DE1179484B

DE1179484B - Wirbelsinterverfahren zum Beschichten von hitzeempfindlichen Gegenstaenden, insbesondere aus Holz, Karton, Papier oder Textilien

Info

Publication number: DE1179484B
Application number: DEK35431A
Authority: DE
Inventors: Conrad J Dettling
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1957-08-01
Filing date: 1958-07-30
Publication date: 1964-10-08
Also published as: CA639580A; GB842950A

Description

BLNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B44d

Deutsche Kl.: 75 c - 5/01

Nummer: 1179 484

Aktenzeichen: K 35431VIb / 75 c

Anmeldetag: 30. Juli 1958

Auslegetag: 8. Oktober 1964

Es ist bekannt, pulverförmige schmelzbare Stoffe mittels des sogenannten Wirbelsinterverfahrens in der Weise als Schutzüberzüge auf Gegenstände beliebiger Art aufzubringen, daß der zu überziehende Gegenstand mit dem Pulver in Kontakt gebracht wird, wobei dieses während des Inkontaktbringens durch einen aufsteigenden, das Pulver durchdringenden Gasstrom in einen flüssigkeitsähnlichen Wirbelzustand aufgelockert und in diesem gehalten wird. Der zu beschichtende Gegenstand wird dabei in der Regel zuvor bis über den Schmelzpunkt des jeweiligen pulverförmiger! Überzugsmaterials erhitzt. Das Pulver schmilzt an der heißen Werkstücksoberfläche, mit der es in Berührung kommt, zu einer porenfreien, homogenen und gleichmäßig starken Schicht zusammen.

Da die Schmelzwärme für die aufzubringende Schicht aus der Wärmekapazität des Werkstückes gedeckt werden muß, ist es erforderlich, dünnwandige Werkstücke mit Rücksicht auf deren bei gleicher Temperatur geringere Wärmekapazität höher vorzuwärmen als starkwandige Werkstücke.

Trotzdem ist es bei dünnwandigen Werkstücken oft nicht möglich, die gesamte erforderliche Schmelzwärme in dem Werkstück zu speichern, so daß der Überzug nach dem Herausnehmen des Stückes aus der Wirbelschicht unter Umständen nicht mehr völlig einschmilzt. Dieser Gefahr wird durch eine dem Uberzugsvorgang nachgeschaltete Wärmebehandlung in einem Ofen od. dgl. begegnet, wobei die Nachbehandlung bei einer niedrigeren als der Vorwärmtemperatur durchgeführt werden kann; wesentlich ist lediglich, daß die Nachwärmtemperatur über dem Schmelzpunkt des jeweiligen Überzugsmaterials liegt.

Der allgemeinen Anwendbarkeit des Wirbelsinterverfahrens sind insofern gewisse Grenzen gesetzt, als es sich nur für Gegenstände aus solchen Werkstoffen eignet, die bei den erforderlichen Vorwärmtemperaturen nicht bereits selbst schmelzen, brennen, verdampfen, Gas abspalten, eingeschlossene Feuchtigkeit ausdampfen usw. Das Verfahren ist daher bisher vornehmlich auf das Überziehen von Gegenständen aus Metall, Glas, Porzellan, keramischen Substanzen u. dgl. beschränkt, wogegen solche Stoffe, die die in Frage kommende Vorwärmtemperatur nicht aushalten würden, wie beispielsweise Holz, Papier, Karton, Textilgewebe, wärmeempfindliche Kunststoffe oder andere wärmeempfindliche Materialien, bisher nicht lückenlos und porenfrei nach dem Wirbelsinterverfahren beschichtet werden konnten.

Um auch in diesen Fällen die Vorteile des Wirbelsinterverfahrens ausnutzen zu können, wird erfin-Wirbelsinterverfahren zum Beschichten von
hitzeempfindliehen Gegenständen, insbesondere
aus Holz, Karton, Papier oder Textilien

Anmelder:

Knapsack-Griesheim Aktiengesellschaft,

Knapsack bei Köln

Als Erfinder benannt:

Conrad J. Dettling, Reading, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. August 1957 (675 766)

dungsgemäß vorgeschlagen, auf den zu überziehenden kalten Gegenstand zunächst ein vorzugsweise flüssiges Benetzungsmittel aufzubringen, anschließend den benetzten Gegenstand in noch kaltem Zustand mit der Wirbelschicht kl Kontakt zu bringen und dann die Überzugsschicht ein- und aufzuschmelzen.

Die hierfür in Frage kommende Temperatur liegt dabei über der Schmelztemperatur des Überzugsmaterials, jedoch unter seiner Zersetzungstemperatur. Durch ein derartiges Vorgehen, bei dem der zu beschichtende kalte Gegenstand vor dem Aufbringen des Überzugsmaterials in einer Vorstufe so klebrig gemacht wird, daß das Überzugsmaterial in der Wirbelschicht an ihm haftenbleibt, gelingt es, auch solche Gegenstände, die auf Grund ihrer Eigenschaften eine Vorwärmung nicht vertragen oder bei denen sich durch die Vorwärmung ungünstige Einflüsse auf die Überzugsschicht ergeben, im Wirbelsinterverfahren in einwandfreier Weise zu überziehen. Das Benetzungsmittel verhindert dabei, daß sich beim anschließenden Ein- und Aufschmelzen des Überzugsmaterials die Schmelzwärme irgendwie nachteilig auf den Gegenstand selbst auswirkt.

Es ist beim Flammspritzen bekannt, zur Vermeidung einer starken Vorerwärmung großer oder nicht bewegbarer Gegenstände die zu spritzenden Flächen vorher mit in geeigneten Lösungsmitteln gelösten Hochpolymeren zu bestreichen. Die Aufgabe besteht hierbei aber nicht darin, hitzeempfindliche Gegen-

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stände für das Flammspritzen geeignet zu machen, sondern lediglich eine Vorerwärmung zu vermeiden. Beim elektrostatischen Pudern von Zigarren wurde ferner schon vorgeschlagen, zur Verbesserung der Haftung des Puders die Zigarren vorher anzufeuchten. Hierbei tritt aber nicht das Problem der Erwärmung des Gegenstandes auf. Auch die Nacherwärmung von Überzügen, die ohne vorherige Benetzung des Gegenstandes aufgebracht wurden, ist bekannt.

Als Benetzungsmittel können neben Wasser, Butylalkohol od. dgl., diese insbesondere bei Gegenständen aus Papier oder ähnlichen Werkstoffen, Flüssigkeiten der verschiedensten Art verwendet werden. Beispielsweise kommen Klebemittel, etwa auf Epoxyharzbasis (geringprozentige Lösungen von Epoxyharzen vorzugsweise in Methyläthylketon), in Frage oder eine Flüssigkeit, die zugleich Lösungsmittel für das Überzugsmaterial ist, oder eine solche, die zugleich einen Weichmacher für das Überzugsmaterial enthält. Benutzt werden können weiterhin Flüssigkeiten, die mit dem Überzugsmaterial chemisch oder physikalisch reagieren oder etwa eine Haftgrundaktivierung bewirken, teilweise nach Art der beim sogenannten »Parkerisieren« üblichen Kornbination von Phosphorsäure mit anderen bekannten organischen und/oder anorganischen Stoffen.

Mit gleich gutem Ergebnis können auch solche Mittel zur Benetzung des zu beschichtenden Gegenstandes verwendet werden, die sich — wie etwa niedrigschmelzende Paraffine oder Harze — erst beim Erhitzen über Raumtemperatur verflüssigen. Die hierbei bewirkte geringfügige Erwärmung des Gegenstandes ist für diesen ohne nachteilige Folgen. Schließlich kann die Benetzungsschicht auch dadurch geschaffen werden, daß der kalte Gegenstand in eine Dampfatmosphäre gebracht wird, wobei der Dampf an der Oberfläche des Werkstückes kondensiert und diese so mit einem Flüssigkeitsfilm überzieht.

Das Verfahren nach der Erfindung weist in verschiedener Hinsicht Vorteile auf. Abgesehen davon, daß wärmeempfindliche Stoffe sowie solche mit einem niedrigen eigenen Schmelzpunkt zuverlässig porenfrei beschichtet werden können, ist es auch möglich, die Schichtstärke durch Wahl des geeigneten Benetzungsmittels den jeweiligen Erfordernissen entsprechend zu verändern; ein hochviskoses Mittel ergibt dickere Schichten als ein wenig viskoses. Auch Stoffe, die — wie etwa bestimmte Metalle — zwar durch die Einwirkung von Wärme nicht geschmolzen oder zerstört werden, jedoch ihre Festigkeit oder ihren Vergütungszustand verändern, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet werden, ohne daß dabei ihre ursprünglichen Eigenschaften beeinträchtigt werden. In gewissen Fällen besteht auch die Möglichkeit, solche Stoffe auch als Benetzungsschicht vorzusehen, die zugleich als Benetzungsmittel sowie als Polymerisationskatalysator oder Härter gegenüber dem Überzugsmaterial wirken.

Als Überzugsmaterial können alle Stoffe verwendet werden, die pulverförmig bzw. pulverisierbar und zugleich schmelzbar sind. In erster Linie kommen hierfür Kunststoffe, und zwar sowohl Thermoplaste als auch Duroplaste in Frage, wie beispielsweise Polyäthylene, Polyamide, Polyakrylate, organische Celluloseester, Epoxyharze, Polyvinylchloride u. a. Auch Kombinationen von zwei oder mehr Kunststoffen sowie von Kunststoffen mit Füllstoff- und Farbzusätzen sind ebenso geeignet, wie etwa Emailpulver, Metallpulver, Glaspulver usw.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt beispielsweise derart, daß man ein Stück Karton zunächst in Wasser oder ein Lösungsmittel od. dgl. eintaucht oder es damit besprüht, bis eine gleichmäßige Benetzung der Kartonoberfiäche erfolgt ist; alsdann wird der Karton in eine aus dem Überzugsmaterial bestehende Wirbelschicht getaucht, so daß die Pulverkörnchen an der benetzten Oberfläche haften. Verbringt man nunmehr das so »gepuderte« Stück in einen Ofen, dessen Temperatur etwas oberhalb der Schmelztemperatur des betreffenden Pulvers liegt, so schmilzt das anhaftende Pulver zu einer geschlossenen Schicht bestimmter Stärke zusammen, die zuverlässig porenfrei ist.

Bei der Durchführung des Verfahrens ist auf eine einheitliche und gleichmäßige Benetzung des zu beschichtenden Gegenstandes zu achten. Sofern dies Schwierigkeiten bereitet, kann man der Benetzungsflüssigkeit geeignete Agenzien zusetzen.

Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen. So kann man beispielsweise auch eine Suspension aus einem Benetzungsmittel und einem aktiven pulverförmigen Material bilden, das mit dem eigentlichen Überzugsmaterial, nachdem dieses in der Wirbelschicht zum Anhaften an dem zu überziehenden Gegenstand gebracht wurde, bei der anschließenden kontinuierlichen Erhitzung im Ofen entsprechend reagiert. Zum Beispiel kann hierzu als Benetzungsmittel ein Kleber auf Epoxyharzbasis verwendet werden, in dem kleine Polyvinylchloridpartikeln suspendiert sind. Beim Schmelzvorgang entsteht dann eine einzige homogene Schicht.

Im übrigen kann das Verfahren nach der Erfindung auch bei solchen Gegenständen angewendet werden, die an sich auch durch Eintauchen im vorgewärmten Zustand durch Wirbelsintern beschichtbar sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Wirbelsinterverfahren zum Beschichten von hitzeempfindlichen Gegenständen, insbesondere aus Holz, Karton, Papier, Textilien u. dgl., gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich zum Teil bekannter Verfahrensschritte:

a) Aufbringen eines flüssigen Benetzungsmittels auf den kalten Gegenstand;

b) Beschichten des benetzten Gegenstandes in der Wirbelschicht mit einem Überzugsmaterial;

c) Ein- und Aufschmelzen der Überzugsschicht in einem Ofen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Benetzungsmittel Wasser oder ein organisches Lösungsmittel verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß als Benetzungsmittel ein in einem Lösungsmittel gelöstes Klebemittel verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Benetzungsmittel ein zugleich einen Weichmacher für das Überzugs-

material enthaltendes Lösungsmittel verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Benetzungsmittel ein Haftgrundaktivierungsmittel verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Suspension aus dem Benetzungsmittel sowie einem aktiven pulverförmigen Material, das mit dem Uberzugsmaterial beim Ein- und Aufschmelzvorgang reagiert.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungsschicht durch Einbringen des kalten Gegenstandes in eine Dampfatmosphäre und anschließend eintretende

10 Kondensation des Dampfes an der Oberfläche des Gegenstandes erzeugt wird.

8. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Benetzungsmitttel ein sich erst beim Erhitzen über Raumtemperatur verflüssigender Stoff verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 571004, 592927, 634177, 901 829;

Patentschrift Nr. 11016 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.

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