DE1621967A1

DE1621967A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Elektroabscheidung von Belaegen

Info

Publication number: DE1621967A1
Application number: DE19671621967
Authority: DE
Inventors: Ness Norman Morin
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1966-03-16
Filing date: 1967-03-16
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3539489A; BE695619A; FR1514750A; NL6703820A; SE352665B; GB1180731A

Description

Mappe 21167 - Dr *K
Gase Uo. PV.19H4

Beschreibung zur Patentanmeldung der

Firma IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITEBy London S.W, 1, Großbritannien

betreffend

"Verfahren und Vorrichtung zur Elektroabscheidung von Belägen"·

PRIORITÄTEN; 16. MäT2 1966 und 7. Mära 1967 Großbritannien

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Elektroabscheidung eines Belages auf einem elektrisch leitenden Gegenstand aus einer flüseigen Belagwiaamm ense t zung.

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Bsi einem typischen Elektroabscheidiingsverfahren wird ein elektrisch leitender Gegenstand in eine flüssige Belagzusammenaetzung eingetaucht, welche ein gelöstes und/oder ein dispergtertes Belagmaterlal enthält, wie z.3, ein fUmbildendes Harz, worauf ein elektrischer Strom zwischen dem Gegenstand laid einer weitereii Elektrode zur Abscheidung einer Schicht aus dem Belagmaterial auf dem Gegenstand hindürchgeschickt .-wird.. Der beschichtete Gegenstand kann dann gewaschen und ge-•feroclmet werden. Gegebenenfalls kann der Belag beispielsweise Ii einem Ofen auch gehärtet werden.'

Es ist allgemeine Praxis bei einem solchen Verfahren, den zu beschichtendeiL Gegenstand an ein elektrisch leitendes Teil anzuhängen, welches in'elektrischem Eontakt mit dem Gegenstand steht und welches mit einem Pol einer elektrischen Stromquelle verbunden werden kann_f/und den angehängten Gegenstand in die Belagzusammensetziing einzutauchen, währ^eiid elektrischer Strom «wischen dem Gegenstand und ein^r weiteren mit dem anderen Pol der elektrischen Stromquelle verbundenen Elektrode hindurchgeschickt wird.

Diese Arbeitsweisis ist besonders zweckmässig für grosse Gegsn-Btände, 7/ie 2„Β. für. Fahrzeugkarosserien, und for andere Gagenstande, die an. ein elektrisch leitendes Teil angehängt werden können. Die elektrisch leitenda Aufhängung kann bei-

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spielsweise, aus einem Stab bestehen, der in den Gegenstand hinein oder im rechten Winkel durch eine Öffnung desselben hin durchragt.j.- er k=änn jedoch auch einen Haken-oder andere Einrichtungen, aufweisen, um eine feste Verbindung mit einem geeigneten Teil des Cregenstandes herzustellenV~

Diese Gegenstände icönnen jedoch beispielsweise aufgrund ihrer ?orm oder ihrer Grosse nicht zufriedenstellend durch Elektroabscheidung auf diese Weise beschichtet werden, es=kann beispielsweise vorkommen, daß sie keinen geeigneten Ort_für ein Aufhängeteil aufweisenoder daß die Gegenstände zu klein sind, daß die Verwendung einzelner Aufhängeteile unmöglich oder unwirtschaftlich isto ^₁.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Elektroabscheidung eines\Bela^ge-s auf einem elektrisch leitenden Gegenstarid vorgeschlagen^tslshes dadurcli ausgeführt wird, daß man. einen elektrischen S^*rojp. durch eine flüssige Beiagzusammen-

s.etzung zwischen dem zu beschiehtenden Gegenstand und einer "<

weiteren Elektrode hindurchführt,.-wobei, der Gegenstand auf einem bandähnlichen Teil ruht, das sich in diese ZuBammenset zung hinein erstrsekt,und wobei das Teil so ausgeführt ist, daS es den Gegenstand elektrisch mit einem Pol einer elektrisehen Stromquelle verbinden kann.

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Gemäß der Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zur Elektroabscheidung eines Belages auf einem elektrisch leitenden Gegenstand vorgeschlagen, welche aus einem Bad für die Aufnahme einer flüssigen Belagzusammensetzung, einem bandähnlichen Teil, das eich in das Bad erstreckt und mit einem Pol einer elektrischen Stromquelle verbunden werden kann und darauf ruhende Gegenstände mit diesem Pol verbindet, und einer Einrichtung für.die Verbindung des anderen Pols der elektrischen Str ODi quelle mit der Belagzusamme ns st zung im Bad besteht«

Eine Funktion des bandähnlichen Teils ist es, den Gegenstand in der Belagzusammensetzung in einer solchen Stellung zu tragen die zur Aufnähme eines elektrisch abgeschiedenen Belages geeignet ist«, Wenn das Teil eine Vielzahl solcher Gegenstände trägt, dann können die Gegenstände in geordneter oder in willkürlicher Weise, Je nach Wunsch,, auf dem Tragteil angeordnet ■and beschichtet werden. Vorzugsweise weisen die Gegenstände einen solchen.Abatand auf, daß ein Kuntakt zwischen denselben · auf ein Minimum reduziert wird, um einen gleichmässigen Belag zn erzielen, aber in einigen Fällen kann ein elektrischer Kontakt zwischen den Gegenständen vorteilhaft sein.

.Das bandähnliche Teil kann während der Be lagob scheidung stehen, aber vorzugsweise bewegt es sich kontinuierlich oder intermittierend durch die BeIagzusammeri.setzung, und es ist deshalb

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vorzugsweise mit einer Einrichtung für die Ermöglichung einer solchen Bewegung verbunden. Solche Einrichtungen umfassen beispielsweise Aufnahmerollen, die an. jedem Ende des Wegs des bandähnlichen Teils vorgesehen sind« und durch geeignete Drehung dieser Rollen kann die Richtung und die Geschwindig» keit der Bewegung des Teils durch die Zusammensetzung verändert werden. Vorzugsweise ist das Teil endlos, so daß es kontinuierlich durch diese Belagzusammensetzung im Kreis geführt werden kann. Das bandähnliche Teil ist vorzugsweise mit nach oben gerichteten Torsprüngen oder Haken oder anderen Einrichtungen versehen, welche einen physikalischen Kontakt oder eine Berührung zwischen dem Gegenstand und denn Teil schaffen oder unterstützen*

Eine weitere Punktion des bandähnlichen Teils besteht darin, eine elektrische Verbindung des Gegenstand mit einem Pol der elektrischen Stromquelle, die zur Bewirkung der Elektroabscheidung eines Belags auf dem Gegenstand verwendet wird, zu ermöglichen. Das Teil wird normalerweise elektrisch leitende Elemente enthalten» aber es kann vorteilhaft sein, daß das Teil über seine gesamte Länge nicht elektrisch leitend ist, und/oder daß es lediglich einen Gegenstand mit einem Pol der elektrischen Stromquelle über eine bestimmte Länge des Wegs durch das Belagbad elektrisch verbinden kann· Es sollte jedooh am Teil mindestens ein Punkt für einen elektrischen Kontakt

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zwischen dem Teil und dem Gegenstand vorgesehen sein, an welchem Punkt der Strom zugeführt wird«

Das Teil kann äuoh mit einem weiteren bandähnlichen Teil zusammenarbeiten, wobei beispielsweise Elemente, die den Gegenstand tragen, und ihn mit einem Pol der elektrischen Stromquelle verbinden, durch das anderen Teil hindurchragen können.

So kann beispielsweise ein zu beschichtender Gegenstand durch ein oder mehrere zusätzliche bandähnliche Teile zu und von dem ersten bandähnlichen Teil transportiert werden, welohes so ausgeführt ist, daß ee den Gegenstand elektrisch mit einem Pol der elektrischen Stromquelle verbindet, wobei das erste bandähnliche Teil in der Belagzusammensetzung angeordnet ist. Wenn beispielsweise ein zweites bandähnliches Teil einen Gegenstand in und aus der Belagzusammensetzung trägt, dann kann dieses aweite Teil mit dem ersten Teil zusammenarbeiten, so daß den Gegenstand tragende Elemente auf dem ersten Teil durch das zweite Teil hindurchragen.

Das bandähnliche Teil kann aus überwiegend elektrisch leitendem Material, wie Z₀B, einem Metallgitter oder einem Metallnete bestehen. Vorzugsweise besitzt es aufrecht stehende Yorsprilnge, die den Gegenstand tragen und einen elektrischen Kontakt zwischen dem Gegenstand und dem Band ergeben. Andererseits kann

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das bandähnliche Teil auch weitgehend aus nicht-leitendem Material bestehen, wobei es jedoch in geeignetem Abstand elektrisch leitende Teile aufweist, die von ihm getragen oder teilweise in ihm eingebettet sind und welohe einen elektrischen Kontakt mit einem Gegenstand herstellen können· Auch diese Elemente haben aufrecht stehende VorBpriinge, die den Gegenstand tragen und einen elektrischen Kontakt herstellen.

Per elektrische Kontakt zwischen dem Gegenstand auf dem bandahnlichen Teil und einem Pol der elektrischen Stromquelle kann durch leitende Elemente und beispielsweise Einrichtungen, wie die Hollen, durch welche das Teil in der Belagzusammensetzung gehalten wird, hergestellt werden. Auch kann ein elektrischer Kontakt mit einem Pol der elektrischen Stromquelle durch einen BürBtenkontakt mit einem elektrisch leitenden Element auf der Oberfläche aufrechterhalten werden, welche die Gegenstände trägt, und zwar vorzugsweise über ein abstehenden Stuck dee Teils oder leitenden Elements. '

Das bandähnliche Teil kann aus federn geeigneten Material oder Materialien bestehen, des ausreichend robust und auereichend gegenüber der BelagzusammenBetzung ohemisch inert ist,oder welches andererseits nicht durch den Belagproaeß abträglich beeinflußt wird.

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Während des Elektroabseheidungsverfahrens können,, diejenigen elektrisch leitenden Teile dee bandähnlichen Teils, die «u einem elektrischen Kontakt mit dem Gegenstand fähig sind, mit Beschiehtungsmaterial beschichtet werden, und sie werden dadurch zu einem elektrischen Kontakt mit dem Gegenstand nach einem oder mehreren Durchgängen des Teils duroh die Belagzusammensetzung unfähig. Es wird deshalb bevorzugt, von einem solchen Teil des Bandes den elektrisch abgeschiedenen Belag periodisch zu entfernen» Diese Operation wird zweckmässigerweis© nsoh Jedem Durchgang des Teils durch die Belagzusammensetzung ausgeführte Geeignete Mittel zur Entfernung des Belags von einem solchen Stück sind chemische oder physikalische Mittel, wie Z₈B, Lösungsmittel, Abwieeh«, Burst- oder Abschabvorgänge·

Wenn das bandähnliche Teil so angeordnet ist, daß es in die Belagzusammensetzung hinein und dann wieder heraus wanderet dann ist die Henge dee Aßreerica verhältnismässig gering. Die bevorzugte wäßrige Belagsusammensetzung, die bei dem Elektroabscheidung sve rf ahr en verwendet wird, besitzt eine niedrige Viskosität und einen niedrigen Peststoffgehalt, und durch eine geeignete Anordnung des bandähnlichen Teils kann ein beträchtlicher Anteil des anhaftenden Materials zurttck in die Hauptmasse des Belagmediums ablaufen gelassen werden. Nach der Elektroabscheidung eines Belags auf dem Gegenstand kann der

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Gegenstand zur Entfernung überschüssiger BelagzusamiaeaBetzung gewaschen und gegebenenfalls getrocknet werden, solange er sich noch auf dem bandähnlichen Teil befindet» Eine solche Waschbehandlung kann auch bei der Reinigung des bandähnlichen Teils vorteilhaft sein. Der gewaschene Gegenstand kann dann nötigenfalls in einen Ofen eingebracht werden»

Die flüssige Belagzusammensetzung ist vorzugsweise eine wäßrige Belagzusammensetzung. Vorzugsweise enthält die wäßrige Belag-EusammensetZung^ als Belagmaterial ein organisohes filmbildendes Material. Geeignete organische filmbildende Materiale sind z.Bο Alkydharze, Epoxyharze, maleinisierte Öle und Acrylharze, die allein oder in Mischung angewendet werden können, und zwar nach Belieben zusammen mit organischen Lösungsmitteln und anderen Belagzusatzstoffen wie Pigmenten· Wenn das filmbildende Material freie Säuregruppen enthält, wie s,B„ Carboxylgruppen, dann kann es zweckmässig sein, es gemeinsam mit einer geeigneten Base, s»"B·' 'ölnsas Anin ede? einem Mertallhydroxyd₉ zur anodischen Abscheidung zu verwenden. Wann dae filmbildende Material basische Gruppen enthält, wie z.B. Amingruppen, dann kann es günstig sein, es gemeinsam mit einer geeigneten Säure suv kathodischeo Abesheidung su verwenden. Die filmbildenden Materiale können

in der Belagzusamirensetzung als Lösung, als Kolloid, als Dispersion mit feinen Teilchen und/oder Emulsion vorliegen.

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Bei einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen

ist
Verfahrensfein endloses Band aus einem flexiblen Metallnetz,

welches nach aussen gerichtete Metallzacken für die HerBtellung eines elektrischen Kontakts mit dem auf dem Band gelegten Gegenstand aufweist, so angeordnet, daß es in annähernd horizontaler Lage durch ein Bad aus der Belagzusammensetzung hindurch läuft, wobei das Band auf drehbaren Rollen gelagert ist, bevor es in das Bad eintritt und nachdem es dieses verläßt. ^ Mindestens eine der drehbaren Rollen ist in elektrischem Kon-

takt mit einem Pol der elektrischen Stromquelle, wobei der andere Pol dieser Stromquelle in elektrischem Eontakt mit der Belagzusammeneetzung ist, und zwar über eine Elektrode, die sich mit der Zusammensetzung in Kontakt befindet, welche Elektrode beispielsweise die Wandung des Bads sein kann. Die genannte sich drehende Holle ist in elektrischem Kontakt mit dem Metallnetzband und mit den naoh auswärts gerichteten Metallzacken. Eine Bürste ist in geeigneter Welse vorgesehen, um einen elektrisch abgeschiedenen Belag von den Metallzacken des Bandnetzaa zu entfernen, .nachdem es durch die Belagzusammensetzung hindruch gelaufen ist. Einrichtungen zum Waschen dee Bandes und eines darauf befindlichen Gegenstands sind vorgesehen, nachdem ein Ablaufen von überschüssigem Material, das an dem Band unc" dem Gegenstand haftet, stattgefunden hat.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird ein Gegenstand auf dem

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Band in elektrischem Eontakt mit mindestens einem der naeh oten gerichteten Metallzinken gelegt, und während der Gegenstand in die Belagzusammensetzung eingetaucht wird, wird ein elektrischer Strom zwisehen dem Band (und somit über den Gegenstand) und der anderen Elektrode hindurch geschickt. Der beschichtete Belag wird durch Bewegung des Bandes von der Belagzueamniensetzung herausgeführt und überschüssiges am Gegenstand und am Band haftendes Belagmaterial ablaufen gelassen» Die Bürste zur Entfernung des Belagmaterials von den Teilen,

die mit dem Gegenstand einen Kontakt herstellen, und von dem Band arbeitet kontinuierlich, und eine Waschstufe befreit das Band von losem Belag und den Gegenstand von anhaftendem Belagmaterial·

Der Gegenstand kann nachfolgend getrocknet und/oder in einem Ofen behandelt werden.

Bei einer anderen Vorrichtung, die für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist, wird ein Band aus '

einem flexiblen Metallnetz, das mit nach auseen gerichteten vorspringenden Metallzacken versehen ist, innerhalb eines Bads der Belagzusammensetzung um zwei rotierbare Rollen gedreht, welche in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet sind« Mindestens eine dieser Rollen befindet sich in elektrischem Kontakt mit einem Pol einer elektrischen Stromquelle und mit

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den Zacken, wobei der andere Pol über eine Elektrode sich in elektrischem Kontakt mit der Belagzusammensetzung befindet. Mn nicht leitendes Band ist so angeordnet, daß es mittels äusserer Rollen in die Belagzusammensetzung eintritt, Über den unteren Teil des endlosen Bandes läuft, so daß die Zacken sich nach oben durch dim nicht leitenden Band vorgesehene Offnungen erstrecken,und daß es dann wieder die Belagzusammensetzung verläßt.

Bei der Beschichtung eines Gegenstandes mit dieser Vorrichtung wird der Gegenstand auf dem nicht leitenden Band in die Belag" zusammensetzung hinein geführt,bis ea In di« Zusammensetzung eintaucht und von den Zaoken auf dem endlosen Band getragen wird· Der Gegenstand wird nur solange durch Elektroabscheidung beschichtet, ale ein elektrischer Kontakt mit den Zacken besteht· Er wird dann durch das nicht leitende Band wieder aus dem Bad herausgeführt.

Bs ist ein Vorteil dieser Vorrichtung, daß ein Gegenstand direkt aus einer Varbehandlungsetufe in das Beschichtungsbad hinein und dann zu einer Nachbehandlung, wie z.B« einem Waschen und einer Erhitzung auf einem endlosen Band geführt werden kann. Das nicht leitende Band kann ohne Beeinflussung der Wirksamkeit des Belagprozesses erhitzt werden, wänrend der auf den Zacken abgeschiedene Belag leicht beispielsweise durch eine Bürstwirkung entfernt werden kann.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

P A. T E H T A. N S P R tf C H E :

1« Verfahren zur Elektroabscheidung eines Belage auf einem elektrisch, leitenden Gegenstand, bei welchem ein elektrischer Strom duroh eine flüssige Belagzusammenaetzung zwischen dem zu beschichtenden Gegenstand und einer weiteren Elektrode hindurch geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand dabei von einem banüähnlichen Teil getragen wird, das sich in die Zusammensetzung erstreckt, wobei das Band so ausgeführt let· daß es den Gegenstand elektrisch mit einem Pol einer elektrischen Stromquelle verbindet·

2· Verfahren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Belagzueammeneetzung eine wäßrige Belagzusammensetzung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, *,. ' daß die Belagzusanmensetzung ein organisches filmbildendes Material enthält.

4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß sich das bandÄhnlloheϊ Kontinuierlich oder intermittierend durch die Belagzusammensetzung bewegt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche Teil endlos ist.

. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche Teil aufrecht stehende elektrisch leitende Vorspriinge aufweist, die den Gegenstand tragen und einen elektrischen Kontakt zwischen dem Gegenstand und dem bandähnlichen Teil herstellen,

7, Verfahren nach einem der Ansprache 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche Teil vollständig in die Belagzusammensetzung eingetaucht wird.

8· Verfahren nach einem dar Ansprüche 1 bis 7» dadurch „ gekennzeichnet, daß das bandähnliche feil mit einer weiteren Einrichtung für die Hindurchführung des Gegenstandes durch die Belagzueammensetzung zusammenarbeitet·

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche Teil mit einem zweiten nioht leitenden bandähnlichen Teil zusammenarbeitet, welches einen Gegenstand in die Belagzusammensetzung hinein und heraus führt·

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch abgeschiedene Belßg perio-

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disoh von den elektrisch leitenden Vorsprangen des "bandähnlichen Teils entfernt wird.

11. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrene nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgen- · de Teile aufweist: ein Belagbad für die Aufnahme einer flüssigen Belagzusamiiiensetzung, ein bandähnliches Teil, das sich in das Bad erstreckt und mit einem Pol einer elektrischen Stromquelle'" verbunden werden kann und so ausgeführt ist, daß es darauf ruhende Gegenstände mit diesem Pol verbindet, und eine Einrichtung für die Verbindung des anderen Pols der elektrischen Stromquelle mit der im Bad befindlichen Belagzusammensetzung·

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliohe Teil endlos ist.

13» Vorrichtung nach Anepruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche Teil aufrecht stehende Vorsprünge aufweist. · (

14-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche Teil sich vollständig im Belagbad befindet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bie 14» dadurch gekennzeichnet, daß das bandähnliche-Teil so ausgeführt ist,

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daß es mit Mittel für die Hindurchfiihrung eines Gegenstandes durch das Belagbad zusammenarbeiten kann·

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