DE1571125A1

DE1571125A1 - Verfahren zum elektrostatischen UEberziehen von Gegenstaenden

Info

Publication number: DE1571125A1
Application number: DE19621571125
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1961-03-06
Filing date: 1962-03-06
Publication date: 1970-11-26
Also published as: NL275608A; US3236679A; DK119649B; NL131144C; FI42052B; CH411637A; GB995257A; DE1571125B2

Description

DR. E. WIEGAND

MÖNCHEN DIPL.-ING. W. N3EMANN

HAMBURG PATINTANWXLTf

MÖNCHEN is, 5. März 1962

NUSSBAUMSTItASSEIO

TELEFON: 555476 1571125

W. 2o Io5/6 2 7/RS

Ransburg Electro-Coating Corp« Indianapolis, Indiana (V.St.A.)

Verfahren zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen

Die Erfindung bezieht sich auf die Oberflächenvorbehandlung von isolierenden Materialien, um das Niederschlagen von elektrostatisch geladenen Überzugsteilchen auf diesen zu erleichtern, sowie auf das vorbehandelte isolierende Material und auf das überzogene vorbehandelte isolierende Material.

Elektrostatisches Sprühen wird heutzutage entweder durch mechanisches Zerstäuben der Farbe od«dgl. und nach

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folgendes Einbringen der zerstäubten Sprühteilchen in ein elektrostatisches Feld durchgeführt, um den Anteil der Sprühteilchen zu erhöhen, der auf dem zu überziehenien Gegenstand niedergeschlagen wird, oder durch Zerstäuben unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes und elektrostatisches Niederschlagen der Sprühteilchen. Die Erfindung ist auf beide Systeme anwendbar.

Die Schwierigkeiten eines elektrostatischen Niederschlages von Überzugsteilchen auf isolierenden Oberflächen sind bekannt. "Senn das Verfahren ein elektrostatisches Zerstäuben einschließt, verursacht der verringerte Spannungsabfall zwischen den Zerstäubungsmitteln und der zu überziehenden Oberfläche eine weniger wirksame Zerstäubung» Darüberhinaus wird eine negative Ladung auf der isolierenden Oberfläche aufgebaut (wenn der Zerstäuber negativ geladen ist), die dazu neigt, geladene Überzugsteilchen abzustoßen, wodurch ein Verlust an Überzugsmaterial und ein Mangel an Gleichmäßigkeit im Überzug verursacht wird.

Frühere Bemühungen zur Überwindung der Schwierigkeiten schlossen eine'Vorbehandlung mit leitfähigen Lösungsmitteln oder anderen Flüssigkeiten ein; das beeinträchtigt jedoch die Überzugsqualität, und die Wirksamkeit der Behandlung ändert sich rasch mit der Zeit, wenn das Lösungsmittel verdampft. Darüberhinaus kann die isolierende Oberfläche

BAD ORIGINAL

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durch das Lösungsmittel oder die ändere Flüssigkeit nachteilig angegriffen werden, beispielsweise kann die Mauerung von Holz gehoben und plastische Oberflächen können aufgeweicht oder gelöst werden. Die Erfindung betrifft eine beständige Vorbehandlung ohne nachteilige Beeinflussung der Überzugsqualität und ohne Abdecken der Erscheinung der Oberfläche, wie etwa der ansprechenden natürlichen Maserung von Holz.

Die :;rfindung ist besonders auf die Vorbehandlung von Holz gerichtet, -jedoch können auch andere isolierende Oberflächen, Ai e etwa Faserpappe oder -preßstoff, Iiasohit-Hari-Una andere Hartpappen oder Freßstoffe, Glas und Kunst-

Stoff-Materialien wie etwa Polyäthylen, Nylon und Glykol-Terephthalat-Polyester in der jleicLeh Weise für den gleichen Zwecι·; einer Verbesserung der elektrostatischen Zerstäubungsaui"tragung vorbehandelt werden. Demgemäß betrifft die Erfindung eine Vorbehandlung von isolierenden Oberflächen, um diese für ein Überziehen nit Überzugsmaterialien, welche durch elektrostatische Üittel aufgebracht werden, empfang lieh-zu'jLuchen; die Vorbehandlung von Holz stellt nur eine bevorzugte Form der Erfindung dar.

Genüi- der Erfindung wird auf der elektrisch isolierenden Oberfläche des zu-überziehenden Gegenstandes eine dünne leitfähige Gelschicht chemisorbiert, die mit einer polaren

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Flüssigkeit von hoher Dielektrizitätskonstante gequollen ist und eine ionisierbare organische Verbindung umfaßt, welche zur Ionisierung unter Bildung eines organischen Ions von einem elektrischen Vorzeichen und von Ionen entgegengesetzten elektrischen Vorzeichens befähigt ist. Die Gelschicht ist vorzugsweise unter normalen atmosphärischen Bedingungen beständig.

Wenn die dünne elektrisch leitfähige Gelschicht auf der isolierenden Oberfläche chemiesorbiert ist, zeigt die Oberfläche eine verbesserte Kapazität zur Annahme elektrostatisch geladener Überzugsteilchen, die gegen die Oberfläche gerichtet werden; das Leitvermögen der Gelschicht gestattet, daß die Oberfläche des besprühten Gegenstandes ._. in Bezug auf die elektrostatische Ladung der geladenen Überzugeteilchen auf einem Teilchen-anziehenden Potential gehalten wird.

Während die Erfindung direkt das Aufnahmevermögen von Gegenständen mit isolierenden Oberflächen zur Annahme von elektrostatisch geladenen Überzugsteilchen betrifft, ist auch die Herstellung von Gegenstände^, mit einem organischen harzigen Überzug auf ihnen von Bedeutung. Demgemäß schließt die Erfindung Gegenstände ein, die eine elektrisch isolierende Oberfläche und einen organischen Harzüberzug aufweisen, der auf dieser Oberfläche durch eine elektrisch

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kontinuierlich..leitfähige Schicht haftet, welche ionisier-"barea organisches Material enthält, das unter Bildung eines organischen Ions von einem elektrischen Vorzeichen, welches mit in dem zu überziehenden Gegenstand enthaltenen funktioneilen Gruppen chemisch gebunden ist, und zugehörige Ionen entgegengesetzten elektrischen Vorzeichens ionisiert.

•Obwohl jede durch die Gelschicht geschaffene Steigerung der leitfähigkeit zu einer Verbesserung der elektrostatischen Zerstäubungsauftragung neigt j ist es vorzuziehen,«daß die Gelschicht"einen Widerstand von n-icht mehr als Io ° Qhnf je Flächeneinheit, gemessen in der weiter unten definierten Art, hat. Vorzugsweise beträgt der Wi-Verstand der Gelschicht weniger als Io Ohm je Flächeneinheit, z.B. etwa

7
Io Ohm je Flächeneinheit} das gilt'insbesondere, wenn der besprühte Gegenstand eine ungewöhnliche Länge zwischen Erdanschlüssen hat, so daß sehr wenig leitfähige Wege für eine elektrostatische Ladungsverteilung verfügbar sind.

Die entgegengesetzt geladenen Ionen der vorgenannten ionisierbaren organischen Verbindungen sind vorzugsweise einwertig und anorganisch und insbesondere vorzugsweise stark elektronegativ oder stark elektrojpoaitiv, etwa Wasserstoff ionen und Chloridionen.

Die Leitfähigkeit der Geischicht wäfctst langsam mit ansteigender Stärke, bis bei einer Stärke von etwa lobο A⁰, die Leitfähigkeit mit steigender Stärke rasch zunimmt_o Dem-

0 09848/ U A4 " " BAD OFUGlNAL

gemäß ist es vorzuziehen, daß die Selschicht eine Stärke von wenigstens etwa looo A⁰ hat. Andererseits sin4 GeI-schichten mit einer Dicke von mehr als 25 ooo A°.materialverschwendend, da eine größere Dicke die Leitfähigkeit nicht bedeutsam erhöht. Darüberhinaus sind dickere Gelschichten möglicherweise schädigend für die Wasserbeständigkeit oder andere erwünschte Eigenschaften des darauf aufgebrachten Materialfilmes (farbe od.dgl.). Demgemäß werden Gelschichten alt einer Stärke von mehr als 25 ooo A° normalerweise nicht benutzt.

Chemisorption ist eine bekannte Oberflächenerscheinung, bei der sich funktionelle Gruppen in einer Oberfläche chemisch mit Ionen vereinigen, die Teil eines auf die , Oberfläche aufgebrachten Materials bilden. Diese chemische Vereinigung kann durch Wasserstoffbindung oder durch Ionenbindung oder durch Van-der-Waals'ache Kräfte oder durch Dipol-Bindungekräfte oder durch eine Kombination von Mechanismen eintreten, wie es bekannt ist. Ionische Bindungen werden bevorzugt·

Unabhängig vom Chemisorptionsmechanienue scheint die ionisierbare organische Verbindung, die in flüssiger Form als Lösung oder Dispersion in einem geeigneten Lösungsmittel aufgebracht wird, eine orientierte Monoschicht zu. bil- . den, die auf der der aufgebrachten Flüssigkeit benachbarten

SAD ORlQiNAL 0Q9848/UU ^L

Zwischenfläche des Isolierraaterials chemisorbiert ist, so daii sich'äie' Lasung über die isolierende Oberfläche zur bildun^der benötigten dünnen elektrisch leitfähigenochieht ausbreitet. In der Tat weist bei den betrachteten dünnen Schichten die Ausbreitung der Lösung über die isolierende Oberfläche zur Bildung einer kontinuierlichen dünnen Schicht auf das Vorliegen von Chemisorption hin, da, wenn kein^löhenisorption einer orientierten Monoschicht stattfindet, der erforderliche Grad der Ausbreitung nicht eintreten kann. ■ ■

Das Vorliegen einer etwas stärker als dieMonoschicht ausgebildeten und der lüonoschicht überlagerten Gelstruktur ist für die Srzielung einer angemessenen Leitfähigkeit wichtig. Der Ausdruck "Gel" bezeiCi.net eine heterogene Struktur, die eine geordnete Anordnung von wenigstens zwei koexistierenden Bhasen umfaßt. Sine der Phasen des Gels besitzt beträchtliche Steifheit. Außer dieser ersten Phase muß eir.e sweite fluide Phase vorhanden sein. Bei der vorliegenden Erfindung ist klar, daß eine Seistruktur notwendig ist. In jeden Pail einer erfolgreichen Arbeitsweise ge-

/ ■ ■ -

maß der Erfindung ist tatsächlich eine Gelstruktur ausgebildet- worden. Wenn die bei der Erfindung gebildeten Gel-_ schichten unter Verwendung eines Phasenkontrastmikroskops bei looo-facher Vergrößerung photographiert werden, ist zu

C 0 9 8 I* 8 / U 4 A -UbOO _bAo

ersehen, daß die Gelschichten physikalisch kontinuierlich __; und durch eine gleichmäßig verteilte Struktur im Mehrphasenbereich gebildet sind.

Das Vorliegen der Gelstruktur kann auch durch die Fähigkeit der Struktur zur Quellung bei Zusatz der sorbierten Komponente und durch die Fähigkeit der Struktur, bei Verlust von fluidem Medium an Volumen und erkennbarer Regelmäßigkeit der Verteilung der steifen oder diskontinuierlichen Komponente der Struktur zu verlieren, hergestellt werden· Eine Anwendung von übermäßiger Wärme auf die Gelschicht oder eine Lagerung der Gelschicht in einem begrenzten Raum in Gegenwart von ungewöhnlich starken Trockenmitteln, wie etwa Phosphorpentoxyd, veranlaßt die Gelschichten, Volumen, physikalische Kontinuität und Regelmäßigkeit der Hauptstruktur zu verlieren. Der Verlust an physikalischer Kontinuität und Regelmäßigkeit der Hauptstruktur ist leicht zu erkennen, wenn das getrocknete Gel bei looo-facher Vergrößerung unter einem Hiasen-Kontraatmikroskop betrachtet wird. In vielen Fällen nimmt es bei Entfernen von sorbiertem fluiden Medium eine kristalline Struktur an. Darüberhinaus ist, wenn die Gelstruktur zerstört wird, der nichtgelatinöse Rückstand im Sinne der Erfindung unwirksam.

Bei der Erfindung wird das Gel mit stabil gebundener polarer Flüssigkeit hoher Dielektrizitätskonstante gequol-

^ßAD

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len, gewöhnlich mit Wasser. Andere polare Flüssigkeiten hoher Dielektrizitätskonstante wie etwa Alkohole, veranschaulicht durch Methanol, Äthanol, n-Propanol und Isopropanol, sind ebenfalls brauchbar, normalerweise ist es nicht möglich, Wasser von einem Oberflächenüberzug oder von Oberflächen, die überzogen werden, auszuschließen.

Gemäß der Erfindung ist es vorzuziehen, daß die ionisierbare organische Verbindung für die Bildung der erforderlichen Gelstruktur verantwortlich ist. Jedoch können auch ionisierbare organische Verbindungen, welche bei alleiniger Verwendung kein dünnes beständiges Gel bilden und die daher bei der Erfindung nicht allein eingesetzt werden können, gemäß der Erfindung in Verbindung mit ergänzenden gelbildenden Mitteln wie etwa feinen Teilchen von Kieselsäure oder Methylcellulose angewendet werden,.da eine solche Kombination eine beständige Gelstruktur bildet, welche die ionisierbare organische Verbindung umfaßt, die zur Schaffung der für das elektrostatische Überziehen einer isolierenden Oberfläche benötigten Leitfähigkeit wirksam ist. Es ist auch nicht wesentlich, daß die Gelschicht von irgendeiner die isolierende Oberfläche bildenden Gelstruktur verschieden ist. So igt Holz zum Teil eine Gelstruktur, und die ionisierbare organische Verbindung braucht nur in die Oberfläche des Holzes chemisorbiert zu werden.

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- Io -

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Wie bereits bemerkt, ist die ionisierbare organische Verbindung für eine Ionisierung und Bildung eines organischen Ions eines elektrischen Vorzeichens bestimmt, das auf der elektrisch isolierenden Oberfläche chemisorbiert wird, welche funktioneile Gruppen einschließt, die zur Chemisorption mit den durch Ionisierung gebildeten elektrisch geladenen organischen Ionen befähigt sind. Normalerweise enthalten die meisten elektrisch isolierenden Oberflächen wie etwa Holz oder andere Zellulosematerialien mehr als genug funktionelle Gruppen, die zur Chemisorption für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, Die meisten isolierenden Materialien und besonders Holz und Glas enthalten eine hinreichend hohe Dichte an funktioneilen Gruppen, die zur Bildung von Wasserstoffbindungen oder ionischen Bindungen befähigt sind, um Chemisorption zur Schaffung der gewünschten dünnen Schichten zu gestatten. In cellulosisehen Produkten im allgemeinen und in Holz im besonderen sind natürlich vorkommende Hydroxylgruppen anwesend. Zusätzlich sind infolge der unvermeidlichen Oxydation des Cellulosemoleküls ebenfalls Carboxyl-' und Peroxydgruppen anwesend. Glas ist dichf mit Hydroxylgruppen bepackt. Nylon enthält Amid- und Carboxylgruppen. Wenn das isolierende Material normalerweise keine hinreichende Dichte an funktionellen Gruppen besitzt, können diese ih. bekannter Weise eingeführt werdenj so kann

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s*B. iolyäthylen einer .Flammenbehandlung oder einer Koronaentladungsbehandlung in oxydierenden Atmosphären oder einer , Säureehronatbehandlung unterworfen werden, um eine angemessene Dichte an .funktioneilen Gruppen einzuführen und der, Losung von ionisierbarer organischer Verbindung eine Aus- ,.' breitung und BildiJig der geforderten dünnen anhaftenden Schichten zu ermöglichen·

Vom Standpunkt der Aufbringung von Überzügen, die ein organisches filmbildendes Harz.als, ein Bindemittel, verwenden, aus einer organischen Lösungsmitwellösung, insbesondere wenn ein Teil des Verdünners oder Lösungsmittelmediums durch polare organische Flüssigkeiten wie etwa Methylethylketon, Aceton, Alkoholen wie ixthanol und Propanol oder Estern wie Butylacetat gebildet wird, ist es vorzuziehen, dals die jeischi.cht ein solches Gleichgewicht von hydrophoben und hydrophilen Oberflächeneigenschaften zeigt, daß sie viele Arten von Überzügen, die in ifiren Netz- und Bedeckungseigenschziiten beträchtlich variieren können, leicht annimmt und von iiesisn benetzt wird. Für diesen Zweck werden vorzugsweise Jelsehichten gewählt, die einen Wassertropfen-Berührungswinkei und einen Paraffinöltropfen-Berührungswinkel aufweisen, die jeder weniger als etwa 3o° betragen. Wie üblich wird der Berührungswinkel durch die Flüssigkeit des Tropfens gemessen.

0 09 8 U 8 / U A i* . . SAD

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Ein wünschenswertes Gleichgewicht von hydrophoben und hydrophilen Oberflächeneigenschaften bei sonst geeigneten ionisierbaren organischen Verbindungen wird auch durch die Leicht-Kohlenwasserstoff-Toleranz (mineral spirits tolerance) der organischen Verbindung aufgezeigt. So kann die ionisierbare organische Verbindung in Isopropanol zu einer Konzentration von 5o Gew.$ der Verbindung gelöst und die Lösung kann mit Leicht-Kohlenwasserstoff titriert werden _t bis eine Phasentrennung erhalten wird. Eine Phasentrennung wird normalerweise durch das Auftreten einer wolkigen Erscheinung in der Lösung beobachtet, welche die Gegenwart eines in der Lösung suspendierten festen Niederschlags oder eines emulgierten tediums anzeigt. Bevorzugte ionisierbare organische Verbindungen zur Verwendung gemäß der Erfindung besitzen nur eine begrenzte Leieht-Kohlenwasserstoff-Toleranz sie lassen z.B. den Zusatz von nicht mehr als 5o ecm an Leicht-Kohlenwasserstoff pro Gramm 5o?5iger Lösungsmittellösung zu, bevor eine Phasentrennung stattfindet. Vorzugsweise liegt die Leicht-Kohlenwasserstoff-Toleranz pro Gramm 5obiger Lösung zwischen Io und 4ο ecm Leicht-Kohlenwasserstoff. Pur die Durchführung der Leicht-Kohlenwaseerstoff-Toleranzprüfung kann ein Leicht-Kohlenwasserstoff Mt folgender Spezifikation verwendet werden:

Siedebereich: 159 - 197⁰C (318 - 386⁰F) Flammpunkt (ΪΤΟ): 41⁰C (lo5°F)

O O 9 8 A 8 / U U _8AD original

spezifisches Gewicht {60/60⁰F),* .0,791 Anilinpunkt;: 54⁰C (13ο°ϊ)

KB Wert: . 38, ο

Aromatengehaltj 18 $
Paraffines 55 i°

27 $>

Die'gemäß der Erfindung verwendete ionisierbare organische Verbindung kann verschiedenen Arten zugehören, einschließlich den organischen Säuren, Basen oder Salzen, und das durch Ionisierung gebildete organische Ion kann ent-^r weder eine positive oder eine negative elektrische Ladung haben« Die bevorzugten ionisierbaren organischen Verbin- \ düngen sind Salze, die. bei Abscheidung G-e Ischich ten bilden, diese Salze schaffen positiv geladene organische Ionen bei der Ionisation. So"sind die bevorzugt in der Erfindung verwendeten Verbindungen durch quaternär e^; und diquaternäre \ Ammoniumhalide veranschaulicht, zweckmäßig und wünschenswert die Chloride mit einem Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff von Io:1 him 3οί1. Einige Verbindungen von Koh-' lenstoff und Stickstoff mit hohem Molekulargewicht, die ein Verhältnis von Kohlenetoff zu Stickstoff bis herauf zu etwa 4:1 besitzen, sind für eine Verbesserung der Haftfähigkeit von organischen Überzügen auf verschiedenen Oberflächen

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bekannt, wie in dem US-Patent Nr. 2 887 4o5 ofienbart ist, jedoch bilden diese keine dünnen leitfähigen Schichten und sie sind gemäß der Erfindung nicht brauchbar. In ähnlicher Weise sind viele quaternäre Ammoniumverbindungen bekannte antistatische Mittel, die meisten von diesen haben jedoch ein Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff von über 3o:l oder weniger als Io:1 und bilden ebenfalls nicht die geforderten dünnen leitfähigen Schichten und sind nicht brauchbar in der Erfindung.

Es wird besonders vorgezogen, in entweder dem quaternären oder dem diquaternären Ammoniumchlorid einen einzigen Substituenten mit einer langen Kohlenstoffkette anwesend zu haben, zweckmäßig eine Kohlenstoffkette, die Io bis 22 Kohlenstoff atome enthält. Die bevorzugten Substituenten sind Alkylgruppen, die i« wesentlichen keine Kohl enstoff-Kohlenetoffunsättigungen aufweisen, und zwar vorzugsweise geradkettige Gruppen, obwohl verzweigtkettige Gruppen zugelassen werden können, insbesondere wenn das Ausmaß der Verzweigung verhältnismäßig klein ist. Aromatische Kohlenwasserstoffsubstituenten werden, nicht bevorzugt, können jedoch zugelassen werden«

Besondere bevorzugte quaternäre Halogensalze sind demgeoäß quaternäre Ammoniumchloride mit einem Kohlenstoffzu-Stickstoff-Verhältnis zwischen Io:1 und 3o:l und einer

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Strukturformel aus der folgenden Gruppe:

R-N- CH, i Cl"

CH₃

L -.

■ CH₃ CH

■ ■ ■ ι »
R - N - X - N - CH₃ 2 Cl*

CH₃

hierin ist R ein Kohlenwasserstoffsubstituent mit Io - 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ein Alkylsubstituent, und X ist eine divalente Kohlenwasserstoffketie, die 1 bis Io Kohlenstoffatome enthält, vorzugsweise ein divalentes Alkylradikal, wie es durch das folgende Radikal veranschaulicht wird j

HH H

t Il

_c-c-c-

.-'■■'■."■' ι » ·

H H H

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Ein besonders bevorzugtes quaternäres Ammoniumsalz zur Verwendung gemäß der Erfindung ist:

CH, (CH₀).,., - N (CH,), Cl" j <- χ \ ο ο

Weitere spezifische Beispiele von ionisierbaren organischen Verbindungen, die erfolgreich gemäß der Erfindung verwendet wurden, sind wie folgt:

CH,(CH_O) χ . ⁺

^{! 3 2} y N(CH₃)₂ Cl"

j CH₃(CH₂) y

Hierin sind χ und y 7, 9» H» 13, 15 oder 17 (hauptsächlich 11).

Cl*

₄Talg - N(CH₃)₂ - (CH₂)₃ - N(CH₃J₃ """ 2 Cl' j (Kokos")₂ - N(CiH₅J₂ ^{7 +} Cl"

Cl

0 0 9 8 A 8 / U U h _ßAD original

Gl"

■j CH₃(CH₂J₇CH = CH(GH₂)₇GH₂ -

oko a ■ - N.( GH₅ )

Cl"

' CH₃(CH₂)₄CH = GHCH₂GH = CH(GH₂)_Q - N(GH₃)J ⁺ Cl"

j GH₃(GH₂)₇GH = CH(GH₂)₇GH₂ -

j Talg- N(CH₃J₃J

ι GH_x

- N(GH₃)J ⁺ Cl"

r -r

^Kokos - 'K(CH₃-)2 - N(CH₃)₃[ ⁺⁺ 2 Cl"

Cl" GH₂(CH₂)₁₄CH₃

Cl"

BAD ORIGINAL

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- ie - 1&?ί12b

Bemerkung:

Die Ausdrücke "Kokos" und "Talg" in den vorstehenden Formeln zeigen die Kohlenwasserstoffradikale an, die aus dem entsprechenden öl oder Fett herleitbar sind.

Die entsprechenden quaternären Ammoniumhydroxyde sind in Verbindung mit Oberflächen brauchbar, die stark

" saure funktionelle Gruppen enthalten, z.B. plastiziertes chloriertes-sulfoniertes Polyäthylen.

Geeäß der Erfindung können auch ionisierbare organische Verbindungen verwendet werden, die unter Bildung negativ geladener organischer Ionen ionisieren.. Diese y/erden veranschaulicht durch organische Kohlenwasserstoff-substituierte Säuren wie etwa Alkyl- und Arylester von Sauren des Phosphors und Schwefels. So sind Phosphorsäureester, Phosphonsäuren und Diphosphonsäuren brauchbar, genau so die entsprechenden Säuren des Schwefels.

Zur Erläuterung sei angeführt, daß saures Äthylphosphat, saures Butylphosphat, saures Amylphosphat, saures Phenylphosphat, p=-Toluolphosphonsäure, Diäthyldiphosphonat, saures Äthylsulfonat, p-Toluolsulfonsäure und p-Phenolsulfonsäure alle gemäß der Erfindung brauchbar und wirksam sind. Die entsprechenden Acylchloride wie etwa p^Toluolsulfonylchlorid sind den Säuren äquivalent und können verwendet

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werden, wie das durch p-Toluolsulfonylchlorid veranschaulicht ist, ,..-I-oluoIsulionsäure ist besonders wirksam.

Eine weitere geeignete Saure des ihosphors ist durch die Formel

H '

ill «·Γ r\lS -Z J_ — Σ — UH

^0H (η = 4,2 - 5,2)

veranschaulicht, sie ionisiert unter Bildung positiv geladener V/u-ss-erst off ionen.

Die r^anischen Säuren des Phosphors und üchwtfels und deren Acylchloride sind besonders brauchbar in Verbindung nit isolierenden Oberflächen, die Hydroxy!funktionen zur Estorbi!dung verfügbar Laben. Decgemäß wird Glas vorteilhaft nit den aufgeführten Säuren behandelt. Weiterhin brauchen aiese Säuren keine getrennten Gelschichten zu bilden sondern kennen stattdessen in die Oberfläche der behandelten Gelstruktur einverleibt werden, beispielsweise in die Gelstruktur 'on Holz, Gelatine oder -oIyvinylalkohol. In ähnlicher Weise haben die in vulkanisiertem Gummi und lignocellulosic chen Laterialien verfügbaren -SH Gruppen die gleichen allgeaeinen Bindungseigenschaften gegenüber Säuren, wie sie Ii,-iroxy!gruppen besixzen, und auf diesen -SH Gruppen kann aufgebaut werden, um die gewünschte chemische Vereinigung zu erzielen.

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Wenn die Ionisierung der ionisierbaren organischen Verbindung ein positiv geladenes organisches Ion erzeugt, wie etwa das organische Kation eines quaternären Ammonium» salzes, so ist das Kation basisch und zur Bindung mit den in cellulosisehen Materialien einschließlich Holz wie auch in vielen anderen organischen Materialien anwesenden Carboxylgruppen befähigt. Überdies sind Carboxylgruppen oder davon abgeleitete Ionen nicht wesentlich für eine chemische Bindung mit basischen Kationen, es sind beliebige funktioneile Gruppen, die in Bezug auf das Stickstoffbasenkation elektronegativ sind, geeigneti

Wenn umgekehrt die gewählte ionisierbare Verbindung eine organische Säure ist, die unter Bildung von negativ geladenen organischen Anionen ionisiert, so können sich diese mit verhältnismäßig elektropoeitiven funktionellen Gruppen in dem elektrisch isolierenden Material vereinigen.

Es ist zu betonen, daß die gemäß der Erfindung gebildeten gequollenen Gelschichten verhältnismäßig beständig sind. Vorzugsweise sollte das Gel über unbeschränkt" lange Zeitspannen dem Entfernen seines wirksamen Gehaltes an fluidem Medium durch Verdampfung widerstehen, wenn es der Erdatmosphäre unterworfen, bei Raumtemperatur und einem Wasserdampf-Partialdruck von Io mm Quecksilber gehalten wird.

O O 9 8 U 8 / U A A . ^{ßAD 0R}'G'NAL

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Die gemäß der Erfindung.verwendeten ionisierbaren organischen Verbindungen können in irgendeiner zweckmäßigen Weise als dünne Schichten auf die isolierende Oberfläche aufgebracht werden, etwa durch von Hand erfolgendes Wischen, Bürsten oder Sprühen. Tatsächlich ist es in Verbindung mit der Erfindung nur notwendig, die ionisierbare organische Verbindung unter Verwendung eines damit getränkten Lappens als Teil eines Bestäubungsvorgangs vor dem Überziehen aufzubringen. Die elektrisch kontinuierlichen Schichten gemäß der. Erfindung müssen nicht auf die gesamte zu überziehende isolierende Oberfläche aufgebracht werden, ob schon eine gleichmäßige Auftragung bevorzugt wird. So ist auch eine Aufbringung der Ge!schicht in Form eines Linien-Netzwerkes wirksam, sie wird jedoch nicht bevorzugt.

Die ionisierbaren organischen Verbindungen gemäß der Erfindung werden für die Zwecke der Auftragung auf die isolierende Oberfläche in einem geeigneten Lösungsmittelmedium ( gelöst, welches vorzugsweise einen·Anteil eines niederen Alkoholes wie etwa Äthanol oder Methanol und vorzugsweise auch einem Anteil Wasser enthält. Es ist nicht notwendig, daß die Lösung einen großen Anteil Wasser enthält, da das Lösungamittelisedlum noroalerweise und von latur aus genügend Wasser enthält, us den gewüneohtea Wassergehalt in den abgeschiedenen dünnen Schienten au schaffen. Überdies haben vie-

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le der in Betracht kommenden ionisierbaren organischen Verbindungen die Fähigkeit zur Aufnahme einer hinreichenden Wassermenge aus der Atmosphäre, zumindest während sie aus organischer Lösungsmittellösung abgeschieden werden. Ein besonders geeignetes Lösungsmittelmedium ist eine Mischung aus Methanol und einem aromatischen Kohlenwasserstoff wie etwa Toluol in Gewichtsverhältnissen von 7:2. -

Die Konzentration der gelösten ionisierbaren organischen Verbindung in dem Lösungsmittelmedium wird nach Zweckmaüigkeitsgründen gewählt. Eine Konzentration von 1 - Io Gew„;,S an ionisierbarer organischer Verbindung in der auf die isolierende Oberfläche aufgebrachten Lösungsmittellösung veranschaulicht eine bevorzugte Arbeitsweise. Jedoch kann die Lösung stärker oder weniger konzentriert und trotzdem brauchbar in Übereinstimmung mit der Erfindung sein.

Es ist darauf hinzuweisen, daß sich die Stärke der durch Aufbringen einer Lösung der ionisierbaren organischen Verbindung gebildeten öelechicht in Abhängigkeit von der Konzentration der Lösung und der Art ihrer Auftragung ändern wird, d.h." durch Tauchen wird ein größeres Gewicht an Material abgeschieden als dureh Wischen mit einem befeuchteten Lappen. Wenn nur dünne filMlösuagen aufgebracht werden, etwa durch Wischen, so wird bevoräugt, daß die Lösung wenigsten» 1 Gew.# an ionisierbarer organiaoher Verbindung enthält.

009848/U44 ^BAD original

Die vorausgehend im einzelnen -aufgeführten, bevorzugten ionisiorbären organischen Verbindungen -schaffen, bei .Bildung zu «iner Geieehicht auf Glas durch Tauchen des Glases in eine einproEentige IeopropanollöBung, einen Widerstand von etwa Io⁷ OhB je Flächeneinheit bis Ig⁵ Oha je Flächeneinheit, unter normalen atmosphärischen Bedingungen. Wenn im Gegensatz hierzu die ionisierbare organische Verbindung keine Geletruktur bildet oder in eine solche eintritt, ist I der Widerstand der durch Tauchen von Glas in eine einprozentige IeopropanollÖeung gebildeten Abscheidung höher als

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Io Ohm je Flächeneinheit, z.B. gewöhnlich oberhalb Io Ohm je Flächeneinheit oder höher, und nicht brauchbar in Übereinstimmung mit der Erfindung.

Hit der ionisierbaren organischen Verbindung können auch Anteile anderer Materialien eingeschlossen sein. In dieser Hinsicht sind Komponenten in Teilchenform oder solche, die bei Trocknen der Lösung Teilchenforin oder kristalline Form annehmens aweckmäßig anwesend, da sie dazu neigen, die Oberfläehengröße zu steigern und die Wirksamkeit von Vorbehandlungen gemäß der Erfindung zu erhöhen. So sind nichtflüchtige Salze, die leicht bewegliche Ionen umfassen, etwa Alfeiichloride fand insbesondere Natriumchlorid, nützlich und können in die Lösungen eingebracht werden, die auf die isolierenden Oberflächen aufgetragen wer-

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den, in kleinen Mengen bis herauf zu 1 <fo. Peinteilige siliciumlmltige Materialien, beispielhaft erläutert durch äußerst fein verteiltes Siliciumdioxyd, sind ebenfalls in verschiedener Hinsicht nützlich, z.B. trägt feinteiliges Siliciumdioxyd zu einer Steigerung der Oberflächengröße, zu einer gesteigerten Dichte an für die Chemisorption verfügbaren funktionellen Grrujjpen und zu einer unabhängigen Gelbildungs-P fähigkeit bei.

Die isolierende Oberfläche, die erfindungsgemäß mit gelöster ionisierbarer organischer Veruindung überzogen wird, wird zweckmäßig getrocknet, um eine stabile vorbehandelte Oberfläche zu schaffen, die zur Aufnahme elektrostatisch geladener Überzugsteilchen befähigt ist. Lufttrocknung ist angemessen. Eine erzwungene Trocknung kann ebenfalls angewendet werden. Bei dem Vorgang der Zwangstrocknung kann erhitzte Luft verwendet werden. Bei der Zwangstrocknung kann erhitzte Luft verwendet werden, und bei Temperaturen bis zu etv/a 55⁰C (l3o°P) ist eine Zwangstrocknung nicht nachteilig. Es können auch höhere Temperaturen zugelassen werden, jedoch'nimmt der durch die Vorbehandlung der isolierenden Oberfläche erzielte ITutzen bei diesen höheren Temperaturen mit der Zeit langsam ab. Während den kurzen Zeitspannen, die zum bloßen Entfernen von restlichen Lösungsmitteln und irgendwelchem Oberflächenwasser, das an-

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wesend sein kann, benötigt werden, wird die Gelstruktur nicht nachteilig angegriffen. Noch höhere Temperaturen, die selbst den Siedepunkt von Wasser übersteigen, können kurzzeitig angewendet werden, solange die Behandlung bei erhöhter Temperatur nicht bis zu dem Punkt eines Entfernens der fluiden Komponente, des Gels, z.B. gewöhnlich Wasser, welche für die Gelstruktur und die elektrische Leitfähigkeit der Schicht wesentlich ist., fortgesetzt wird. Wenn, wie ™ bereits erwähnt, die Anwendung von Wärme oder anderen Trocknungsbedingungen übermäßig ist, führen Verluste an fluidem Medium aus dem Gel zu einer Zerstörung der Gelstruktur und die Kapazität der Schicht zum Empfang elektrostatisch geladenertiberzugsteilchen wird in ähnlicher Weise zerstört_β

Bei der Vorbehandlung·von Holz sollte beachtet werden, daß die elektrische Leitfähigkeit von Holz sich mit seinem Feuchtigkeitsgehalt ändert. Wenn Holz für Bau- oder Zierzwecke verwendet wird, wie bei Möbeln, oder wenn das Holz j zu bearbeiten ist., etwa durch Schleifen, Sägen, Drehen, Hobeln usw., wird das Holz vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter etwa Io Gew.$ getrocknet, z.B. etwa 7 Gew.^ bezogen auf das Gewicht des völlig trockenen Holzes. Bei so niedrigem Feuchtigkeitsgehalt sind der elektrisch· isolierende Charakter von Holz und damit die Bedeutung der Erfindung besonders ausgeprägt. Holz von höherem Feuchtigkeitsgehalt

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wird durch Anviendung der Erfindung ebenfu_is v-i jedoch wird infolge der größeren elektrischer, „,oitfiihig-Iceit, die das Holz nit höheren Pfc^chtigkeitsgehult besitzt, die erforderliche Behandlung verringert. Furnierte rro'lukte einschließlich !Sperrholz nachen besondere I.ühe bei .ricLtanw en dung der Erfindung, da die liaftiaittelschicht, die das Furnier mit dem Kern verbindet, die Oberfläche des Furniers ψ von der Hauptmasse des Holzes isoliert und die neigung zur Ansamlung von elektrostatischer Laaung an der Oberfläche nachdrücklich erhöht.

Die natürliche LIaserung von KoIs schafft ungleichmäßige Leitfähigkeit, und die geladenen Überzugsteilchen neigen zu ungleichmäßiger Abscheidung im Lluster der i.asorung. Eine Behandlung des Holzes in Übereinstimmung mit der Erfindung beseitigt diese ungleichmäßige elektrostatische Abscheidung in wirksamer Weise.

Das Aufbringen eines organischen harzigen Überzugs über die vorbehandelte isolierende Oberfläche zerstört nicht notwendigerweise die elektrische Kontinuität der Schicht aus ionisierbarer organischer Verbindung. Selbst ein Härten oder Einbrennen des organischen harzartigen Überzugs bei üblichen Temperaturen zerstört normalerweise nicht die elektrische Kontinuität der ionisierbaren organischen Verbindung unterhalb des eingebrannten organlachen harzartigen Überzugs» Die Gegenwart einer elektrisch, leiten-

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den Schicht gemäß der Erfindung erleichtert demgemäß in vi^i-'m Teilen eine elektrostatische Abscheidung von nach- = ■ folgender. Überzügen, auch wenn der erste Überzug aus organischen harzartigen Material selbst elektrisch Widerstandsf.Jiii* ist.

Die .Erfindung ist besonders in Verbindung mit der elektrostatischen Abscheidung von geladenen Überzugsteilchun ;ü;i Oberflächen zwec.irvoll, die einen V/idorstand von f Io"" Ohm je Flächeneinheit oder mehr haben, und die G^r'gen-.

wart der .^!schickt verringert den Y/iderstand der Ober-

Ic '

fluche in wünschenswerter V/eise,, so dai; er Io ' Chm je Flächeneinheit nicht übersehreitet.

Tor Ausdruck "Widerstand", wie er hierin verwendet Wird, ;icii ;ien Widerstand in Ohm *u Flächeneinheit, etv/a pro ^uadratcentimeter, kennzeichnen, gemessen an der Oberflkcr.e entweder vor oder nach der Behandlung, wie es im eirizelne:i Fall er'ford' rlich ist. "Weiterhin ist, wenn von Oberfi;-chenwiderstand ges| rochen wird, hierunter der Widerstand „iwisehen swei die- Oberfläche berührenden Elektroden zu verstehen, ohne Rücksicht auf die Verteilung des Stromes innerhalb des Gegenstandes als auch längs der Oberfläche. Zweckmäßig wird der Widerstand mittels eines Klekxrometers (Iveithly 2oo A) unteT Verwendung eines Nebenschluss es (Keitkly Llodel 2oo8 decade shunt) und einer Gleichstrom-

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157112a

Kraftquelle mit einer maximalen Ausgangsspannung von 35 Volt gemessen. Die Elektrodenberührung mit der Oberfläche wird durch zwei biegsame Aluminiumfolienstreifen hergestellt, die mit elastischem Material wie etwa biegsamem Isocyanatdchaum hinterlegt sind, welches wiederum an einem starren isolierten Träger wie Lucit befestigt ist. Die Folienstreifen sind beide 1 cm breit und Io cm lang und so montiert,' aaß sie parallel und mit ihren benachbarten Kanten 1 cm voneinander entfernt sind. Y/enn diese Folienelektroden zur I'essung des Widerstandes gegen die Oberfläche gepresst werden, messen sie den Widerstand von Io parallel angeordneten ein-Centimeter-Quadraten der Oberfläche, so daß die erhaltene direkte Ablesung mit einem Paktor Io multipliziert

werden kann, um den Obei^flächenwiderstand in Ohm pro cm zu erhalten. ">7enn Strom- und Sparmungsablesungen gemacht worden sind, wird der Widerstand zwischen den Elektroden geir.äß der Formel

R = ^E2 " ^E1

berechnet, in der R der unbekannte Widerstand ist, E₁ ist die Slektrometer-Spannungsablesung, E_? ist die Spannung der Eingangskraftquelle und I ist der Stromfluß durch den unbekannten Widerstand, Wenn der so ermittelte Widerstand mit Io multipliziert wird, ergibt sich der Widerstand in

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2
Ohm pro cm .

Der Widerstand des Weges von irgendeinem Punkt auf einer zu streichenden Oberfläche zur Erde muß klein genug sein, um ein wirksames elektrostatisches Überziehen zu gestatten, und klein genug, um an jeglichem Punkt auf der überzogenen Oberfläche den Aufbau eines unerwünscht hohen Potentials in Bezug auf Erde zu vermeiden. Im Falle elektro- ' statischer Farb-Überzugsanlagen ohne Anwendung nennenswerter mechanischer Kräfte für die Zerstäubung, etwa bei verhältnismäßig langsam laufenden Glocken- oder Scheibenzerstäubern, führt eine Oberflächenspannung des Gegenstandes von ungefähr 25 KV über Erde zu einer sehr geringen Farbabs cheidung auf diesem Teil des Gegenstandes» Wenn, ein ziemlich großer Gegenstand in einer Weise gehaltert ist, wie es derzeit beim elektrostatischen Überziehen üblich ist, wenn z.B, eine Sperrholztafel auf der Fördervorrichtung durch ein oder zwei erdverbindende Aufhänger befestigt ist, ( ist der Y/iderstand ausreichend, um ein wirksames elektrostatisches Überziehen, von Oberflächengebieten, die von den Aufhängern beträchtlich entfernt sind, zu verhindern, da sich eine Oberflächenspannung von 25 KV über Erde oder mehr an solchen entfernten Gebieten rasch aufbaut und ein wirksames Auftragen von weiteren geladenen Farbteilchen verhindert.

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Selbst niedrigere Oberflächenspannungen wie 15 YJ¹T oder mehr schaffen eine unerwünschte Situation, da eine merkliche Anscrichmenge abgestoßen und verschwendet wird. Überdies führt im Fa^Ie von Handsyritzpistolen mit rotierender Zer^tüubungseinriehtung ein Oberflächen-Üpannungsauibau von 15 KV oder mehr zu schlechten Arbeitsbedingungen für den Bedienungsmann, da eine unerwünscht große !»!enge von ψ Anstrichmaterial als Ergebnis der abstoßenden Wirkung der Oberflächenspannung des Gegenstandes zu dem Bedienungsmarin hingezogen und auf ihm abgeschieden wird. Obwohl der Widerstand des Srdstromkreises je nach, der Form und Größe eines Gegenstandes und der Methode der Jrdverbindung änderungen unter Ii eg en, kann, sollte demgemäß der wirksame V/iderstand von irgendeinem Punkt auf der Oberfläche zur Erde vorzugsweise klein genug 3ein, um einen Aufbau an einem solchen Punkt auf 15 KV oder mehr zu vermeiden und in jedem Falle klein genug, um einen Aufbau der Oberflächenspannung auf 25 KV oder mehr an irgendeiner zu überziehenden Steile zu verhindern, Die vorgenannten Spannungen ergeben sich aus einem unerwünscht.hohen momentanen Sifektivwiderstand des Ableitungswiderstandsweges zur Erde von einem Punkt auf der gerade überzogenen Oberfläche fees?» Der Ableitungswiierstand nach Erde von einem Teil der Oberfläche, auf die die Parbe od.dglo aufgebracht wird, also der momentane Elfektivwider-

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stand, ka.j-1 ;i.B. aus Oberfläehenwiderst-aiid, Volitraenwiders land, Luftableitungswiäerstand una Iιa;iungswiders^and eines kapazitivenSystems bestehen. Lei- momentane Effektivwidersuand nach Erde von einem gegebenen Teil eine.s Gegenstandes aus änuert sich mit der Form und :iröJ3e des 'Gegenstandes und kann absichtlich durch die örtliche Anordnung der iCrdverbinduiig oder die Anwendung einer I-.eLrzahl solcher 7eriuitr^n geändert werden.ΥΓβ.ιη der Öegenatanu von einer Art ™

isv, der Linreichenden Widerstand auii/oist, ud ein wirk— oUEes el«,ktro8tatisclies ubersiehe;n :ra verhindern, kann die Vorbehandlung der Cborflache, soX'ern _£;ewünsc]it, aurch An-'.venaun«; weiterer Erdanoehlüsse unterstützt■ wer.-iun» In jedem PaII muß für eine zufriedenoto_Icnde iiet-i-iebsv/eise von trieicLrostatischen tber.Tugsvorrichtungen der derzeit in a^lje:;.ein.er technischer yaiw-jn-iuiit; b"rindlichen Art der nonentane !"r.'ektiv.viderst-and nacliSrae von jeden Punkt der gerade

-.-'■'■ q

zu überziehenden Oberfläche unterhalb eiv/a 2 χ Ιο' Ohm gehalten werden.

£s ist ju betonen, daß di'= t-ri'inaurigScemäß aufgebrachten sehr iiinnen Geischichten lichtdurchlässig sind und nicht die natürliche Oberfläche dc-s isoll·, r..-.ilen Se.jenstandes, auf den sie aufgetragen werde-;:, nas.-:ieren_£ So -wird die · natürlxclie Llaserung von HoIn nici.ζ verdeckt, wenn die Oberfläche des Hoises erfindungsgemäC vorbehandelt und dann mit

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einem klaren Firnis oder Lack überzogen wird» Die GeI-schicLten können jedoch, wenn das gewünscht ist, pigmentiert oder gefärbt sein.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen III bis V und YII und XIV veranschaulicht, diese 3ind dun Kontrollbeispielen I, II, Yi und VIII gegenübergestellt, um die Brauchbarkeit der Erfindung aufzuzeigen«

3eiopiel I

^i:ie 2%4 x Ii),2 cm (Ιο" χ 6") große Tafel eines Ahornfurniors von 1,9 cm (3/4") Stärke und einem feuchtigkeitsgehalt von 7t'» bezogen auf das knochentrockenGewicht des Holzes, wurde nil zwei leitenden Erdanschlüssen, je einer am !,iittelpunkt jeder 15,2 cm (6") Abmessung, mit Erde verbunden und elektrostatisch mit Ilitrocelluloselack besprüht, und zwar unter Anwendung elektrostatischer Zerstäubung mit einen; an die Zerntäubungsglocke angelegten Potential von loo KY und über eine Zeitspanne, in der ein gleichartiger ketaligegenstand zufriedenstellend überzogen worden wäre. Das rrodukt zeigte Ansammlungen von abgeschiedenem Lack auf den Oberflächen des Furniers in llähe aer Erdanschlüsse. Die Kauptmenge der der Zerdtäubungsglocke zugekehrten Furnieroberfläche war im wesentlichen nicht überzogen.

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Beispiel II

Beispiel I wurde unter Verwendung einer ähnlichen Tafel von Ahornfurnier, welches einen Feuchtigkeitsgehalt von lo$ auf der gleichen Basis hatte, wiederholt» Die Zerstäubung war etwas verbessert und das Furnier war über die gesamte Oberfläche bedeckt. Jedoch war der Überzug nicht gleichmäßig in der Stärke sondern zeigte stattdessen ein Huster von stärkeren Abscheidungen, die dem IJaserungsmuster des Holzes folgten. Von beträchtlicher Bedeutung ist die Tatsache, daß der Überzug in Fähe der 3rdanschlüsse wesentlich dicker war,

Beispiel III .

Beispiel I wurde unter Verwendung einer ähnlichen Tafel von Ahornfurnier wMerholt, welche eine Oberflächen- j[ schicht aufwES, die durch Aufwischen mit einem Stück Zeug aufgebracht worden war, welches mit einer 2-gewichtspo%entigen Lösung von Dodecyl-Trimethyl-Ammoniumchl'orid, gelöst in einer Hethanol-Toluol-Mischung mit einem Volumenverhält-· nis von 7:2, befeuchtet war; das gewisehte Furnier war über Calciumchlorid-Trockenmittel bei Raumtemperatur getrocknet. Es wurde ein gleichmäßiger überzug erzeugt, der sich über

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die der Zerstäubungsglocke zugekehrte Furnieroberfliiche erstreckte, mit der Ausnahme einer unbedeutend erhöhten Stärke des Überzugs in Nahe der Erdanschlüsse.

Beispiel IY

Beispiel III wurde mit der Abwandlung wieilerholt, daß die 2-prozentige Lösung von Dodecyl-Jrimethyl-Ainmoniumchlorid auf das furnier gesprüht wurde, bis mit den Auge eine gleichmäßige Befeuchtung zu beobachten war, und das behandelte Furnier wurde durch Zwangs trocknung unter Verwendung von erhitzter Luft bei 55 G (I3o P) eine otunde lang getrocknet. Ein gleichmäßiger überzug ergab sich aus dem elektrostatischen Aufsprühen.

Beispiel V

Beispiel II wurde unter Verwendung einer ähnlichen Tafel von Ahornfurnier wiederholt, welche wie in Beispiel III zur Bildung eines Filme3 von Dodecyl-Trimethyl-Anuaoniumehlorid gewischt wurde. Das elektrostatisch besprühte Produkt war gleichmäßig überzogen.

Beispiel VI

Ein Abschnitt aus Glas wurde wie in Beispiel I elektrostatisch besprüht und zeigte die gleichen Ergebnisse, z.B.

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kleine im Gebiet der Srdansehlüsse lokalisierte Ansammlungen von Lberaugsaaterial und keinen Gesamtüberzug auf der der Zers^iubungsglocke zugekehrten Glasoberfläche»

Bei31-1 el 711

-icispiel VI wurde nach 7/ischen wie in Beispiel III zur üehaffung eines Filmes von JJodecyl-Trimethyl-Ar.jnDniuinchlo- | rid au:* itr Oberfläche des Jlases wiederholt. Es wurde ein. gleichnäiiijgpr L'beriiug, der s.;ch über die der ZerstäubungsglocKc zugekehrte Glasoberfläche erstreckte, erzeugt.

Beispiel YIII

Sin <:·;>, 4 x 15,2 CK ;Io" χ D")grojoer Filmabschnitt aus Athyle^jlykoi-'ferephthalat-noiaopolyester mit einem Schmelzpunkt vor* etwa 25o°C und hohen: Molekulargewicht, aufgezeigt durch' o.i.·² Fähigkeit sur tlaitver^i-.hung, wurde, wie in Bei- % spiel I oime irgendeine V*orb-3handlung elektrostatisch besprüht uru es wurden ähnlich unbefriedigende Ergebnisse erhal t en ο. ,

Beispiel IX . :.

Beispiel 7111 wurde nacii Wischen des rolyesterfilms. wie in Beispiel III zur Schaffung einer dünnen Schicht von

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- 3ο -

Dodecyl-Trimethyl-Ammoniumchlorid auf der Oberfläche des Äthylenglykol-Terephthalat-Homopolyesterfilms wiederholt. Se wurde ein gleichmäßiger Überzug erzeugt.

Beispiel I

Das in den vorausgehenden Beispielen III bis V und TII und II verwendete Dodecyl-Trimethyl-Ainmoniumchlorid wurde nacheinander durch jede der früher aufgeführten übrigen Verbindungen ersetzt, die eine nach der anderen angewendet wurden. In jedem Pail wurden auf den vorher isolierenden Oberflächen, welche eine angemessene Annahme von elektrostatischen Abscheidungen in Abwesenheit einer Oberflächenvorbehandlung gemäß der Erfindung verweigerten, gleichmäßige Überzüge erzeugt·

Beispiel II

Die 2-prozentige Lösung der ionisierbaren organischen-

Verbindungen der vorausgehenden Beispiele III bis V und VII und II wurde durch eine lo-prozentige Lösung ersetzt und diese Beispiele wurden im übrigen wiederholt. Das Überziehen verlief in allen Fällen leicht.

Beispiel III
Die 2-prozentige Lösung von Dodecyl-Tri«ethyl-Ammoniu«-

;_; - ■ BAD ORIGINAL

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Chlorid wurde durch Zugabe von o,l Gew.$ Natriumchlorid und 1 Gew.i» Natriumchlorid zu der Lösung, bezogen auf das Gewicht der lösung, abgewandelt und die Beispiele III bis V und VII und IX - XI wurden wiederholt. In allen Fällen wurde ein zufriedenstellender Überzug erhalten. '

Beispiel XIII

·, '■ ■■; ^;

Beispiel III wurde unter Verwendung einer 2-prozenti-

gen Lösung von p-Toluolphophonsäure, gelöst in einer Mischung von Methanol und Toluol mit einem Volumenverhältnis von 7;2 wiederholt. Es wurden Ergebnisse erhalten, die den in Beispiel III berichteten Ergebnissen äquivalent waren.

Beispiel XIV

Beispiel XIII wurde unter Verwendung eines quadratförmigen Glasstückes anstelle der Tafel aus Ahornfurnier wiederholt. Es wurde ein gleichmäßiger Überzug, der sich über die der Zerstäubungsglocke zugekehrte Glasoberfläche erstreckte, erzeugt. ,

Der in den vorstehenden Beispielen verwendete Nitrocelluloselack war wie folgt zusammengesetztι 4o - 42 # 1/2 see. Nitrocellulose (1/2 second) 5 ^ Diootylphthalat >

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2ο $> Rizinusöl

Io # Dammarharz

23 i» Rizinusöl-Alkydharz, welches 9»1 kg (2o pounds) Öl pro 45,4 kg (loo pounds) eines Alkydharzeβ aus äquimolekularen Anteilen von Phthalsäureanhydrid und Glycerin enthielt.

Daa vorstehend aufgeführte plastizierte Harzsyetem war in einer Lösungsmittelmischung, die aus 6o i» Butylacetat und 4o i» Xylol bestand, zu einer Konzentration von 2o $> Harzfeststofien gelöst. Der Lack war klar und hatte eine Viskosität von 4o Sekunden, geaessen bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Nr. 4 Ford-Beohers.

■^v BAD ORIGINAL

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zum elektrostatischen überziehen eines Gegenstandes, der eine elektrisch isolierende Oberfläche einschließlich funktioneller Gruppen, die für eine Chemisorption mit elektrisch geladenen Ionen befähigt sind, aufweist ^dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit einer

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dünnen elektrisch kontinuierlichen leitenden Gel-Oberflächenschicht versehen wird, die polare Flüssigkeit Tön hoher Dielektrizitätskonstante enthält, wobei diese Gelschicht ioniBierbaree. organisches Material enthält, welches zur Ionisierung unter Bildung eines zur Chemisorption mit den funktioneilen Gruppen in der Oberfläche befähigten organischen Ions von einem elektrischen Vorzeichen und von Ionen entgegengesetzten elektrischen Vorzeichens imstande ist, um hierdurch den elektrischen Widerstand an der Oberfläche des Gegenstandes zu verringern, und daß elektrostatisch geladene Überzugsteilchen gegen diese Oberfläche gerichtet werden, während die Oberfläche auf einer relativ entgegengesetzten Polarität in Bezug auf die elektrostatische Ladung dieser Überzugsteilchen gehalten wird·

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine GelBchicht alt einer Stärke von mindestens etwa looo A° aufgebracht wird.

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3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelschicht aufgebracht wird, die sich bei Betrachtung unter einem Phasenkontrastmikroskop bei looo-facher Vergrößerung als eine physikalisch kontinuierliche Schicht zeigt.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelschicht aufgebracht wird, die

fc unter normalen atmosphärischen Bedingungen beständig ist.

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine polare Flüssigkeit von hoher Dielektrizitätskonstante verwendet wird, die V/asser enthält, und daß eine Gelschicht aufgebracht wird, die bei langdauernden Einbringen in eine bei Raumtemperatur und bei einem Y/aas er dampf druck von Io mm Quecksilber gehaltene Atmosphäre ge^en Zerstörung ihres Gelcharakters widerstandsfähig ist.

6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekejnnzeichnet, ' daß die elektrisch isolierende Oberfläche einen "Widerstand von mindestens Io Ohm je Flächeneinheit hat und daß durch Aufbringen der Gelschicht auf dieser Oberfläche ein Widerstand nicht über Io Ohm je Flächeneinheit hergestellt wird.

7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelschicht mit einer Stärke bis zu etwa 25 ooo A⁰ aufgebracht wird.

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8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelschicht aufgebracht wird, die einen Wassertropfen-Kontaktwinkel und einen Paraffinöltropfen-Kontaktwinkel besitzt, die jeder weniger als 3o°, gemessen durch die Flüssigkeit des Tropfens, betragene

9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ionisierbare organische Verbindung verwendet wird, deren 5o-prozentige Lösung in Isopropanol den Zusatz von. nicht mehr als 5o ecm Leicht-Kohlenwasserstoff pro Gramm dieser 5o-prozentigen lösung zuläßt, bevor eine Phasentrennung stattfindet„

10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelschicht aufgebracht wird, die einen hinreichend geringen Widerstand hat, um den Aufbau einer Oberflächenspannung von 25 KV an irgendeinem Punkt zu verhindern.

11) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - Io, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelschicht aufgebracht wird, die ionisierbare organische Verbindung enthält, welche zur Ionisierung unter Bildung eines positiv geladenen, zur Chemisorption mit den funktioneilen Gruppen der Oberfläche befähigten organischen Ions, sowie stark elektronegativer einwertiger Ionen imstande ist. ' ,

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12) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als ionisierbare or^aniache Verbindung ein quaternäres Ammoniumhalid verwendet wird, welches ein Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff zwischen Io:1 und 3o:l aufweist»

13) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein quaternäres Acimoniumchlorid mit einer Strukturformel aus der folgenden Gruppe

CH,

i R - N - CH, j

CH

CH,

CH,

R-N-X-N-CH,

2 Cl"

CH,

CH

verwendet wird, wobei R ein Kohlenwasserstoffradikal und Σ ein divaleiites-, aliphatisches, zwischen 1 und Io Kohlenstoff atome enthaltendes Kohlenwasserstoffradikal ist.

14) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein quaternärea Ammoniumchlorid verv/endet wird, welches einen einzigen im wesentlichen geradkettigen AI-BAD ORIGINAL 009848/1444

kylsubstituenten mit Io bis 22 Kohlenstoffatomen enthält»

It i- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich- -let, dai; ais quaternär es Anjnoniumchlorid

CH,(CH,.)t- - N(CH,), ' ■■*"'■ Cl"

verwendet wird. ·

\o) Verfahren nach einem- der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daii eine Gelschicht aufgebracht wird, die ionisierbare organische Verbindung enthält, welche zur Ionisierung unter Bildung eines negativ geladenen, zur Chemisorition mit den funktioneilen Gruppen der Oberfläche bef-iihigten oganisehen Ions, sowie stark elektropositiver einwertiger Ionen imstande ist.

17) Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, du3 als ionisierbare organische Verbindung eine ,organische Saure ues Schwefels oder des Phosphors verwendet wird.

18) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, da:: als organische Säure eine, ihospho-nsäure verwendet wird.

-19) Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, da.: als organische Säure p-2oluoiphQsphoiisäure verwendet wird«

OO 9 848/U Z, 4 , ■?$:::. BAD ORSQJNAU

157112S

20) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß als zu überziehender Gegenstand ein solcher aus Holz verwendet wird, welcher einen Feuchtigkeitsgehalt von bis zu Io Sew./o, bezogen auf das knochentrockene Gewicht des Holzes, hat.

21) Verfahren nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstand aus Holz verwendet wird, welches eine festhaftend aufgebrachte Oberflächenschicht aus Furnier aufweist.

22) Mit einem Überzug versehenes Produkt, gekennzeichnet durch einen Gegenstand, der eine elektrisch isolierende Oberfläche einschließlich funktioneller Gruppen, die zur Chemisorption mit elektrisch geladenen Ionen befähigt sind, und einen organischen harzartigen Überzug aufweist, welcher durch eine elektrisch kontinuierliche leitfähige Schicht an dieser Oberfläche haftet, wobei diese elektrisch kontinuierliche Schicht eine oder mehrere ionisierbare organische Verbindungen enthält, welche zur Ionisierung unter BiI-dung eines organischen Ions eines elektrischen Vorzeichens und zugehöriger Ionen entgegengesetzten elektrischen Vorzeichens befähgt ist, und diese organischen Ionen zu Chemisorption mit den in, dem Gegenstand enthaltenen funktioneilen Gruppen imstande sind.

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