um die Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen im Toleranzbereich zu halten und damit eine gleichbleibende Qualität der Beschichtung zu gewährleisten, wobei die Sprüh- und Abscheideraten unterschiedlich sind und dadurch Schichtdickenunterschiede unvermeidbar sind.The known method for electrostatic enamel powder coating has in common that a high expenditure on equipment is required to keep the temperature and humidity fluctuations in the tolerance range and thus to ensure a consistent quality of the coating, wherein the spray and deposition rates are different and thereby layer thickness differences are unavoidable ,

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung der Effektivität der elektrostatischen Emailpulverbeschichtung, eine Minimierung der Schichtdickenunterschiede und eine Verringerung der Investitionskosten.The object of the invention is to improve the effectiveness of the electrostatic enamel powder coating, to minimize the differences in layer thickness and to reduce investment costs.

Essence of the invention

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren zum Auftragen von elektrostatisch versprühbarem Emailpulver auf Werkstücke unter Zusatz von Gas zu schaffen, durch das mittels erhöhter Sprüh- und Abscheideraten die Schichtdickenunterschiede auf ein Minimum gesenkt werden und die Abhängigkeit von Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen reduziert wird.The invention, as characterized in the claims solves the problem to provide a method for applying electrostatically sprayable enamel powder on workpieces with the addition of gas, by means of increased spray and deposition rates, the layer thickness differences are reduced to a minimum and the dependence is reduced by temperature and humidity fluctuations.

Dabei wird unter dem Begriff elektrostatischer Pulverauftrag der Prozeß der Aufladung der Emailpartikel, die Wanderung derselben zum Werkstück und die anschließende Abscheidung der Partikel auf dem Werkstück verstanden. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß durch den Zusatz von CO2 das Aufladeverhalten des Emailpulvers verbessert, gleichzeitig die Möglichkeit der Entladung verhindert, damit die Sprühausbeute gesteigert und die Pulverhaftung auf dem Werkstück erhöht wird. Des weiteren wird die Abhängigkeit des Beschichtungsprozesses von Temperatur und Luftfeuchtigkeit der umgebenden Arbeitsatmosphäre reduziert, die Effektivität der elektrostatischen Emailpulverbeschichtung wesentlich verbessert, wobei gleichzeitig die Investitionskosten durch Verringerung der notwendigen Einrichtungen, wie Klimatisierungseinrichtungen für den Sprühraum, Anzahl der notwendigen Sprühgeräte, gesenkt und durch die Erzeugung einer gleichmäßigen Schichtdicke die Schichtdickenunterschiede auf ein Minimum reduziert werden.The term electrostatic powder application means the process of charging the enamel particles, the migration of the same to the workpiece and the subsequent deposition of the particles on the workpiece. The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in that the charging behavior of the enamel powder improves by the addition of CO2, at the same time prevents the possibility of discharge, so that the Sprühausbeute increased and the powder adhesion to the workpiece is increased. Furthermore, the dependence of the coating process of temperature and humidity of the surrounding working atmosphere is reduced, the effectiveness of the electrostatic enamel powder coating substantially improved, while reducing the investment costs by reducing the necessary facilities, such as air conditioning facilities for the spray room, number of necessary sprayers, and by the generation a uniform layer thickness the layer thickness differences are reduced to a minimum.

embodiments

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments:

example 1

Zum Beschichten eines Werkstückes, z. B. eines Backraumes eines Elektroherdes mit elektrostatischem Emailpulver wird unter Verwendung bekannter Vorrichtungen, wie Auftragskabine mit mehreren Sprühpistolen, denen das aufbereitete Emailpulver zugeführt wird. Hochspannungsgenerator, Förderkette zur Werkstückförderung und dgl., der Pulverauftrag durchgeführt. Dabei wird das zum Versprühen vorgesehene ungeladene Emailpulver mittels CO₂-haltigem Gas aus dem Pulvervorratsbehälter gefördert und den Sprühpistolen zugeführt, wobei die elektrostatische Aufladung des Emailpulvers unmittelbar in den Sprühpistolen über Elektroden erfolgt. Gleichzeitig kann vorteilhaft der Auftragskabine über vorhandene Öffnungen ebenfalls zur Verbesserung der Pulverhaftung auf dem Werkstück CO₂ zugeführt werden. Infolge der vorbestimmten Anordnung der Sprühpistolen und der Ausbildung eines elektrostatischen Feldes werden die Pulverpartikel auf das vorbei geführte Werkstück aufgebracht.For coating a workpiece, for. B. a baking chamber of an electric range with electrostatic enamel powder is using known devices, such as application cabin with multiple spray guns, which is supplied to the processed enamel powder. High-voltage generator, conveyor chain for workpiece conveyance and the like., The powder application performed. In this case, the intended for spraying uncharged enamel powder is conveyed by CO ₂ -containing gas from the powder reservoir and fed to the spray guns, wherein the electrostatic charging of the enamel powder takes place directly in the spray guns via electrodes. At the same time, the application booth can advantageously also be fed via existing openings to improve the powder adhesion to the workpiece CO ₂ . Due to the predetermined arrangement of the spray guns and the formation of an electrostatic field, the powder particles are applied to the passing workpiece.

Example 2

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden bei notwendigen Einzelbeschichtungen im Regelfall keine Klimatisierungsmaßnahmen durchgeführt. Demzufolge schwanken bei den bekannten Verfahren die beim Emailpulverauftrag auftretenden Schichtdicken in Abhängigkeit von Raumtemperatur und Raumluftfeuchte sehr stark. Durch den Zusatz von CO₂ zu der für den Transport vom Pulvervorratsbehälter zur Sprühpistole verwendeten Druckluft im Verhältnis 2 Teile Luft zu 1 Teil CO2 wird die Sprüh- und Abscheiderate um etwa 20% erhöht. Die auf dem Werkstück haftende Pulvermenge erhöht sich um etwa 10%. Weiterhin wird bei verschiedenen äußeren klimatischen Bedingungen eine Konstanz des Beschichtungsergebnisses erreicht, die unter den natürlich wechselnden Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchte) bei Anwendung bekannter Verfahren nicht mögiich ist.In a further embodiment, in the case of necessary individual coatings, as a rule, no air-conditioning measures are carried out. Consequently, in the known methods, the layer thicknesses occurring during the application of enamel powder vary greatly depending on the room temperature and the room air humidity. By adding CO ₂ to the compressed air used for the transport from the powder reservoir to the spray gun in a ratio of 2 parts air to 1 part CO ₂ , the spray and deposition rate is increased by about 20%. The amount of powder adhering to the workpiece increases by about 10%. Furthermore, a constant of the coating result is achieved at different external climatic conditions, which is not possible under the naturally changing conditions (temperature, humidity) using known methods.

Example 3

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird in einer Anlage, in der Herdaußenteile an einer laufenden Förderkette mittels Pulveremaillierung beschichtet werden, zum Pulvertransport ein CO₂-Luftgemisch (1:3) verwendet. Die Spühausbeute erhöht sich um etwa 15%.According to a further embodiment, a CO ₂ -air mixture (1: 3) is used for powder transport in a system in which outer hearth parts are coated on a running conveyor chain by means of powder enameling. The sputtering yield increases by about 15%.

Der Sprühkabine wird anstelle klimatisierter Luft (25⁰C, 45 "Crel. Feuchte) Raumluft und CO₂-haltiges, entwässertes Abgas eines Emaillierofens zugeführt. Die Pulverhaftung verbessert sich um etwa 15%. Dadurch und durch die erhöhte Sprühausbeute kann die Anzahl der erforderlichen Sprühpistolen von vorher 12 auf 10 verringert werden. Ferner ergibt sich durch die erreichte gleichmäßigere Schichtdickenverteilung ein um 20% geringerer Emailpulververbrauch.The spray booth is used instead of conditioned air (25 ⁰ C, 45 "Crel. Humidity) supplied to the room air and CO ₂ -containing, dewatered exhaust gas of a Emaillierofens. The powder adhesion improves by about 15%. As a result, and can by the increased Sprühausbeute the number of required Spray guns can be reduced from 12 to 10. Furthermore, achieved by the uniform distribution of layer thickness achieved by a 20% lower enamel powder consumption.

Claims

1. A method for applying electrostatically sprayable enamel powder on workpieces with the addition of inert gas, characterized in that the powder application is carried out with the addition of CO ₂ -containing gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that as inert gas to CO ₂ enriched compressed air is used, which also serves as a pumped medium for the enamel powder from the reservoir to the spray device.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of CO _{2 is} 10% to 100%.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the CO ₂ -containing gas is exhaust gas technological processes.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the CO ₂ -containing gas is supplied via sprayers.

6. Process according to claim 1 to 4, characterized in that the CO ₂ -containing gas is supplied via openings of a spray chamber.

7. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the CO ₂ -containing gas is supplied via spraying devices and openings of a spray chamber.