DE1546930A1

DE1546930A1 - Verfahren und Vorrichtung zum UEberziehen von elektrisch leitenden Gegenstaenden durch elektrischen Niederschlag

Info

Publication number: DE1546930A1
Application number: DE1964F0044736
Authority: DE
Inventors: F Brewer George E; Turner Allen H; Burnside Gilbert L
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1963-12-30
Filing date: 1964-12-16
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1078204A; DK130597B; SE312047B; US3355374A; NL6415186A; DK130597C; BE657698A; DE1546930B2

Description

DipWng.KarlWassel

8 Münzen 13 ^**\ 1546930

Hohenstaufenstr.2, Tel. 8111

PKW-IlOiJ

Ford-Werke Aktiengesellschaft Köln- Niehl, Henry-Ford-Strasse

"Verfahren und Vorrichtung zum überziehen von elektrisch leitenden Gegenständen durch elektrischen Niederschlag."

Für diese Anmeldung wird die Priorität der Anmeldung Ser.No.33¹* vom 30. Dezember 1963 in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Anspruch genommen»

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum überziehen von elektrisch leitenden Gegenständen durch einen elektrisch eingeleiteten Niederschlag eines elektrisch geladenen, verhältnismässig nicht leitenden Materials aus einem Flüssigkeitsbad. Insbesondere betrifft die Erfindung ein kontinuierliches Verfahren zum elektrischen überziehen, bei dem metallische Gegenstände in einem wässerigen Bad überzogen werden, in welchem ein organisches Überzugsmaterial dlspergiert 1st. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf Verfahren und Vorrichtungen zur Verbesserung der Qualität von überzügen, die in einem kontinuierlichen Betrieb zum elektrischen überziehen hergestellt sind, indem die elektrische Erregung für das überziehen zwischen der Eintrittsstelle des

BAD ORIGINAL

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Werkstückes in das Überzugsbad und der Austrittssfcelle programmiert wird.

Bei kontinuierlichem Betrieb des elektrischen überziehens wie er bisher bekannt war, werden elektrisch leitende Werkstücke durch das überzugsbad hindurch bewegt, während zwischen jedem Werkstück und einer abstufenden Elektrode eine Potentialdifferenz und ein spezifischer Widerstand vorhanden ist, der im wesentlichen konstant bleibt, mit Ausnahme des wachsenden Widerstandes, der durch den überzug auf dem Werkstück erzeugt wird. Bei derartigem Betrieb wird die Potentialdifferenz zwischen den gegenüberliegenden Elektroden über die Periode des überziehens auf einer Höhe gehalten, die notwendig ist, um das überziehen in einer Zeit bis zum Abschluss des überziehens durchzuführen.

Es wurde festgestellt, dass die Qualität der erreichbaren überzüge bei einem kontinuierlichen Betrieb zum elektrischen überziehen in vorteilhafter Weise dadurch geändert werden kann, dass der Überzugsvorgang in einer Zelle zum elektrischen Überziehen ausgeführt wird, die so konstruiert und angeordnet ist, dass die Stromdichte an dem Werkstück mit der Entfernung über den Werkstückweg durch das überzugsbad geändert werden kann und zwar unabhängig von der Veränderung, die sich aus der Bildung des Überzuges ergibt.

Bei einem ersten Betriebsverfahren gemäas der Erfindung wird die Gleichförmigkeit des Überzuges in einem kontinuierlichen elektrischen überzugsbetrieb dadurch gesteigert, dass die elektrische Erregung für das überziehen mit der Entfernung der Werkstückbewegung längs der überzupsbahn f*esteigert wird und zwar in einem Mass

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BAD OBlQlNAL

mit Bezug auf das überziehen von feststehenden unüberzogenen Werkstücken, die in das Überzugsbad entlang dieser Bahn eingetaucht sind.

Bei einem zweiten Verfahren gemäss der Erfindung wird die Gleichförmigkeit des Überzuges beim kontinuierlichen Betrieb zum elektrischei überziehen dadurch gesteigert, dass das überziehen bei einer bestimmten elektrischen Erregung stattfindet', dass diese elektrische Erregung verringert wird, wenn das Werkstück sich durch das überzugsbad bewegt und dass die elektrische Erregung gesteigert wird und zwar in dem Mass mit Bezug auf ein unüberzogenes Werkstück.

Nach einem dritten Betriebsverfahren gemäss der Erfindung wird das überziehen mit einer bestimmten Potentialdifferenz zwischen Werkstück und abstossender Elektrode bewirkt, abgeschlossen und hierauf bei einem unterschiedlichen Potential wiederhergestellt.'

Nach einem vierten Betriebsverfahren gemäss der Erfindung wird die Potentialdifferenz zwischen einem hohlen oder in Abteilungen eingeteilten Werkstück und einer zweiten abstossenden Elektrode, die eingesetzt ist, mit der Entfernung der Werkstückbewegung auf der Überzugsbahn gesteigert, während die Potentialdifferenz zwischen dem Werkstück und einer ersten *stossenden Elektrode in einer Entfernung von dieser geändert wM oder konstant gehalten wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, auf denen zeigen:

BAD OBSGlNAU

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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung, die zum Gebrauch für einen kontinuierlichen elektrischen Überzugsbetrieb geeignet ist, bei dem die elektrische Erregung mit der Länge der Werkstückbewegung durch das Überzugsbad geändert wird. ■

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Ausführung eines Überzugsbehälters nach Fig. 1.

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2.

Fig. H eine schematische Darstellung einer anfleren Ausführungsform für einen Überzugsbehälter nach Fig. 1.

Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf einen nicht leitenden Behälter, der zur Verwendung gewisser Ausführungsformen der Erfindung geeignet ist.

Fg. 6 eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines nicht leitenden Behälters, der zur Verwendung bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung geeignet ist.

Fig. 7 eine schematische Draufsicht einer Überziehvorrichtung, die zur Erläuterung gewisser Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden kann.

BAD OFiiGINAL

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Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum elektrischen überziehen von Metallgegenständen, b ei der irgendein Badbehälter nach den Fig. 2 bis 6 verwendet werden kann. Selbstverständlich werden bei denjenigen Ausführungsformen, bei denen Behälter aus nicht leitendem Material verwendet werden, die elektrischen Kraftquellen an Elektroden innerhalb der Behälter angeschlossen und nicht an dem Behälter selbst, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Fig. 1 zeigt einen Badbehälter 11, eine Fördervorrichtung 21, ein erstes KraftZuleitungsaggregat 31 und ein »reites Kraftzuleitungsaggregät 41.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zum elektrischen überziehen besteht der Badbehälter 11 aus einem elektrisch leitenden Behälter 12, der als erste Kathode der Zelle zum überziehen dient, sofern das überzugsverfahren, welches in ihm ausgeführt wird, ein solches mit anodischem Niederschlag ist, mit einer Badrührvorrichtung, die-nicht dargestellt ist sowie Leitungen 13 und 1*1 zum Zuführen und Abführen von Flüssigkeit in und aus dem Behälter.

Als Fördervorrichtung 21 kann irgendeine geeignete Fördervorrichtung benutzt werden und zwar eine elektrisch angetriebene Kettenvorrichtung, die das Werkstück kontinuierlich durch das Überzugsbad hindurch transportiert. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Fördervorrichtung aus einer FörderschJeie 22 und einer Aufhängevorrichtung 23. Es ist ein Werkstück 27 aufgehängt dargestellt, welches elektrischen Kontakt mit der Aufhängevorrichtung 23 besitzt, Die Aufhängvorrichtung 23 kann durch einen Kettentrieb,, der nicht dargestellt ist, erfasst

werden und entlang der Schiene 22 bewegt. Die Schiene 22 ist BADOWOtNAL 009040/1608

in einer Weise konstruiert und angeordnet, dass das Werkstück 27 in das Überzugsbad hinabsteigt, wenn die Aufhängevorrichtung 23 über das Bad 11 hinweggeht und aus dem Bad ausgehoben wird, wenn es an der Austrittsseite angekommen ist. Die Aufhängevorrichtung

23 ist von der geerdeten Förderschiene 22 durch einen Isolator

24 isoliert und trägt eine Kontaktplatte oder Bürste 25 durch

die die Aufhängevorrichtung 23 und das Werkstück 27 in elektrischer Verbindung mit der in Segmente eingeteilten Stromzuführungsschiene 26 gehalten werden.

Bei dieser Ausführungsform dient das Werkstück 27 als Anode für die elektrische Überzugszelle. Es stellt eine fortlaufende Reihe von Werkstücken dar, die dünn das Überzugsbad hindurch gehen.

Das KraftZuführungsaggregat 31 steht mit einem Anschluss mit dem Werkstück 27 über die Leitung 32, das Segment 26-1 der Stromschiene 26 und die Aufhängevorrichtung 23 in Verbindung. Das Aggregat 31 besitzt einen Anschluss entgegengesetzter Polarität, der mit dem geerdeten Behälter 12 über die Leitung 33 in Verbindung steht.
Bei dieser Ausführungsform dient der Behälter 12 als Kathode
für die Zelle.

Das Stromzuführungaaggregat Ml ist mit einem Anschluss elektrisch mit dem Segment 26-2 der Sammelschiene 26 verbunden und zwar
über die Leitung 42. Das Aggregat gelangt mit dem Werkstück 27
in elektrische Verbindung, sobald die Aufhängevorrichtung 23
über die Schiene 22 hinwegbewegt wird, so dass die Bürste 25
mit äem Segment 26-2 in Kontakt kommt. Die Segmente 26-1 und 26-2

G 0 5 3 \ V1 S Γι 1 ^BAD

sind durch einen Isolator 28 isoliert. Das Kraftzuführungsaggregat 41 besitzt einen Anschluss entgegengesetzter Polarität, der in elektrischer Verbindung mit dem Behälter 12 über eine Leitung steht..

Die KraftZuleitungen 31 und 41 sind so konstruiert und angeordnet, · dass sie zwischen den entgegengesetzten Elektroden und durch das Überzugsbad einen Gleichstrom mit einer elektrischen Energie führen, die im Verhältnis zu den Abmessungen des elektrischen Überzugvorganges steht. Die Ausbildung des Kraftzuführungsaggre- ä gates muss den Flächenbereich der Werkstücken in Betracht feiehen, die in dem Überzugsbad zu jeder Zeit eingetaucht sind, ferner

in
die Werkstückflache, die/der Zeiteinheit in das Bad eintritt, die Niederschlagseigentümlichkeiten der Überzugsabstimmung (formulation), die Leitfähigkeit des Überzugsbades, die Stärke des zu bildenden Überzuges usw. Normalerweise wird der Strom durch Gleichrichtung eines Wechselstrom-Kraftaggregates in üblicher Weise erzeugt. Die Kraftzuführungsaggregate sind vorzugsweise einstellbar, um eine Potentialdifferenz zwischen den entgegengesetzten Elektroden von etwa 50 bis 500 V oder grosser zu erreichen.

Organische Überzugsmaterialien, welche in der überzugslaone verwendet werden können sind z.B., indessen nicht darauf beschränkt, Alkyl-Harze, Akrylat-Harze, Epoxy-Harze, Phenol-Form-Aldehyd-Harze, Kohlenwasserstoff-Harze und andere organische Harze oder Mischungen der genannten Harze oder mit Film bildenden organischen Materialien einschliesslich Bindemittel und üblicherweise für Farben verwendete Streckmittel. Derartige Materialien können enthalten oder benutzt werden mit anderen organischen

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Monomeren und/oder Polymeren einschliesslich, indessen η icht darauf beschränkt, Kohlenwasserstoff und sauerstoffsubstituierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Aethylen-Glykol_s Propylen-Glykol, Glyzerine, einwertige Alkohole, Karboxyl-Säuren, Aether, Aldehyde und Ketone. Das Film bildende Material kann enthalten oder benutzt werden mit Pigmenten, metallischen Partikeln, Farben, trocknenden ölen, etc., und kann als Koloid, Emulsion oder Emulsoid dispergiert sein. Überzugsmaterialien für anodischen Niederschlag können eines oder mehrere der erwähnten Harze mit freien Karboxylgruppen oder deren Äquivalenten in der polymerischen Struktur enthalten. Die Dispersion dieser Harze in Wasser kann durch Zusatz eines geeigneten basischen Materials wie z.B. Amonium, wasserlösliche Amine, Mischungen von monomerischen und polymerischen Aminen, etc. durchgeführt werden. Überzugsmaterialien für kathodischen Niederschlag lönnen eines oder mehrere der erwähnten Harze mit Aminen oder substituierten Amingruppen, z.B. vierwertige Amonium-Gruppen in Harzstruktur enthalten. Die Dispersion dieser Harze kann durch Zusatz von geeigneten sauren Materialien, wie wasserlösliche Karboxyl-Säuren, z.B. Ameisensäure, Azethyl-Säure, Propyon-Säure und in geeigneter Weise modifizierte oder gepufferte Formen gewisser anorganischer Säuren, z.B. Phosphorsäuren durchgeführt werden.

In der Fig. 1 ist die Sammelschiene 26 als in zwei Segmente 26-1 und 26-2 geteilt dargestellt, die durch einen Isolator 28 voneinander getrennt sind. Der Isolator 28 kann aus üblichem festen Isoliermaterial bestehen, oder auch ein LuftZwischenraum zwischen den beiden Segmenten sein. Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Sammelschiene 26 in eine Anzahl Segmente zu unterteilen, von denen ein Jedes mit |IfVcK separaten Kraftquelle ver-

bunden ist. Auf diese Weise kann die Potentialdifferenz zwischen einem Werkstück, welches durch das Bad bewegt wird und der abstossenden Elektrode, das ist der Behälter, geändert werden, wenn das Werkstück mit den getrennten Segmenten in elektrische Verbindung tritt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen elektrisch leitfähigen Überzugsbehälter 112, der von einem Betonfundament getragen wird und der teilweise mit einem nicht leitenden Schirm 114 verkleidet ist. Der Schirm 114 kann aus geeignetem Kunststoffmaterial, Glas, Keramik etc. bestehen. Der Behälter 112 erweitert sich sowohl in der Tiefe als auch in der Breite von links nach rechts, wie auf den Zeichnungen erkennbar. Bei dieser Ausführungsform bewegt sich ein Werkstück, welches in den Behälter 112 eintritt,zum überziehen entlang der Linie 3-3 und geht durch die Zonen 115, 116 und 117 hindurch. Das Werkstück tritt in das Bad ein, erreicht eine gewisse Tiefe unter der Oberfläche des Überzugsbades und gelangt vorwärts in eine solche Tiefe, bis es wieder hochsteigt, um aus dem Bade auszutreten.

In jeder dieser Zonen unterscheidet sich die Entfernung des Werkstückes bis an die nächste fläche des Behälters von der entsprechenden Entfernung in den anderen Zonen. In der Zone 116 ändert sich die Entfernung konstant. Wenn diese Entfernungen sich ändern, so ändert sich auch der Wiederstand des Bades zwischen dem Behälter und dem überzogenen oder nicht überzogenen Werkstück. Beim Betrieb mit konstanter Spannung ist die elektrische Erregung zum überziehen gemessen an einem unüberzogenen Werkstück höher oder niedriger, abhängig von der Richtung der Werkstückbewegung "

rad durch den Behälter. 0 09840/1609

- IQ -

Bei einem bevorzugten Betriebsverfahren tritt das Werkstück in den überzugsbehälter an dem grossen Ende ein, während die elektrische Erregung zum überziehen am schwächsten ist, ohne Rücksicht auf den Widerstand, der an dem Werkstück beim Durchgang durch das Bad mit dem erreichten überzug entsteht. Die elektrische Überzugserregung kann an diesem Ende des Bades weiterhin reduziert werden, indem ein Teil der Behälterfläche mit einer nicht leitfähigen Abschirmung verkleidet wird, die durch die Abschirmung 114 dargestellt ist. Die Abschirmung, wie sie dargestellt ist, ist " nicht beschränkend, weder hinsichtlich der.Ausbildung noch ihrer Grosse.

überraschenderweise wurde festg estellt, dass die Streukraft des überzugsVerfahrens, d.h. die Fähigkeit, die unzugänglicheren Flächen des Werkstückes zu überziehen,, gesteigert wird, wenn das •Werkstück durch Zonen steigender elektrischer Erregung hindurch geht, im Gegensatz zu der Aufrechterhaltung der Endhöhe der Erregung durch das Verfahren, überzüge, die in dieser Weise ge- \ bildet werden, erwiesen sich als duldsamer bei schärferen Bedingungen, z.B. höheren Spannungen, im Endstadium der Überziehens, ohne dass der Film riss. Die Steigerung der elektrischen Erregung in den folgenden Honen kann entweder durch eine Steigerung der

und Potentialdifferenz zwischen Werkstück/abstossender Elektrode erreicht werden, oder durch Absenken.des Badwiderstandes zwischen der abstossenden Elektrode und dem sich auf dem Werkstück bildenden überzug.

Bei manchen elektrischen Überzugsvorgangen, wie z.B. bei Automobilkarosserien wurde ea als vorteilhaft festgestellt, sachgemäss isolierte Elektroden in die inneren Hohlräume einzusetzen, wie z.B. unter das Instrumentenbrett. Derartige Elektroden können als sekundäre Kathoden bezeichnet werden, sofern der Betrieb in anodischem Niederschlag erfolgte. Bei verhältnismässig unzugänglichen Bereichen wie diesen, erschien es zitfeckmässig, bei gewissen Farben zum elektrischen überzug die Steigerung der elektrischen Erregung für eine Zeitspanne fortzusetzen, die grosser ist als die, die erforderlich ist, um den gewünschten überzug an den zugänglicheren Flächen der Aussenseite zu erreichen. In diesem Falle kann die elektrische Erregung erhöht werden, indem die Potentialdifferenz zwischen dem Werkstück und der sekundären Elektrode gesteigert wird, während das Werkstück als Ganzes sich in einen grösseren oder verkleideten Teil des Behälters bewegt.

Die Fig. ty zeigt einen elektrisch leitfähigen Überzugsbehälter 212, der rechteckige Gestalt hat und eine gleichmässige Tiefe. Ein Unterschied in der elektrischen Erregung am Werkstück 227,

welches in der Nähe des einen Endes des Behälters liegt, und der Erregung am Werkstück 228, wird durch eine innere Abschirmwand 21*1 hervorgerufen, die in dem Behälter 212 an dem einen Ende vorgesehen ist. Diese Wand kann entweder fest oder porös sein, entsprechend dem gewünschten Dämpfeffekt. Die Wand 214 besteht aus einem geeigneten nicht leitenden Material, wie z.B. Polyaethylen, Polypropylen, Polystyren, Glas, Keramik, etc. Wird die Wand 214 zur teilweisen Abschirmung des Werkstückes

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beim Eintritt in das Überzugsbad verwendet, so verlängert sie den Elektronenweg zwischen dem Werkstück und der abstossenden Elektrode, oder im Falle einer porösen Barriere steigt der Widerstand des Elektronenflusses zwischen denbeiden, indem der Querschnittsbereich des leitenden Wepces eingeeingt wird. In jedem Falle bewegt sich das Werkstück aus einem Bereich geringerer elektrischer Erregung in einen Bereich grösserer elektrischer Erregung, gemessen an einem unüberzogenen Werkstück.

Die Fig. 5 zei^t einen Überzugsbehälter 312, der aus nicht leitendem oder isolierendem Material besteht, z.3. Polyaethylen, Der Behälter ist mit verteilt angeordneten Reihen 313 und 314 einzelner elektrisch nicht Iteitender Elektrodenabschirmungen versehen, die zxfischen den Elektroden 315 und 316 sitzen, während der Werkstückweg durch die Werkstücken 327 und 328 angegeben ist.

Bei dieser Ausführung form sine! die Elektrodenabschirmunjren rechteckige Säulen, die sich In der Breite längs einer zur Werkstückbahn parallelen Linie steigern. Sie sind innerhalb der Reihen so verteilt, dass progressiv breitere Kanäle entstehen, die von dem Überzugsbad ausgefüllt werden und durch die der Elektronenfluss zwischen Werkstück und den abstossenden Elektroden stattfinden kann. Die Abschirmung 313-2 ist z.B. breiter in Richtung der ^<r ^kstuckbo^re^un^ als die Abschirmunr 313-1 v.rA i—: ~⁷c~t ner "ihsehirrnunr* 31^:'-1 wenige" weit entfernt, als von eier i\bf c-hirmun" ^ji-3, ^i^ i^vereeits vriederun breiter ist ni? rij.« Af-:^:-c'n.' ^Ί"-:'ΐίΠ "-■!'-■..--'% '¹^ItI" hop ¹¹OrI* f-* ⁱ⁵c!' ciirT' --Me

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BAD ORIGINAL·

sich gegenüberliegenden Kanäle zwischen den Abschirmungen hindurch, die sich im Querschnittsbereich progressiv steigern und in der Länge konstant bleiben, so bewegt sich das Werkstück durch Zonen von steigender elektrischer Erregung gemessen an einem unüberzogenen Werkstück oder an einem wässerigen Bad_s welches frei von Überzugsmaterial ist.

Big, 6 zeigt einen in Abteilungen eingeteilten Behälter 4.12, der aus nicht leitendem Material, s.B. Polypropylen oder ehemisch widerstandsfähigem Gummi besteht. Er ist durch poröse innere Wände 413 und 4l4 in eine mittlere fjberzugszone 415. und vier Spülzonen 4l6, ill?, ¹IlB, 419 eingeteilt. Jede Spül« zone enthält eine Elektrode. Es sind dies die Elektroden 421, 422. , 423 und 424. Jede Spülzone ist mit einer Einlassleitung 436,437, 438 und 439 versehen, sowie einer Auslassleitung 441, 442, 443 und 444. Die inneren Wände 413 und 414 bestehen aus einem geeigneten nicht leitenden Material mit Poren, deren Durchmesser auf ein bestimmtes Maximum beschränkt ist* Diese Poren müssen klein genug sein, um den Abfluss bedeutender Mengen der organischen Dispersion zu verhindern, z.B. der Emulsionströpfchen und der Pigmentpartikel in solchen Systemen, Sn denen diese berechnet in dem Bad dispergiefrt sind und zimrals besondere Komponente im Gegensatz zu dem Gehalt an organischen Tröpfchen, Die Poren müssen gross genug sein» um den Abfluss von Wasser und wasserlöslichen Materialien aus der Überzugszone 415 in die Spülzonen zu ermöglichen und zwar vorzugsweise gross genug, um den Abfluss von störenden Produkten aus organischem Harz mit niedrigem Molekulargewicht, die sich während des fiberzugavorganges gebildet haben_s zu gestatten.-Vorzugsweise liegt der BADOWIGlNAt Q 09840/16

O ' O

Porendurchmesser etwa im Bereich von 100 A bis etwa 10 000 A obgleich die Porengrössen etwas mit den mittleren Abmessungen der Überzugspartikel, die in dem Bad dispergiert sind, schwanken können. Die Wände 313 und 31¹I können aus geeigneten, porösen, natürlichen oder synthetischen Membranmaterialien hergestellt sein, die gegenüber dem Überzugsbad chemisch widerstandsfähig sind und ausreichend Festigkeit besitzen, um den Spül- oder sonstigen Beanspruchungen des Überzugsvorganges gewachsen zu sein, in itfelchem sie verwendet werden, z.B. ionendurchlässigem Polystyren, Polyvinylchlorid, etc. Sie können auch aus geeignetem cheramischem Material, Glas, etc. sein. Letzteres kann durch Mahlen von festem Material in Partikel bestimmter Grosse verformt werden, um alsdann die poröse Struktur durch Sinterung oder andere bekannte Mittel zu erhalten.

Jede der Spülzonen besitzt eine !dauernd zugeführte, zirkulierte und wieder,.entfernte Spülflüssigkeit, Durch Benutzung unterschiedlicher Spülflüssigkeit in den verschiedenen Spülzonen kann der Widerstand zwischen dem Werkstück und den Elektrodenpaaren, zwischen denen *s hindurch geht, erhöht oder erniedrigt werden, Z,B, könnte in den Zonen ¹IIo und 4l8 destilliertes oder gefiltertes Wasser verwendet werden, während in den Zonen

4.17 und 419 ein Leitungswasser mit höherem Salzgehalt verwendet wirds Es können wasserlösliche, ionenbildende Materialien, die den übersugsvorgang nicht nachteilig beeinflussen, in verschiedenen Mengen den einzelnen Spülzonen nach Wunsch zugefügt werden. In der gleichen Weise können in den sich gegenüberliegenden Paaren eis?» Bpülsonen Spülflüssigkeiten von niedrigerer Leitfähigkeit verwendet we-pcler^ als in dem Überzugsbad „ z,B, Wasser und Alkohol-Das Werkstück kann ausserdem durch Zonen steigender

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oder sinkender elektrischer Erregung für das überziehen hindflirchtreten, indem die Potentialdifferenz zwischen dem Werkstück und den zusammengehörigen Paaren der sich gegenüberliegenden Elektroden gesteuert wird. Obgleich lediglich zwei Spülzonen an jeder Seite des Behälters nach Pig. 6 dargestellt sind, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, mehr als zwei derartiger Zonen an jeder Seite des Überzugsbades vorzusehen, und jedes Paar mit einer anderen Kraftquelle zu verbinden.

Es wurden eine Anzahl Versuche durchgeführt, welche einige der Vorteile erläutern, die durph die Ausführung eines elektrischen Überzugsvorganges gemäss der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erreichbar sind.

Zunächst wurden in einem anodischen Niederschlagsprozess zwei Anoden in einem Kunststoffbehälter vorgesehen, der eine einzige Kathode am Erdpotential enthielt, sowie eine wässerige Dispersion eines Kraftfahrzeug-Grundlackes als Überzugsbad. Die Potentialdifferenz zwischen der Kathode und den.positiv geladenen Werkstücken, den Anoden, wurde zehn Sekunden lang auf 50 V gehalten. Das erste Paar der Anoden wurde entfernt und ein zweites Anodenpaar wurde in der gleichen Weise bei 100 V überzogen. Das zweite Anodenpaar wurde entfernt und ein drittes Anodenpaar in das gleiche Bad eingesetzt und während dieser Zeit wurde eines auf einem Potential von "50 V mit Bezug auf die Kathode ^ehalten, während das andere mit einer anderen Kraftquelle verbunden wurde imd auf elnsm Potential von 100 V gehalten, De?- ^leieiiKiSiftlpc iie^-psc/ili·.-'■ :.:? ·<·Ίθϊ<. beiden Werkstücken unter v-trczY:'. >~'-(ϊΐ.ίΏ ^r'.^r)r-'.nnun--\^n er κ ο 12'""te :;■ ^er -JO,.¹.'' 11'> s ti *ηοΰΐ

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einen dickeren Film als er erreicht xvurde, wenn beide Werkstücken bei höherer Spannung gehalten wurden. Das v;eniger positive Werk-■ stück in dem gleichzeitigen Niederschlag unter verschiedenen Spannungen erhielt einen dünneren überzug, als denjenigen, der erreicht wurde, xvenn beide Werkstücken bei niedriger Süannung gehalten wurden.

Alsdann wurde zweitens ein Werkstück, x^elches bei einer Spannung von 50 V übersogen worden ist, zwischen ein Werkstück, welches in elektrischer Verbindung mit einem unter 100 V Soannun^ mit Bezug auf die Kathode der Zeile gehaltenen Leiter stand und einem anderen Werkstück, welches in Verbindung mit einem unter 50 V Spannung mit Bezug auf die Kathode gehaltenen Leiter stand, aufgehängt. Die Entfernung zwischen den Werkstücken betrue: 4 Zoll. Es konnte kein wesentlicher Unterschied in der Stärke des Überzuges zwischen den beiden Flächen der Zwischenelektrode festgestellt iverden, nachdem die geladenen Werkstücken an jeder Seite 30 Sekunden lang überzogen wurden. Diese und ähnliche Versuche mit grösseren Zwischenräumen für die Werkstücke demonstrierten die Ausführbarkeit der Verwendung einer in Segmente eingeteilten Sammelschiene mit nachfolgenden Segmenten höheren Potentials.

Zum dritten wurden Versuche ausgeführt, bei denen ein Kunststoffbehälter mit Elektrodenabschirmungen ähnlich denjenigen nach Pie;. verwendet wurde. Die verwendete Farbe war eine wässerige Dispersion eines Kraftfahrzeuglackes ^it .5% Feststoffen. Die Elektroden waren aus Weichstahl und Massen 1-1/2 Zoll χ 4-1/2" Zoll bei 1 Zoll Eintauchung. Die Miederschlagszeit betrug 1 Minute. Die Kanäle zwischen den Elektrodenabschirmungen massen 1 Zoll und 1/2 Zoll in der

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Breite und besaasen die gleiche Länge, Die Länge jedes Kanales war etwa 4,5 Zoll, wobei die Kathode und die Anode eine Entfernung von 0,5 Zoll von der Mündung des Kanales hatten. Die Werkstücken iregenüber den beiden Kanälen wurden zuerst mit einer Potentialdifferenz von 300 V zwischen Werkstück und Kathode überzogen und alsdann mit einer Potentialdifferenz von *J00 V. Bei 300 V mass der überzug gegenüber den 1 Zoll Kanal 1,0 bis 1,2 mil. und war raub, während der überzug gegenüber dem 1/4 Zoll Kanal 0,6 bis 0,7 mil mass nnd glatt war« Bei 400 V. war der überzug p^egenüber den 1 Zoll Kanal sehr schwer und mit Blasen versehen, während der überzug gegenüber dem IM Zoll Kanal 0,5 bis 0,8 mil mass und glatt v;ar. Spannungsmessungen über die Länge der beiden Kanäle ergaben., dass die beiden Spannungsabfälle im wesentlichen gleich waren.

Zum vierten wurde, um die Wii'kun;: eines Betriebes mit mehreren Spannungen auf die Gleichförmigkeit des T?ilms zu nrüfen, eine Zelle so angeordnet, wie en in Pig» 7 dargestellt ist. Das überzugsnaterial war eine Kraftfahrzeug-Grundfarbe,, die ein organisches Harz enthielt mit freien Karboxyl-Saure-^runnen in polymerischer Struktur, dispergiert in Wasser mit einem wasserlöslichen Amin. Der Überzugsvorgang wurde in jedem Versuch 30 Sekunden fortgesetzt. Zwei der Anoden wurden bei 50 V überzogen, während 2 andere bei

wo 100 V überzogen wurden und ein weiteres Paar wurde überzogeng/bei eine Elektrode auf einem Potential von 50 V mit Bezug auf die Kathode gehalten wurde_s während die andere Elektrode eine Potentialdifferenz von 100 V erhielt» Wurden beide bei 50 V überzogen, so betrug der überzug im Bereich der Zone Ä O₅ 26 miI₅ %'jilhvend in clsr Zone B Og22- Mil Tophanden waren,, Wurden beiös bei 100 f ilbepgo

BAD ORIGINAl

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so betrug die überzugstiefe in der Zone A O,4l mil und in der Zone B 0,40 mil. Wurden unterschiedliche Spannungen benutzt, wie oben beschrieben, so mass der Überzug an der Versuchswand mit niedriger Spannung 0,21 mil an der Hone A und 0,17 mil an der Zone B, während der Überzug an der Versuchswand unter hoher Spannung 0,47 mil in der Zone A und 0,40 mil in der Zone B mass.

Es wurden weitere Versuche ausgeführt und zwar mit verschiedenen Überzugsabstimmungen, um die Spannung festzustellen, bei welcher ein Relssen des Films auftrat^. Verschiedene dieser Abstimmungen wurden alsdann wie beschrieben bei Metallgegenständen angewendet, d,h. der Überzug wurde aufgebracht, indem das Werkstück durch aufeinanderfolgende Zonen gesteigerter elektrischer Erregung hindurch geführt wurde» Sowohl mit allmählicher als auch stufenweiser Steigerung der Spannung ergab sieh, dass höhere Spannungen angewendet werden könnten, ehe eine Spannung erreicht wird, bei welcher der Film reisst« Dadurch wird ein Verfahren geschaffen, welches es ermöglicht, bis in eine annehmbare Tiefe vertiefte Bereiche zu überziehen. Der gleiche Effekt wurde erreicht, indem das überziehen abgeschlossen wurde und bei höherer Spannung wieder eingeleitet.

Die dargestellten Ausführungen der Erfinduno· sind lediglich Beisßiele zur Erläuterung

0 0 9 e 4 ΰ / 1 a O 8 bad

Claims

Ansprüche

1. Kontinuierliches Verfahren zum überstehen elektrisch leitender Gegenstände, bei dem die elektrisch IeItenden Gegenstände durch ein flüssiges Überzugsbad mit darin dlsperglertem organischem Überzugsmaterial ^Leitet werden, mit dem eine erste Elektrode in Verbindung steht und bei dem die durch das Bad hindurch tretenden Gegenstände als zweite Elektrode dienen, wobei ein elektrischer Gleichstrom zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode hindurch geleitet wird, durch den ein elektrischer Niederschlag von Überzugsmaterial auf der zweiten Elektrode bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode durch eine Zone eines vorausbestimmten elektrischen Einflusses auf den überzug je nach Messung der Stromdichte auf einer unüberzogenen Elektrode hindurch geleitet wird, und von hier aus in eine Zone.grösseren elektrischen Einflusses auf den überzug gemessen an der Stromdichte auf einer »nüberzogenen Elektrode ehe die zweite Elektrode aus dem Bade herausbewegt wird*

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gesteigert wird, wenn die zweite Elektrode durch das Bad fortschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das überziehen mit einer bestimmten elektrischen Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Elektrode eingeleitet wird und daes die Potentlaldifferens In feestimmten Stufen bei der Bewegung der zweiten Elektrode durch uns Zoä periodisch

wird. 00 9840/1608 _{D 0R1G1NAL}

4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet,
dass die Steigerung der Potentialdifferenz wenigstens etwa
50 V beträgt, während die zweite Elektrode sich in dem Überzugsbad befindet.

5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das überziehen dadurch beendigt wird, dass die Potentialdifferenz gesenkt wird und dass,während die zweite Elektrode in dem Bad ist, das überziehen wieder eingeleitet wird, indem eine grösaere elektrische Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angelegt wird, als diejenige, die vor der Beendigung des Überziehens vorhanden war.

6. Verfahren nach Anspruch·1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand des flüssigen Überzugsbades zwischen, der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verringert wird, wenn die zweite Elektrode sich durch das Bad
bewegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode durch eine erste Zone des Bades
hindurch geht, in der das flüssige Überzugsbad eine bestimmte Höhe an elektrischem Widerstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode aufweist und dass die zweite
Elektrode in eine zweite Zone des Bades bewegt wird, in welcher der Widerstand gesenkt ist.

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8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine dritte Elektrode in elektrischer Verbindung mit dem Bad, eine Potentialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode und der ersten und der dritten Elektrode, wodurch ein elektrischer Gleichstrom durch das Bad zwiafoen der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode und der dritten Elektrode fliesst, der einen elektrischen Niederschlag von Überzugsmaterial auf der zweiten Elektrode bewirkt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Potentialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode gesteigert wird, wenn die zweite Elektrode durch das Bad bewegt wird, während die Potentialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode gesenkt ist.

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