DE1646168C - Verfahren zur elektrophoretischen Be schichtung von leitenden Werkstoffen mit Lack - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde,

elektrophoretischen Beschichtung von leitenden Anwendungsmöglichkelten der elektrophoretischen

Werkstoffen mit Lack. Lackbeschichtung zu schaffen, die die eben erwilhn- Die Beschichtung von leitenden Werkstoffen mit ten Nachteile nicht aufweisen,

wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Anstrich- 5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemllß dadurch

stoffen unter Einfluß eines Spannungspotentials ist gelöst, daß ein mit dem einen Pol £iner Stromquelle

bekannt. Es wird dabei das flüssige Beschichtungs- verbundener Gegenstand aus leitendem Werkstoff

medium in einem unter negativer Spannung stehen- mit einer in einem Behalter an den anderen Pol an-

den Beschichtungsbehölter kathodisch aufgeladen. geschlossenen und aufgeladenen Flüssigkeit über-

Der zu beschichtende Körper stellt den positiven « gössen wird. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung Ladungsträger dar. Beim Auftreffen des negativ auf- sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, nach

geladenen Mediums auf den zu beschichtenden denen der zu beschichtende Gegenstand mit der

Formkörper erfolgt eine Elwktrokoagulation der im BeschichtungsflUnsigkeit überflutet, übersprüht oder Beschichtungsmedium enthaltenen Festkörper, die durch eine Penetration durch eine semipermeable

aus wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Bin- 15 Membrane bedruckt wird oder die Formkörper auf

demitteln in Verbindung mit geeigneten, korrosions- dieser Membrane abgerollt werden,

schützenden Pigmenten bestehen. Gleichzeitig wird Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen

bei diesem Abscheidungsvorgang durch Elektro- darin, daß der apparative Aufwand sehr niedrig ist,

osmose das im Beschichtungsmedium als Lüsungs- die notwendige Menge Beschichtungsmedium sehr

mittel dienende Wasser aus dem abgeschiedenen Film a° gering ist, die solchermaßen konstruierten Anlagen

ausgestoßen, so daß ein Lackniederschlag von 92 bis keine Störanfälligkeit aufweisen und sehr leicht zu

96 °/o Festkörpergehalt resultiert bedienen und zu warten sind, die erzielbare Be-

Der eben erwähnte elektro-chemische Prozeß, der schichtung steuerbar und absolut begrenzbar ist, als Elektrophorese-Verfahren bekanntgeworden ist, denn nur dort erfolgt eine Beschichtung, wo das wird in der Praxis als Tauchverfahren angewendet. »5 Spannungspotential durch ununterbrochenen Flüssig-Es werden wasserlösliche Anstrichstoffe im Tauch- keitskontakt aufrechterhalten ist. Man kann also becken von teilweise erheblichen Dimensionen durch durch oberflächliches Abblenden des Flüssigkeits-Anlegen von Kathodenspannung negativ aufgeladen. stromes Teile des zu beschichtenden Formkörpers Gleichzeitig werden die zu beschichtenden Teile frei von Lackbeschichtung halten, ohne daß man durch Anlegen von Anodenspannung positiv auf- 3° den Formkörper selbst an der beschichtungsfrei zu geladen und durch das Tauchbad geführt. Nach einer bleibenden Stelle abdecken oder überkleben muß. variablen Verweilzeit ist durch den elektrophoreti- Dieser Effekt ist z. B. wichtig bei der Beschichtung sehen Effekt an dem Anodenstrom tragenden Werk- von Wellen, wobei bestimmte Verzahnungen lackfrei stück ein Niederschlag von Lackfestkörpern erfolgt, bleiben sollen.

der nach erfolgtem Einbrennen einen lacktechnisch 35 Beim elektrophoretischen Tauchen ist dieser Effekt

brauchbaren Überzug ergibt. nicht erzielbar. Ebenso eignet sich dieses Verfahren

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß für den sehr gut für die kontinuierliche Außenbeschichtung

beschriebenen Prozeß ein sehr hoher Anlagenaufwand von Rohren, wobei das Innenrohr vollkommen

erforderlich ist. Die eingesetzten Materialmengen in lackfrei bleiben kann und die Außenbeschichtung

den Tauchbecken sind entsprechend den Becken- t° frei ist von jeglichen LackieriVhlern wie Lackläufern,

dimensionen sehr hoch. Blasen, Krusten oder Kratern, sehr leicht ein Farb-

Die Führunp so'·.·*":: beschichtungsanlagen ist tonwechsel vorgenommen werden kann, da die einrecht kompliziert und kann nur von geschultem Fach- gesetzten Mengen Beschichtungsmedium sehr gering personal durchgeführt werden. Trotzdem ist die Stör- sind, d. h., daß es möglich ist, mit einer Stromveranfälligkeit solcher Anlagen — bedingt durch Mate- 45 sorgungseinheit mehrere Farbtöne durch Ausrialschwankungen und durch in die Badlösung ein- wechseln der kleinen Farbbecken zu beschichten,
geschleppte Fremdkörper, die andere Beschichtungs- Der Vorteil der Erfindung besteht weiter darin, bedingungen erforderlich machen sowie anlagen- daß nunmehr nur die von der Lackflüssigkeit überbedingte Unsicherheitsfaktoren — sehr groß. Ein fluteten Stellen und Flächen des Metallgegenstandes Auswechseln der Materialien bei Qualitätsschwan- 5° eine Lackschicht erhalten und die von dem Lackkungen, die eine einwandfreie Beschichtung nicht strahl nicht erfaßten Stellen des Metallgegenstandes mehr garantieren, ist — abgesehen vom finanziellen frei bleiben. Es wird also nur der unter dem Lack-Verlust (bedingt durch die große Menge der Bad- strahl hindurchgeführte und von der Lackflüssigkeit lösung) — problematisch, da die große Menge Bad- dabei überströmte Teil eines Rundstabes elektrophoflüssigkeit einerseits nicht in die Abwasserkanalisa- 55 retisch mit einer Lackschicht überzogen. Dabei ist tion geleitet werden kann, andererseits auch nicht die Behandlung und Bearbeitung dieses Stabes bedurch die vorliegende Unbrennbarkeit des Materials sonders rationell, einfach und materialsparend, und verbrannt werden kann. Es ist also, nach entsprechen- die Enden des Stabes bleiben wie erforderlich under Ausfällung der unlöslichen Bestandteile, ein bio- benetzt und werden nicht lackiert,
logischer Abbau der gelösten Bestandteile erforder- 6o Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von lieh, der wiederum mit einem sehr hohen Aufwand Ausführungsbeispiclcn schematisch dargestellt und verbunden ist. Es hat sich weiterhin als nachteilig nachfolgend näher beschrieben,
herausgestellt, daß die elektrophoretisch im Tauch- F i g. 1 zeigt die Lackierung eines Rundfederverfahren lackierten Teile an den Stellen vom Lack Stabes,

wieder befreit werden müssen, welche für die weitere 65 Fig. 2 eines flachen Körpers,

Verwundung eine metallene Oberfläche aufweisen F i g. 3 eines Hohlprofils,

sollen. Diese Arbeit ist in der Massenfertigung sehr F i g. 4 eines Werkstücks mit geringer oder unteraufwendig, brochener Oberfläche,

Claims (6)

1. 3 Γ 4

   Eil⁸«¹⁵ΐ oäu ^R°^llkörP°^r8· „ Dio angewendeten Gloichstromspannungen liegen

   Eine Lackleranlage gemHß Fig. 1, bestehend aus je nach Art des zu beschichtenden Werkstücks und ι ¹SSl t Γ. ι *,⁸ Ψ* aufnehmenden Galvanik- der erforderlichen Schichtstlirke zwischen 90 und behälter I, ist als Metallbehälter galvanisch mit dom 450 V. ^eine,?_L ^P,° ,^einer Stromquelle 2 verbunden. Der GaI- 5 „

   vanlkbehülter weist in seinem Boden einen Schlitz 3' Flutverfahren

   auf, durch den die aufgeladene Leckflüssigkeit nach Es entspricht im wesentlichen dem Gießverfahunteu heraustritt, und zwar in einer Breit«!, welche ren, nur daß an Stelle des mit einem Siebboden dem zu lackierenden Teil eines Rundfederstabes 4 ausgelegten Beschichtungsbehülters eine Flutrinne entspricht. Der Federstab ist mit Einspannenden 5 to (Fig. 3—1) tritt, die einen kontinuierlichen Flüssigveraehon, weiche unlackiert bleiben sollen. Zur elek- keitsstrom auf das Werkstück bringt,
   trolytischen Lackierung des Federstabes 4 ist der- Dieses Verfahren eignet sich besonders für die selbe auf den Schneiden zweier Schienen 6 gelagert Beschichtung von großflächigen Werkstücken, wie und wird auf diesen durch den Flüssigkeitsstrahl Blechplatten oder aber einseitig zu beschichtende hindurchgerollt und dabei von der Lackflüssigkeit 15 Stahlbänder·oder Hohlprofile.
   überflutet. Die Metallschienen 6 sind mit dem ande- _ . ,

   ren Pol der Stromquelle 2 verbunden, so daß die den Spruhverfahren

   Stab überflutende Lackflüssigkeit eine elekitrophore- Bei diesem Verfahren übernimmt ein Sprühsystem tische Lackierung bewirkt. Die Lackflüssigkeit läuft (Fig. 4—1) die Funktion der Beschichtung der Bein den Auffangbehälter 7, auf dem zweckmäßig ao Schichtungsbehälter der beiden vorhergenannten isoliert die Schienen 6 gelagert sind. Das Verfahren Verfahren.

   eignet sich besonders für die Massenfertigung, da Dieses Verfahren dient in erster Linie für eine ört-

   fortlatifend Rundstäbe 4 durch den aus dem Galva- lieh begrenzte Beschichtung von Werkstücken, oder nikbehälterl strömende Flüssigkeitsstrahl hindurch- aber kann mit Erfolg eingesetzt werden für die rollen können und dabei begrenzt auf die erforder- as Beschichtung von Werkstücken mit geringer oder hche Länge elektrolytisch lackiert werden. aber unterbrochener Oberfläche.

   Das Verfahren erfordert ein Minimum an einGießverfahren gesetztem Beschichtungsniedium und ist demzufolge

   ganz besonders wirtschaftlich.

   Ein speziell konstruierter Beschichtungsbehälter, 30 _ , .,,.,,.

   dessen Boden aus einer Siebplatte mit beispielsweise Druck- und Abwalzverfahren

   1-mm-Bohrungen versehen ist (Fig. 2—1), wird mit Eine Abweichung besteht in der Form, daß der

   einer Speisepumpe (F i g. 2—3) aus einem Reserve- bei den vorhergehenden Verfahren ungehinderte behälter (F i g. 2—4) kontinuierlich gefüllt. Mit einer Flüssigkeitsstrom aus den Beschichtungsbehältern entsprechenden Transporteinrichtung wird das zu 35 — bei diesem Verfahren durch eine semipermeable beschichtende Werkstück (F i g. 2—2) unter der Sieb- Membrane (F t g. 5—3) — Reitet wild, die nur eine platte entlang gefördert. Durch Anlegen ;;iner ge- geringe Menge Beschiditungsmedium durchlas., nügend hohen Gleichspannung, und zwar der Katho- Diese Membrane kann bestehen aus nicht leitendem denspannung an dem Beschichtungsbehälter und der Material wie Filz, Kork oder aber Schaumlöffel.
   Anotlenspannung an dem zu beschichtenden Werk- 40 Die zu beschichtenden Werkstücke weiden :nu stück, crf'oigt beim Übergießen der negativ ajf- einer entsprechenden VorrkV'iing unter AnlCfoUiig geladenen Tuidflüssigkeit aus dem Beschichtung·»- eines Gleichstrom-Spannungspotentials an die Membehälter ein festkörperreicher Niederschlag auf dem brane angepreßt bzw. über diese abgerollt. Entspre-Werkstück, der nach erfolgtem anschließendem Ein- chend der in einer bestimmten Zeit durch die Membrennen einen lacktechnisch wertvollen korrosions- 45 brane penetrierenden Menge an Beschichtungsmedium schützenden Film hinterläßt. Bei diesem Verfahren erfolgt auf dem Werkstück eine entsprechende Bezirkuliert die Badflüssigkeit ständig über eine Pumpe schichtung. Dieses Verfahren benötigt eine geringstzwischen dem Beschichtungsbehälter I (Fig. 2) und mögliche Menge an Beschichtungsmedium.
   dem Sammelbehälter 4 (F i g. 2), so daß im Beschich- Die Membrane läßt sich beispielsweise an erfor-

   tungsbehälter ein stets gleichbleibendes Niveau er- 50 derlichen Stellen undurchlässig machen, so daß eine halten bleiben kann. Beschichtung eines Werkstücks nur dort erfolgt, wo

   Beim Beschichtungsvorgang selbst wird ein Über- die Membrane durchlässig ist. Auf diese Weise laß: schuß an Beschichtungsmedium dem Werkstück zu- sich eine streng lokalisierte Beschichtung erzielen geführt, nur dort aber erfolgt eine Beschichtung, wo und kann ähnliche Funktionen übernehmen, wie sie der aufgeladene Flüssigkeitsstrom ohne jegliche 55 beispielsweise mit einem bekannten Siebdruckver-Unterbrechung das aufgeladene Werkstück benetzt. fahren möglich sind.

   Die Beschichtung ist beendet in dem Moment, wo

   der Filmwiderstand des abgeschiedenen Lackfilmes Patentansprüche:

   so ansteigt, daß kein Strom mehr fließen kann und

   somit eine Isolation des Werkstücks erfolgt ist, so 60 I. Verfahren zur elcfctrophorelischen Bcschich-

   daß eine weitere Beschichtung unterbleibt. lung von leitenden Werkstoffen mit Lack, da-

   Die Werkstücke werden kontinuierlich unter dem durch gekennzeichnet, daß ein mit dem

   Flüssigkeitsschleicr entlanggeführt und ebenso kon- einen Pol einer Stromquelle (2) verbundenes

   tinuierlich beschichtet. Gegenstand aus leitendem Werkstoff mit einer in

   Die Dimensionen des Beschichtungsbehälters sind 65 einem Behälter (1) an den anderen Pol anso gewählt, daß je nach Erfordernis die Werkstücke geschlossenen und aufgeladenen Flüssigkeit über-

   zwischen 1 und 6 min den Flüssigkeitsschlekr durch- · gössen wird,
   laufen.
2. 2. Lackierunosverfahren nach Ansnruch 1. da-

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   durch gekennzeichnet, daß das Werkstück an die Anodenspannung angeschlossen und unterhalb des an Kathodenspannung gelegten Beschichlungsbehältcrs entlang dem an dessen Unterseite angeordneten Siebboden gefördert wird, wobei 5 die Badflüssigkeit ständig mittels einer Pumpe zwischen dem Beschichtungsbehälter und dem darunter angeordneten Sammelbehälter zirkuliert.
3. 3. Lackicrungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Flutrinne in dem Bescliichtungsbehälter, über die ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom auf das an deren unterem Ende vorgesehene Werkstück fließt.
4. 4. Lackicrungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit über ein an dem Beschichtungsbehälter angeschlossenes Sprühsystem auf das Werkstück aufgetragen wird.
5. 5. Lackierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück angepreßt oder angepaßt an einer im Boden des Beschichtungsbehälters angeordneten semipermeablen Membrane, beispielsweise aus nichtleitendem Material, wie Filzkork oder Schaumstoff, abgerollt wird.
6. 6. Lackierungsverfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollen des Werkstückes zum Zwecke einer lokalisierten Beschichtung desselben an einer an bestimmten Stellen unwirksam, beispielsweise undurchlässig, gemachten Membran erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen