DE2029757A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Gegenstandes mit pulverformigen Stoffen - Google Patents

Description

Edvaard Curran Engineering limited, Cardiff, fhe university of Southampton, Southampton, Dr_u Briam Hakin, Sotley, Hampshire» und Br₀ Hfred William Bright, Highfield, Southampton, Großbritannien

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Gegenstandes mit pulverförmig«! Stoffen

Die vorliegende Erfindung besieht eich auf die Beschleh» tung von Gegenständen mit pulverföraigen Stoffen und ist gans allgemein anwendbar sum liederschlagen von feilchen aus elektrisch leitfähig©» Material, sodafi» wenn die feilohen ait einem leitenden Xörper in Berührung koaq&en, jede elektrostatische Ladung der feilchen verhältnismäßig schnell auf den ISrper übergeht· Solche Werkstoffe bezeichnet man gewöhnlich als leitende oder halbleitende Materialien, i» Gfregeneats su niohtleitenden Materialien, die in Pulverform eine elektrostatische Ladung ilher eine beträchtliche Zeltspanne behalten, selbst wenn sie »it eines leitenden Gegenstand in Berührung

Ss ist seit langem bekafiiit, daß »an pulverförmiger nicht leitende Substansen, etwa Xunstharse, sur Beschichtung aittels elsktrostatlsoher Vorgftage Terwendea kann. Sie leilohen werden in einem künstlich hergestellten elektrostatieomea feld aufgeladen und folgen dadurch der Aa- «iehung eines lörpers mit der sstgegengeseteten Polarität, auf dsMsm Oberfläohe si« eins Schicht bilden, Sie gebrauoMiohen Tsrfakrin und Torrlchtungefa sind jedooh bei Ass elektrostatischen Beschichtung mit leitenden oder halbleitend« pulverförmig«! Werkstoffen nicht verwendbar, Im msAt wi· obsB bsschrisbea_# bisher davon amsgehtn muite, j UA «iese feiloÄen sehr sohBtll ihr· Ladung verlieren ■■■■■'. ■' ' '

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in der laobbareohaft des Gegenstandes erseugt wird, woduroh eich die Teilchen auf der Oberfläche de« Gegenstand· dee niederschlagen.

Ba* erflndungsgesäfie Verfahren umfaßt also auch dl· wendung eine· pulverf&rmigen Material·, das Teilchen eines leitenden oder halbleitenden Materials mit einer Korn· größe τοη 1 bis 90/um oder τοη 1 bis 50/us enthält*

BIe Erfindung umfaßt auch ein Verfahren sur Aufbringung einer bestimmten Schicht feiner Teilehen eines leitenden i oder halbleitenden Materisis auf eisen su beschichtenden metallischen Gegenstand, bei des eine elektrische Rausladung la einer Zone «wischen einer Elektrode und des Gegenstand erseugt wird, wobei im wesentlichen eile in der Zone befindlichen Seilohen τοη des Gegenstand angesogen werden und weitere Teilchen, die sich außerhalb der Bone befinden, tos der Rausladung abgeatossen werden und sieh dadurch nicht auf des Gegenstand niederschlagen kennen»

Wenn man eine elektrische Rausladung In der Zone swisehen der Elektrode und des Gegenstand erseugt, bewegen «loh alle segatlT geladenen Elektronen und Ionen innerhalb |

dieser Zone auf des Gegenstand su und etwa bereit· Torher in der Zone befindliche Teilchen werden dasu neigen, eben«· falls segatlT aufgeladen und τοη des Gegenstand angesogen su werden» Die Elektrode selbst wirkt dann als elektrostatische Schranke und TeAiadert da· Kind ringen weiterer Tellohem la die Zone« Daraus ergibt sich die erwünschte BBglichkeit, die Menge der Teilchen, die aloh niederschlagen, su begrenzen, und somit dl· Stlrke der Schicht su bestimmen. Sie Menge der Teilohen, die sloh niederschlagen, hingt τοη des gewühlten Volumen des Zwisohea-

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BIe Erfinduag taaa bei eiaer ?i®lsaUL toä Y©sgSag@ft sage wandt weMea» eiasöM-ieBlleii i« AuftelagaBg relatiT leitender Pulver auf eiae aetallißö&e OteerfläeMee, Biee® Verwendbarkeit «streefet ale! α&@1ι auf Si© tob MetallpilTez' wie llwiBlin oier Uok©i platten· Aadere Jtnw®Mimg8g©liiete eiad die Amfteingwg Ton Ferritpvaver atsf m@€alliaeli@ Oh@vfX®,®ken vi@ krähte., Stangen j Platt®» oder *'Se&el^€ffi® Si© B@s@Meb1rai£g d@r Ober» flächen von theraiomiealien KatlioSea ^₀ B₀ 'mit der Seltenes 3r&ei>_? die imfbriiigaiig <w®n zentern Material auf leitende OterflädteB,, Ue Ton Isolieraateriel wie 's« B; pulverisiert am &la@₉ auf netallische...Oberflächen wie Sramsfonator^Bleolie imd die Aufbringung τοπ _ Roatsoliutssffiittela auf St'&lmmtfmoh^* Diese Beispiele lassen ülok beliebig fortfiteea und das Verfahren Ttmm in jedem FeüLie su? imveiidimg g@lemg&&₉ wo relatiT leitendes Materiml emf eine leltemS©

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aufgebracht werden eoll_o Bei der Verwendung von die sieh explosionsartig enternden können^ soll das Trägergas keine Iflift sein, sondern ein relativ inertes das wie Stickstoff oder Argon·

lußerdaa Jet es wichtig, das Pulver trooken zu verwenden, besonders bei hygroskopischen Pulvern wie β,B₀ dlas» sohmelSo Selbst wenn die QtÜBg der Pulv©rteilchen richtig gewählt wurde» könnte das Pulver klumpen, wenn es nicht gans trocken wäre, und es könnte nicht ohne weiteres fließfähig gemacht werden₀ Das richtige Trocknen des Pulvers ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung«,

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für die Beschich tung metallischer Gegenstände mit einen OlasechmelEübersug und daher besteht die Erfindung auch aus einem Verfahren, feine Seuchen eines keramischen Materials auf einen metallischen Gegenstand aufzubringen, der mit Glasschmels über Bogen werden soll ^ wobei der Gegenstand nahe einer Elektrode angeordnet wird, eine Wolke aus feinen Keramikpartikeln und Gas in den Zwischenraum eingebracht und die Elektrode unter Hochspannung gesetst wird, und wobei sumindest die Mehrheit der Seilohen in der Clrdfienordnung swisohen 1 bis 90 /am und 1 bis 50 yum liegt*

Keramische Xeilohen, die sich als GlessohmelB eignen, haben eine niedrige, aber ausreichende elektrische Leitfähigkeit, typisch um iO~⁹ bis 10"¹ j^l-. . Bie Seilohen können eu einem wesentlichen Seil aus Stoffen bestehen, wie sie sur Herstellung von CKLas verwendet werden, wie aias oder Ititte, oder aus einem CHasieruagimaterial oder einem glasartigen Material₀ Zumindest einige der Teilchen können aus Zusatistöffen bestehen, etwa einem Pigment oder einem Bindemittel.

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Spezielle Beispiele sind die Aufbringung einer Biekelbeschichtung auf Hetallwellen sur Erlaaguag einer größeren OberflächenhärtQ und der daraus resultierenden besseren (tobrauohseige&scliaften (Das wffede dem de "stromloses Vernickeln¹' bekannten Verfahren ontQjr echen) s Korrosionesehutz-Bösehichtungen S₀B, mit Zink» die dea Vorgang des Galvanisieren;; entSprechens dekorative Be-Schichtungen zur Verwendung in der Architektur ₃ z<jB· Vergolden; und Beschichtungen aus Edelmetallen₀

£3 k&sm in bestirnten Fällen erwünscht sein₈ die elektri« 3che leitfähigkeit des Pulvers zu erhöhen oder zu verrin» gern» Das erreicht man z<3« durch eine Veränderung des HatriuakarbonatointeilSc Bie endgültige Sicke der Beschichtung wird durch die leitfähigkeit des Pulvers be« einflußt und eine Veränderung der leitfähigkeit beeinflußt die Dicke der Beschichtung 0

In jedem Fall wird die f eilcsen-¥ii3,k© vorzugsweise mittels eines Fließbettes gebildet ₉ das eine gasdurchlässige Unterlage aufweist» durch welche trockenes Gas in eine darüberliegende Seilchenschicht geblasen wird» Bie Vorrichtung sur Erzeugung der Seilohenwolke läßt eich leicht an einen mechanischen Vibrator anschließen, der die Bildung der Wolke begünstigt ₀

Bie Erfindung ist besonders geeignet zu« Beschichten von Gegenständen mit unregelmäßiger_f unebener Form₉ speziell bei Gegenständen mit tiefen Einbuchtungen wie Badewannen* Waschbecken o«ä« FUr solche Zwecke wird die Form der Elektrode der Form des Gegenstandes weitgehend angepaßt* und sie kazm vorstehende Blektrodenteile haben, die teilweise in die Vertiefung des Gegenstandes hineinragen»

Die Elektrode ist vorzugsweise durchlässig oder perforiert

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oder mit Öff&uagea Tepsehen» ctoroli 'welebe lie f©liehen passieren lceaaeao Β© die ®i@kts©d@g wie ©bea beschrieb susesiaen alt der elektrischen lamlsdimg eime Schrank© bildete die verhindestp Saß weitere feilehek in- di® Zone eindringen, ist @e

daß die Stellen^, iie bes@hieb.tet werden e@lleB_g trnd festgelegt werden &βΏ£@α_ο W©xt& sim Beispiel ®&n der Elektrode aufgeladen wird _e ehe di@ feiletaiwol&e in JJta?e HMJfee g@teaeiit wird^ köaaem &©tee feilclaea diireh die Elektroden MMnroh in die Zum® wlselim ü-m und dem Gegenstand ©iaeb?l3g©H mmd ii@8©sf f©ll des Standes vird nickt

Die Erfindwag beinhaltet a»eh eiae Torriefetwag otüe dereohlagen feiner keramis©lier₉ &al^leitead@r ©der metallischer f ©ileäen auf eisen su Iseaehiclitefiden st and g bestehend aus einer EssMe^i, Mitteln 2M^ Einbringung ööer Erzeu^mg einer. Teileii@s.w©lke in der lamer₉ Mitteln zvm Befestigen des Gegenstandes in der Säumer* Mitteln zum Befestigen einer Elektrode dicht bei dem Gegenstand und Mitteln zum Inlegen einer Hochspannung swischesi der Elektrode und d@ea Gegenstand, 12m eine elektrische Raum» ladung zu. erzeugen»

Vorzugsweise enthält die Yorriehtung Mitteln snm Steuern der Gas/feilohen-Diohte der ¥olk©_? ssum Beispiel, indem der Uasfluß in die Sasmer hinein oder durch diese hindurch gesteuert vird^ oder durch Regulierung der Menge der ein«- tretenden festen Seilchen₉ zum Be%iel durch Veränderung der Sicke der Seilchenschicht in dem Fließbett oder der Vibration des Fließbettee oder der Menge des ßaeflusees durch das Fließbett₀

Sie Vorrichtung enthält ebenfalls vorzugsweise Mittel eum

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Durohleiten der Sellehenwolke durch die Elektrode in die Zone «wischen der Elektrode und dem Gegenstand,

Bei einer bevorzugten Ausführung der Torrichtung wird in einen geschlossenen Kreislauf das Gas und das pulverförmige Material der BeseMchtungekaamer zugeführt und wieder abgeführt* Xn der Praxis hat sich gezeigt, daß leuchen alt einea su hohen feuchtigkeitsgehalt daara neigen, sich S(U verklumpen und unbefriedigende Beachlchtungsergebnisse au erbringen« Daher soll die Vorrichtung einen Feuchtigkeitsmesser enthalten, etwa einen Xieitfähigkeitsmesser, sowie Mittel eum Trocknen des Pulvers hei zu hoher Feuchtigkeit,

Die Elektroden können in beliebiger ^yorm entsprechend den verschiedenen Anwendungen ausgebildet sein, und ebenso kOnnen die Abstünde swisohen den Elektroden und den eu beschichtenden Gegenständen variieren ₀ Üblicherweise liegt der Abstand etwa sswischen 5 und 15 cm· Sie verwendete Spannung kann ebenfalls verschieden sein und wischen ca₀ 5 CTo und 150 CT, liegen _o

Wie erwähnt, ist die Erfindung besonders geeignet zur Aufbringung von Beschichtungen auf metallische Gegenstände wie Badewannen, die Mit Glaasohmelz überzogen werden soll en _o Bei herkömaliohon Beschichtungsverfahren verwendet man zu diesem Zweok VaSsprltzpistolen und manuelle Arbeitsgänge, was unwirtschaftlich und teuer ist. Die gebräuchlichen elektrostatischen Pulverbesohiohtunga-Pistolen haben keine Mittel eur Regulierung der endgültigen Dicke der Beschichtung. Außerdem waren Tersuche, elektrüstatlsohe Pulver-Pistolen bu diesem Zweok au verwenden, erfolglos, well man nicht erfaßt hatte, daß die Wahl der richtigen Teilchengröße wichtig

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1st, um eine ausreichende Adhäsion dee Pulvers snt ge» währleiaten,, Versuche, das elektrostatische fließbett zur Aufbringung von leitenden Pulvern su verwenden, schlugen ebenfalls fehl, weil es bei den relativ großen Pul« vertellohen, die mir Verwendung kaaiea, nicht gelange das Pulver fließfähig su machen«

Bei der Aufbringung einer Beschichtung mittels ter vor« liegenden Erfindung ist es möglich, die Dicke der Beschichtung genau su steuern, wie oben erklärt wurde_? und die Beschichtung kann schnell auf die erforderliche Stärke gebracht werden, indes man den Vorgang wiederholt« Me elektrische Raunladung baut sich sehr schnell zwischen der Elektrode und den degenstand auf und die gesamte Teilohenwolke bewegt sieh sofort, d*h_o innerhalb weniger Sekunden* auf den Gegenstand eu und bildet dort eine Schicht von der Stärke in der arSBenordnung von B₀B₀ 0,05 mm Ms 0,6 m« Sobald die Elektrode entladen ist, kann eine neue Seilohenwolke in die Zone eingebracht und der Vorgang wiederholt werden· Die !!temperatur innerhalb der Kammer sollte vorzugsweise gwischen ca» 8O⁰C und 100⁰C einreguliert werden, damit keine Feuchtigkeit entsteht und die Seilohen sich nicht verklumpen»

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden und eine A^«»iii von Beispielen wird im folgenden unter Beeugnahme auf die Zeichnungen erläuterte

Fig· 1 ist eine schematise]» Barstellung einer elektrostatischen Pulv«rbeeohiohtung8kammer gemäß der Erfindung;

Flg. 2 ist eine perspektivische Darstellung des Eauptelektrodengltters;

Fig· 3 ist eine sohematisohe Darstellung einer abgewandelten Form der Pulverbeeohiohtungskamer mit swei

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ein&si&er gegenüberliegenden SlGfetrede-a von aeutoeclit angebrachten flsehea. Gegenstand-*·.

ist siae sehe22atisel*e BarstelloBg eimer Isompletten ialäge nit einer B^verbescMehtimgsl^mer imd a&~

Eozitroll- und Tersorgmigeeailage» in Maßstab und teilweiss im S'clmitt; ist eine schemstische Darstellung elney auf Peuclitigkeit aaspreeiien&e U

fung der Leitfähigkeit des
Fig. 6 ist eine schematieclio Ife^stel3.ta?.g_f! die das einer elektrostatisöhen "SciialtirossieiitTiag" ver aoutlickt» die die Bewegung der Pulverteilciien

ist eine sciiesstiaciie l^rstelluog einer geiaäßea Pulverbescliiehtuagskasmer mit eingebauter elektrostatischer ^BSehaltrorricIiteiig^H5 ist eiae söheiEBtiseilie Barstellimg einer aaöerea er= findimgsgemäßoa form einer PulTerbesciiichtuugska^Ei mit eingebautea Hauptele&troden und Hilfselektro» den? und

S veraasehaulioiit,;, wie die Seniehtdick© durch eat™ sprecnend konstruierte Ble&troden_fl die die Stromverteilung variieren, beeinflußt werden kann.

Die Falverbeschicntungsanlage gemäß Figur 1 besteht aua einem hohlen, schaciiteiförmigen Gehäuee 10, aus einem isolierendenρ starren Pleatikmaterial« Bae unterteil deß 9ehäusea ist als L\ifteinlaßiEa»aer'.11 auagebildet, in die ein IfUfteinlaßkanal 12 unterltalb einer durchlässigen Blatte 15 mündet, die s.B, aue einem poröeen Polyäthylen bestellen kann. Das Pulver»^^ das aur BeGehJ.chtung verwendet werden soll, wird oberhalb der Platte 13 über ein Rohr 14 eingeführt.₉ das ait einer Pließbett-Vorriehtuag verseilen sein kann_& Über der Blatte 13 befindet sich ein Haupt-

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15» $®s ait ©ia®m anfiezhalb befind- Hohen Hoohsp&mtraggaiiseliliaß 16 v@rbiiEd©2i ist ο Ein staaö 17» der alt PnIf er beeehlchtet werden eoll, wird übe? de?

18 gehalten» deea©B Bsfeetigmgskafeel 19 enthält 9 der den ®©g®a®tand 1? eri©t₀ . ■

Das Elekteo&eagittsr 15 ist in Mg₀ Z detailliert wiedergegebea WK«i ifeist ©iae große iasabl ven aitladwngs» epiteen 25 auf ₉ dl© diireli Meioli«· oder HartlStnag mit den t^ogenden Qaeretäben 26 irerbimden sind,,, wodurch eine Im wesantliolieu. gl©icliisäBige EamolaätHig ©^reioht tmd der freie n.uS des feilclieiiwolke av/ieoiiea den ^ntladungsepitasen 25 nS.cM, beliinSeirt wird_o Die Stäbe 26 aind an einsm Rahmen befestigt ₉ der Eokrereteifiaagen 27 aufweist, am. d©aen das Gitter 15 ia öl®za (I Ghana θ 10 befestigt werden

Sas Gehäuse 10 let in einen Halmen 30 zwischen einer ©be«* ren uad eim ϊ» unteren H^Lteplatte 51 baw_e 32 horizontal bewegbar«. Ferse?,' ist ein Tibrator 33 zwischen Rahmen 30 und Gehäui36 10 angeschlossen znr Iraengimg tob horissontalon Schwingungen doe Gehäuses 10 und ζην Ünterstütsung der Steuerung der Menge von Teilchen * die von der Platte 15 aufsteigen^, xmü dmtt der (}ae/!?eilch@n»Mchte der Volke« Um die Reili-ong derzu vermindern^ kann das Gehäuse 10 auch elastisch aufgehängt sein, wie durch die Gummibänder

Figo 3 zeigt eine andere Form einer Pulverbesehichtungs·» kajsjaer,, bestehend aus eine» isolierenden Hauptgehäuse 40 mit einem LuftelnlaJ 41 in eine Luftkasamer 42 unterhalb einer porOeen. Platte 43» sodaß sich ©in Pulver»Flieflbett über der Platte 43 bildete In diesem Fall wird ein au

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beschichtender Gegenstand 44 senkrecht an einem von eben kommenden Brdungsleiter 45 zwischen zwei senkrechten, Slektrodengittern 46 gehalten, von denen jedes entsprechend Fig_a 2 ausgebildet sein kannο Jedes Sitter 1st durch einen außerhalb befindlichen Hochspannungsleiter 47 an einen Hochspannungsgenerator angeschlossen, der eine Spannung von ca. 100 KV erzeugt» Bei dieser Anordnung werden beide Seiten des Gegenstandes 44 gleichmäßig beschichtet· Bm den Wirkungsgrad und die Gleichm&Blgkeit der Beschichtung zu verbessern, enthält die Torrichtung eine poröse oder perforierte Stauplatte 48 unter den Elektroden 46 und weitere Stauplatten 49 über den Elektroden zur Steuerung der Bewegung und Lage der Seilchenwolke ο Außerdem ist bei dieser Ausführung eine Ansah! von zusSfe Blichen Luftdüaen 50 in den Seitenwänden der lanaer angebracht, die dazu dienen, die Seilohenwolke über den Auflade-SIektroden in Bewegung zu halten.

Fig, 4 zeigt den schematiechen Aufbau einer Anlage zum Beschichten von gegenständen nach einem fortlaufenden Systeme I» wesentlichen besteht das Arbeltsmedium aus schwebenden Fritte-Partikeln und es unterscheidet sich dadurch nioht wesentlich von einem &as, so daß es vorteilhaft ist, das Arbeitsmedium zu erhalten und einen Ireisprozefl vorzusehen»

Die Haupt-PulrerbesoMehtungskammer 55» die so ausgebildet sein kann wie in Fig» 1 oder 3 gezeigt, hat ein Auilaßrohr 56 an ihrem oberen Bade, durch welches unbenutzte Luft und unbenutzte» Pulver aus der Kammer abgesaugt und in einem Zyklon-Separator 57 voneinander getrennt v*rd«&₀ Ims Pulver wird durch ein Rohr 58 In eisen Vwrsorgungstriohter 59 geleitet, dem weitere Pulver •as ein·« laohfülltriohter 50 duron ein Rohr 54 zuge-

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führt wird η Aue dem Separator 57 wirä Xnft inter Steuek durch ein Rohr 61 in die untere Jmtfkmm&s des? Pulverbesehiohtungsvorrichtung 55 gebracht und di@ae üuft gelangt auch in den Baum unterhall) <siner porfeen Zwischenwand 62 innerhalt» einer geneigten Ruteehe 63» die i@n TereorgongBtriehter 59 mit der B@eehi@litw3g@kaiü@r 55 verbindet ₉ wodurch das Pulper in d@r Fora eimer Wirbel« schicht oder einer Volke gehalten wird» Dies© WüäSsng wird unterstütst durch einem elektromechanisch«, Tibrator 65» der so ausgebildet lat, daß er den gesamten friehter 59 in Schwingungen vers©tet₀ wobei die 'Frequenz und. iie Amplitude der Schwingungen mit dem -lier&tailietexi Mitteln eingestellt werden können· Dl® Menge der zur Besohiohtungskamaier und die DleM® der - in der Kammer, d_eh_o das iuft/f üilehea kann gesteuert werden, indem am ©in@ *&%Φλ ψ@ά Faktoren verändert, wie etwa öfe Trequenis und dia Jteflltmd@ de@ Vibrators 65, die Ituftmenge₉ di© &m®h das lokr 61 ein» gebracht wird, oder die Pulvesm^oge, die du^ch das Rohr 54 und das Rohr 58 eingebracht wircL Zu diesem Zweck befinden sioh in den Rohren 58, 54 und 61 elektromagnetische Steuerventile 66, 67 und 6S₉ die wie auch der Vibrator 65 durch eine Steuervorrichtung 70 automatisch gesteuert werden, welche mit einem Heßgerät ausgestattet 1st, das die Luft/Seilchen-Bichte feststellt» Biesas Gerät enthält einen optischen Projektor und eine Fhotoselle in der Zone zwischen der Auflade»Elektrode und dem su be« eohiohtenden Gegenstände. Experimente haben ergeben, daß die Mcke und/oder die Geschwindigkeit des Hledersohlags mit der Ituffc/Seilohen-Dichte, die vor dem ELneohaiten des elektrostatischen Feldes herrscht, im Zusammenhang steht· Die Beschichtung erfolgt schneller, wenn die Slohte größer ist· Diese Messung wird rückgekoppelt auf die

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üaft« und Pulververeorgungeventile und der Vibrator steuert duroii entsprechende frequenz und Amplitude die vorher festgelegte Dichte des luft/TGllchen^Gemiechs und hält sie über die Sauer des laufenden Vorgangs konstant. Gewöhnlich beträgt die Dichte der feilohenvolke zwischen O₉I und 1,0 '

Zu der in Fig« 4 gezeigten Torrichtung gehurt ferner eine oben angebrachte Fördereinrichtung 75» die dazu dient, zu beschichtende Gegenstandes wie a«B<> Bauahaltshade· wannen 76_f durch die HauptbeschichtungBkaxmier 55 zu. transport leren _a Daher iat es wichtig, das Pulver innerhalb der Eaaaer eu halten, sowohl, aus wirtschaftlichen Gründen als auch um Gesundheitasehääen zu vermeiden* Sine entsprechende Verschlu&&b*gllclikeit kann man durch Stiren oder Klappen erreichen₉ durch zusätzliche Luft düsen oder durch eine elektrostatische Schaltvorrichtung^ die nach dem in Iig_e 6 gezeigten Prinzip arbeitete Die GrundvorgängGf, die die Dichte der Beschichtung steuern, stehen im Susaan&enhang mit der Erzeugung einer elektrischen Aufladung zwischen der AufladeHektrode (ζ·Β· 15 in Fig» 1) und den zu beschichtenden Gegenstand 17» Wenn diese Aufladung erzeugt ist» baut sich eine starke abstoßende Kraft auf₉ sodaß alle aufgeladenen feilchen, die dieselbe Polarität haben, wie die Raumladung (in diesem Beispiel ist sie negativ) _t abgestoßen werden und nioht in die dazwischen befindliche Zone gelangen« Dieser Prozeß kann bequest dazu benutzt warden» um zu verhindern, daß Pulver austritt oder vorbeifließtό

Fig» 6 sacht das Prinzip dieses Toigango deutlich. Bei dieser Konstruktion sind zwei p&rSse oder perforierte Elektroden 80 „ 81 quer in einen Rohr 82 angebracht ₀ Die erste Elektrode 80 hat Entladungcspltzen 83 wie In Fig.

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gezeigt, während die ©ader© Elektrode 81 genauso gebaut ist, nur ohne die Entladuagsspitgen· W©a& man an die Elektrode 80 eine Spannung bis w 100 XF anlegt tmd di@ zweite IZLektrode 31 erdet, let es möglich^ den Pliiß des Pulvere durch das Roar 82 su stoppen, Die negativ lade&en Elektronen zwischen des Elektroden 80 und 81 bewegen sich schnell auf die gleite Elektrode 81 su alle Pulverteilchen in dieser Zone swischen den Elektroden werden ebenfalls von der srweiten Elektrode angesogen«, Bann stößt die Raumladung alle weiteren feilohen ab> die vielleicht die erste Elektrode 80 noch passieren !tonnten· Der Abstand zwischen den beiden Slelrfcrcöen sollte etwa bei 12,5 cm liegen bei einer Slelctrodenspannung von 50 ST. Mese Methode &mn dort eagewandt werden^ wo die Pdrder« einrichtung 75 in die Bescliichtungsanlage eintritt und das Pulver ssurückgehalten werden amS wie vorher be» schrieben«

einen kontinuierlich fortlaufenden Vorgang iet es ebenfalls vichtl$₇ daS das Haterisl die richtige Feinheit hat und trocicen genug ISt₉ um in der BeschichtungeköJBser verwendet su werden· Venn das Pulver Itfaaser absorbiert, steigt die !leitfähigkeit, sodaß man Messungen der LoitfäMgkeit au Xontrollzweofeen durchführen kann.

Die !leitfähigkeit des Pulvers wird am besten gemessen* indes man das Pulver zerstäubt und dann eine ähnliche Methode anwendet «de sie zur Bestimmung der Leitfähigkeit von Flüssigkeiten angewandt wird. Bise sufriedeneteilende Torrichtung zeigt Flg. 5» wobei ein Miniatur-KLießbett verwendet wird« Das Pulver (von den etfindig Proben aus des Sriohter 59 entnomaen werden können) wird durch einen Einlaß 85 oberhalb einer porösen Platte 86 eingebracht, unter weloher eine ständige Luftaufuhr durch

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eine Öffnung 87 erfolgt· Die gesamte Vorrichtung wird von einem Vibrator 88 horizontal geschüttelt» Zwei von einander getrennte Elektroden 89 sind innerhalb des Pulver-KLießbettes angeordnet und ait außen angebracht ten Spaninmgemeaseiii (niciit abgebildet) verbunden, die die leitfähigkeit steasen₀ Das Pulver soll natürlich in der Zelle aurückgehalten werden und daher ist ein® poröse Membran-'9O oben auf der Zelle befestigt, bestehend aas poröoe* PlastikBa&erial_r durch das Luft, aber kein Pulver dringen kann.

kontinuierliche Heseuagen des im Versorgungssystem befindlichen Pulvers zu ermöglichen» könnte die Zelle ao ausgebildet werden» daS sie relativ zum Pulvereinlaß und Pulyarauslaß 91 rotiert tind dadurch automatisch verhindert« daß Iiuft durch die Pulverversorgungpleitung ent weicht.

liedersohlag der Pulverttilohe» auf des Oegenatanö. kann geringfüfif variieren, bedingt dxiroh den JAet*ad awieohen d«· eegenetand und der Slektrode und d*n Wert dtr asgaleglrfn Spauntoe» Vean dtr Öegenetaa* iu nahe an die ÄitlaÄune*0pit*«a koeat, dann ten die erreichte Beechichtuaf untban wtrd·» und ββ klen·» lieh direkt f«f«n-Ub«r Ton jedtr latladwMpiepitise kleine Irattr bilden* DitBf iu»wirkung#n kfltnnant vtraiedeft verdau »*nn «an den Gegenstand vtit g«nuf von dtr Hooheiannungetltktrode entfernte

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Zwischenraum zwischen der Elektrode und dem Gegenstand

im wesentlichen gleich ist (wenn ^.©iehmäSige Beschiohtunge« bedingungen verlangt sind)®

Pig₉ 7 isfc eine seheaatieefee Darstellung ©±m©r PwlTerbe« scMohtungsicatamerg in welol©^ ©la® Il&u@h®3.t@badewa3we 95 s die mit Pulver beschichtet w©M©a @©11₉ aaii® am ein» geformten Auflade^ElefctroÄe 96 ang@te»ht imt₉ die in Form eines offenen Gitters gc@äB f%₉ 2 amegobildet ist ο Das Slektrodengitter 96 jpalt @i@b iar.fssa der Badewanne 95 an und ragt in dies® UnelSo M® ¥@al@htt!ng besteht ~ außerdem aias» einer Setasmllsf-lleMs¹©!© 91 auf der" ©at·» gegengesetsten od@i? SaJlIeTOB S@i-fe© fäer Bafi©w©nae 95 sit einem Hop chspannungsaiiscUitil 98& BIe Mt&ts'si.e 97 arbeitet ' nach dem Frineip^ &bs 1» Figo 6 beeeteielxiE wurde_o Wenn diese Elektrode positiv g@l@§<§& iett^ ve^i®a Sie feilchen beim Zuströmen der T©ilcheawolk© auf die lalewa&n© von d»r Rückseite der Badewanne aig@stoSea₉ obwohl si® sich frei duroh das nicht unt@s Strem stofe®md® @itter 96 in. den -Zwischenraum swisohea dem Gitter uni lar ?®s€ereeit@ der Badewaxine bewegen köxmeE« Wenn dann das Bamptyittav 96 aufgeladen wird, werden die Pulvertailohen won der Bade» wanne angeeogen.

Kg» β eeißt eine Möglichkeit rar Steuerung der der niedergeschlagenen Beschichtung, wenn Sehiohtdicken an verschiedenen Stellen henUfigt werden· Hier ist der Gegenstand 100, der beschichtet werden sollt, L«*förm!g ausgebildet und der senkrechte, flcioh· Hauptteil ist iwisohtn sw·! offenen Slektrodengitterri 101 befaßt igt, «•loh· i«w#ijLs «it tinssi Hoclwpeiiattngeameöl;" ii 102 ver-ImBAm «iöÄo IMIt Beftstifoot 105 for dtm f ^«etftfösl töo «nthllt InJ^iCh »inen Erdleiter wi· in

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' * 19 -

Zusätelioh zu den Elektroden 101 enthält diese Vorrichtung ein weiteres Hilfaelektrodengitter 104 clas nahe an dem Unterteil des Gegenstandes 100 angebracht ist und einen Hochspa&nimgsansehluß 105 hat ο Der Anschluß 105 kann mit einer höheren Spannung arbeiten als die Anschlüsse 102, sodaß die Beschiohtungsstärke am unteren Teil anders ausfällt,, Mg Entfernung zwischen dem Gritter 104 und de» unteren Seil des Gegenstandes 100 kann ebenfalls verstellt werdeno

Fig» 9 zeigtdas Ergebnis einer Abstandsverändorung zwischen dem ELektrodengitter 103 und der mit Pulver zu beschichtenden Oberflache 109» Die untere Hälfte 111 des Gitters ist hier näher an den Gegenstand herangebracht und daraus ergibt sich eine Veränderung der Stromverteilung und eine größere Schichtdicke der niedergeschlagenen Pulverbesehichtung bei 110_o

Es ist auch beobachtet worden» daß der elektrostatische Sperreffekt „ der automatisch die Dicke des Niederschlags begrenzt^ nur bei einer begrensten Größenordnung der teilchen wirksam ist« Bei größeren !teilchen hat man festgestellte daß sich die 3?eilchen/Iuft«Dichte erhöhte Die Seuchen haften jedoch nicht auf der Oberfläche· Diese Peststellung, zussamen alt Messungen der Leitfähigkeit von Pulvern läßt den Schluß eu_p daß die Adhäsionskräfte nicht elektrostatisch sind* Man nimmt an, daß die Ladung jedes feilchen sehr schnell schwindet ₀ Bei Teilchen innerhalb der vorher festgelegten Größenordnung wird jedoch eine beachtliche Kraft wirksau; die sie an der Oberfläche festhält. Es wird angegossen, daß daa die adeorptiven Van der Waal'sehen Kräfte ainda Die Van der Vaal*ache Kraft hat die Senden^, ein Seilchen auf einer metallischen Oberfläche festzuhalten, während das elektrische Feld

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BAD OBlQlNAL

bestrebt ist, das SBeileles mi ©atf©»«*, ©©belt die ursprüngliche XiadiHig gesshmuadaE ist_o Baa f@ileten kass durch Induktion wieier amfgelaäem we3?deii_o Di® ¥aa des¹ Waal*sehe Kraft kamt stärker ©ete aäe die

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"Patentansprüche-

Claims (1)

1. 2023757

   ? a te it an a ρ r t e Ii 9

   &Λ

   YiJ Verfahren mm Beschichten eines "*■ Se&ieht .mis 'feinen f eilehen eiaee . leitem&ea ofier. aetaXlischen ¥ei%at©ffsa keniiz&ielinet* daß der QegenstaKd Ia öie H&<3 ©isi®2?' Elektrode gebraekt. ¥ird_Ä .ein© Miti&a iss» fsiaea- fe£2 €hm_$ το»., deaea ssuoinaeet die .Sels*M©it @±tm S©s?a^?il .you 1 Me 90/am'heni₉ in--den Zwlscfcöiseseii miaokGm.'ä Ssgemstaad und'-der MÄlredö eiögÄ3?aelil mä. aiae l epannung an die Eleirtrode angelegt

   2« Verfahren zvm Hiedeseehlagen feimei* Seildies' eiae-s. . - " leraBiisclieÄ». luuLbleitenden odes sstaliiseiiÄ ¥©Mss-&©Sf es- -aäf ©isen Oegenetaiid^ .dadureii ge!!:»aaaeielaie1i_f. da© mindest die Hehrhelt der f©iieliea eime Siorng3?9Be weniger als 90 /am aufweist _? und '-daß eis sehea PeM in der Hac&fearselmft vix&_t wodurch sieh die $ ©lichen auf der Otoev£l&obe''dee Gegenstandes

   3· Verfahren zur Aufbringung einer bestirnten Sehioht _at%@ feinen Seilohen eines leitenden oder halbleitenden Werkstoffes auf einen au beschichtenden metallischen 0egenstand₉ dadurch gekennaeiohnet, daß in einer Zone zwischen einer Elektrode und dem Gegenstand eine elektronische Rauvladung ereeugt wird₉ wodurch im vesentlichen alle/8ieser Zone befindlichen feilchen zn dem Gegenstand angesogen und weitere Teilchen außerhalb der Zone von der Raumladung abgestoßen und daran gehindert werden, sich auf des Gegenstand niederzuschlagen,

   4« Verfahren zum Niederschlagen feiner Teilchen eines keraaleohen Materials auf einen metallischen Segen-

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   glasartiges Material«

   9. Terfahren nacß. Anspruch S₀ dadiiroh daß eiuBindest eisige der feilohea ein - Material entnaltem oder daraus 1>e@tenem_e ui@ Pimente oder Bindemittel«

   1&„ Verfahr en..nach einem der Torhergehenden luaprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenw* l^T>e mittels eines Hiefibettes erseugt wird«

   11« Verfahren nach einem der vorhergetaiitifi Jljispffuoh©, da«

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   durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung durch Verändern «dar Tellchen/Gae-Dichte der Seilchenwolke, durch Veränderung der Stellung der Elektrode oder durch Veränderung der Feuchtigkeit oder der Leitfähigkeit dee Pulvers gesteuert wird.

   12· Vorrichtung zum Beschichten eines Gegenstandes alt feinen keramischen, halbleitenden oder metallischen Teilchen, gekeimzeichmet durch eine Xaamer (10, 40), lit· tel (13· 45} so? Mnbri&gung oder Erzeugung einer feil·» chenwolke la 4er Säumer, Mittel sum Befestige» des Segenstaades in der Xaaaaer, eine Elektrode (15, 46) nahe bei den Segenatand (17, 44) und Kittel zum inlegen einer Hochspannung zwischen der ^ektrode (15» 46) und dea Ghögenetand (17, 44) zvecks Erzeugung einer elektrischen

   13· Vorrichtung nach Ansprach 12, gekennzeichnet durch MIttel zur Steuerung t«r ftas/Sellchen-Blchte der Teilchenwolke,

   14· Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dafi dia Elektrode so ausgebildet ist, daß sie weitgehend dar For» suaiadest eines Seils des Gegenstandes entspricht·

   15, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch Mittel zum Einführen der Seilchenwolke durch die Elektrode in die Zone zwischen der Elektrode und dea Gegenstand*

   16, Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (15) porös oder perforiert oder als offenes Gitter ausgebildet Jab_o

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   ev

   17c Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch eine Sekundärelektrode (97) nahe einer bestimmten Stelle des zu beschichtenden Gegenstandes„ und Mittel» um an dieser selektiv unabhängig von der Hauptelektrode (96) eine Spannung anzulegen*

   18« Feinpulvriges keramisches,, halbleitendes oder met aiii« sches Material zur Verwendung beim elektrostatischen Be<? schicht er von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß ' das Pulver eine feilchengrSße von 1 bis 90/na hat und eich zur Bildung eines Fließbettes oder einer Wolke eignet und aus einem Material besteht_p das eine Leitfähigkeit von mindestens 1O~¹⁰ -» hat.

   19· Pulverisiertes Material nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen eine Korngröße zwischen 5 und 25 jam haben und daß das Material keramisch und our Bildung von Glaesciusels geeignet ist«

   20· Pulverisiertes Material nach Anspruch 18„ dadurch gekennzeichnet, daß das Material metallisch istο

   21« Beschichtete Gegenstände, hergestellt nach den 7erfahren oder Bit der Torrichtung gemäß eines oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche·

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