DE2059786C3 - Verfahren zum Beschichten einer ebenen oder leicht gewölbten Fläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich ein Verfahren zum Beschichten der Innenfläche einer gläsernen Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre.

Der Begriff »leicht gewölbte Fläche« soll hier sowohl konkave als auch konvexe Flächen mit schwacher Krümmung umfassen.

Aus den US-PS 28 42 697 und 3146 368 sind Lochmasken-Farbfernsehbildröhren bekannt, deren Leuchtschirmstruktur eine auf der Innenfläche der gläsernen Frontplatte der Röhre angebrachte lichtabsorbierende Matrix angeordnet ist, die eine Vielzahl von Löchern aufweist, die jeweils einen Leuchtstoff-Fleck enthalten.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen einer solchen lichtabsorbierenden Matrix wird auf der Innenfläche des Bildschirmteils der Frontplatte ein Muster aus Flecken eines polymeren Werkstoffes gebildet, das der Verteilung der Löcher der herzustellenden lichtabsorbierenden Matrix entspricht. Die Innenfläche der Frontplatte wird dann mit einer Graphitsuspension beschichtet und nach dem Trocknen der Beschichtung werden die Flecken aus dem polymeren Werkstoff mit den auf ihnen befindlichen Teilen der Beschichtung entfernt und man erhält dadurch die mit den gewünschten Löchern versehene lichtabsorbierte Matrix.

Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Beschichtung mit der Graphitsuspension dadurch, daß eine gewisse Menge der Suspension auf die nach oben weisende Innenfläche der sich langsam drehenden Frontplatte gebracht wird, daß dann die Frontplatte so gedreht und gekippt wird, daß sich die Suspension über die Innenfläche verteilt und daß schließlich die überschüssige Suspension abgegossen oder weggeschleudert wird. Dieses Verfahren liefert zwar gute Beschichtungen, es hat jedoch den Nachteil, dzß die Suspension dazu neigt über den Rand an den

ίο Außenflächen der Seitenwände der Frontplatte nach unten und auf die Vorderseite der Frontplatte zu fließen, so daß der äußere Bereich des Bildschirmteiles, die Seitenwände und gegebenenfalls auch die Vorderseite der Frontplatte gereinigt werden muß, was gewöhnlich

is von Hand geschieht und dementsprechend kostspielig ist

Es ist ferner aus der US-PS 34 67 059 ein Verfahren zum Beschichten der Innenseite der Frontplatte einer Fernsehbildröhre mit einem Leuchtstoffmaterial be kannt bei dem das Leuchtstoffmaterial auf die nach oben weisende Innenseite der Frontplatte aufgebracht wird, während sich die Frontplatte mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 20 U/min dreht, dann wird die Drehzahl auf etwa 40 bis 200 U/min erhöht während die sich drehende Frontplatte langsam gekippt wird, bis ihre Ebene im wesentlichen senkrecht steht Im Verlaufe des Kippens wird überschüssige Suspension durch die Schwerkraft oder Zentrifugalkraft entfernt. Auch bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß das Beschichtungsmaterial auf Teile der Frontplatte gelangt wo es nicht erwünscht ist und entfernt werden muß. Außerdem ist die für die Durchführung des bekannten Verfahrens erforderliche Apparatur verhältnismäßig aufwendig und kompliziert, da die Frontplatte gemäß einem ganz bestimmten Programm mit unterschiedlichen Drehzahlen gedreht und gekippt werden muß.

Schließlich ist aus der US-PS 34 40 081 ein Verfahren zum Beschichten der Frontplatte einer Kathodenstrahl röhre bekannt bei dem die Frontplatte mit der zu beschichtenden Seite nach unten angeordnet wird. Zur Beschichtung wird ein Sprühkopf verwendet, der einen Flüssigkei'tsnebel erzeugt und längs eines geradlinigen Weges bezüglich der Frontplatte, die während des Beschichtungsvorganges ruht, bewegt wird. Bei jedem Hub des Sprühkopfes wird ein streifenförmiger Bereich der Frontplatte beschichtet und die Frontplatte wird jeweils nach Beschichtung eines Streifens um einen bestimmten Winkel, z. B. 90°, gedreht, um eine vollständige und vorzugsweise mehrfache Beschichtung zu bewirken. Auch hier wird ein relativ komplizierter Mechanismus benötigt und es ist bei einer streifenweisen Beschichtung schwierig, Schichten gleichmäßiger Dicke zu erzeugen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der letzterwähnten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine gleichmäßige Beschichtung schnell und mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Die Maßnahme, daß der Strahl der Beschichtungssuspension die nach unten gewandte, sich drehende Fläche im wesentlichen tangential berührt, bringt eine Reihe

von Vorteilen mit sich. Die Suspension neigt nicht mehr dazu, über die Außenflächen der Frontplatte (wenn es sich um eine solche handelt) zu laufen, so daß das Säubern von Hand entfällt Die Suspension läuft ebenfalls über den Rand und nur ein kurzes Stück über die Außenfläche der Seitenwände nach oben, so daß sie dort ohne weiteres auf mechanischem Wege entfernt werden kann. Außerdem geht das Beschichten schneller vor sich und werden die Seitenwände auf ihrer Innenseite vollständig beschichtet

In der Zeichnung zeigen:

F i g. 1 eine Schnittdarstellung der Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre beim erfindungsgemäßen Beschichten im bevorzugten Neigungswinkel von ungefähr 30° zur Vertikalen;

Fig.2 und 3 Schnittdarstellungen der Frontplatte beim erfindungsgemäßen Beschichten im Winkel von ungefähr 0° bzw. 60° zur Vertikalen.

F i g. 1 zeigt eine Frontplatte 21 mit Rechteckschirm, die in einem Halter (nicht gezeigt) angeovdnet ist und langsam um eine Achse 23 gedreht wird. Die allgemein schalenförmige Frontplatte 21 hat einen Bildschirmteil 25 mit leicht gewölbter Innen- und Außenfläche 27 bzw. 28. Vom Rand des Bildschirmteils 25 stehen Seitenwände 29 mit Innenfläche 31 und Außenfläche 33 vor, so daß sich ein allgemein rechteckförmiges Gebilde ergibt. An der Innenfläche 27 können nach innen stehende Stifte 43 zum Haltern von Röhrenteilen wie der Lochmaske befestigt sein.

Die Drehachse 23 verläuft durch den Mittelpunkt der zu beschichtenden Innenfläche 27 des Bildschirmteils 25, und zwar allgemein senkrecht zu dieser Innenfläche. Die Drehachse 23 ist um ungefähr 30° gegen die Vertikale 35 geneigt. Bei dieser speziellen Ausführungsform befindet sich auf der Innenfläche 27 ein Muster- oder Raster von Punkten aus polymerem Material.

Die Frontplatte 21 wird mit ungefähr 6 bis 10 U.p.M. langsam um die Drehachse 23 gedreht, während ein Strom oder Strahl 37 aus flüssigem Beschichtungsmaterial aus einer Düse 39 mit 635 mm Innendurchmesser unter einem Druck von ungefähr 0,224 kg/cm² austritt. Bei diesem geringen Druck ist der Strahl ziemlich schwach, so daß er einer gekrümmten oder bogenförmigen Bahn folgt. Die Düse 39 ist so angeordnet, daß der Strahl 37 so gerichtet wird, daß der die Innenfläche 27 im wesentlichen tangential oberhalb der Achse 23 berührt, so daß das Beschichtungsmaterial nach dem Auftreffen auf der Oberfläche durch die Drehachse und dann radial über die Innenfläche 27 läuft. Das flüssige Beschichtungsmaterial ist eine wäßrige Suspension mit einem Gehalt von ungefähr 5 Gewichtsprozent an kolloidalem Graphit. Diese Suspension hat eine Viskosität von weniger als 2,5 Centipoise und einen pH-Wert von ungefähr 10. Bei Berührung folgt das Beschichtungsmaterial aufgrund von Grenzflächenspannung der Innenfläche 27 und läuft dann die Seitenwand-Innenfläche 31 nach unten, um vom Rand 41 abzutropfen. Eine kleine Menge an Beschichtungsmaterial läuft über den Rand 41 und die Seitenwand-Außenfläche 33 um eine Strecke von weniger als ungefähr 1,27 cm nach oben.

Der Strahl wird über mindestens eine volle Umdrehung, vorzugsweise ungefähr 1,2 Umdrehungen, der Frontplatte 21 auf deren Innenfläche gerichtet, um sicherzustellen, daß die Innenfläche voll (bzw. überlappend) mit dem Beschichtungsmaterial bedeckt wird. Dann wird der Strahl 37 abgeschaltet und die Frontplatte weiter gedreht, wobei das überschüssige Beschichtungsmaterial abläuft und wegtropft und der Belag trocknet Die Drehgeschwindigkeit kann an dieser Stelle auf z. B. ungefähr 80 U.p.M. erhöht werden, womit sich die Dicke des Belages besser kontrollieren läßt Ferner kann zum Beschleunigen des Trocknens der Belag mit Strahlungswärme beaufschlagt werden. Das auf dem Rand 41, der Seitenwand-Außenfläche 33 und den Stiften 43 befindliche Beschichtungsmaterial kann, während die Frontplatte sich dreht, mittels eines Wasserstrahls, gewünschtenfalls mit mechanischer Unterstützung durch eine Bürste oder einen Schwamm, entfernt werden. Nach dem Säubern und Trocknen können durch entsprechendes Behandeln der beschichteten Frontplatte die Punkte aus polymerem Material mit den darauf befindlichen Belagteilen entfernt werden, so daß das Beschichtungsmaterial um die zuvor von den Punkten gesetzten Bereiche herum zurückbleibt Die Frontplatte 21 wird dann aus dem Halter herausgenommen, und das Verfahren kann mit einer weiteren

Frontplatte wiederholt werden.

Nach dem vorliegenden Verfahren können auch andere ebene oder leicht gewölbte Flächen als die Innenflächen von runden oder rechteckigen Frontplatten für Kathodenstrahlröhren beschichtet werden. Im Falle des Beschichtens von Frontplatten für Kathodenstrahlröhren ist es am zweckmäßigsten, wenn die Drehachse in Winkeln von ungefähr 5° bis 60° gegen die Vertikale geneigt ist F i g. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform des Verfahrens, bei welchem die Frontplatte, um eine vertikale Drehachse 23a gedreht wird. Dies hat den Vorteil, daß das Beschichtungsmaterial an der Seitenwand-Außenfläche 33a nicht sehr weit nach oben fließt Nachteilig ist jedoch, daß die Düse 39a schwieriger einzustellen ist und daß das Ablaufen vom mittleren Bereich des Bildschirmteils 25 langsamer erfolgt. Fig.3 veranschaulicht eine Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher die Drehachse 23b der Frontplatte im Winkel von ungefähr 60° gegen die Vertikale geneigt ist In diesem Fall läßt sich die Düse 39b leichter einstellen und geht das Beschichten und das Ablaufen des Beschichtungsmaterials schneller vor sich; jedoch fließt das Beschichtungsmaterial auf der Seitenwand-Außenfläche 33i» weiter nach oben.

Die Anordnung der Frontplatte mit nach unten

gewandter Innenfläche 27 hat den Vorteil, daß das Beschichtungsmaterial durch Schwerkraft abläuft, wodurch der Belag ausgeglättet und gleichmäßig verteilt wird. Ferner fließt das Belagmaterial nicht in nennenswertem Maße auf die Außenfläche 28 des Bildschirm- teils auf. Bei nach oben gewandter Innenfläche, in die eine gewisse Menge der Suspension eingegossen wird, die zum Verteilen des Beschichtungsmaterials gedreht und gekippt wird und von der das überschüssige Beschichtungsmaterial durch Abschütten oder Ab schleudern mittels Zentrifugalkraft entfernt wird, besteht die Tendenz, daß Teile der Seitenwand-Innenflächen unbeschichtet bleiben. Außerdem kann bei einem derartigen Verfahren etwas vom überschüssigen Beschichtungsmaterial über die Außenfläche des BiId schirmteils fließen. Diese Schwierigkeiten werden durch das vorliegende Verfahren behoben, bei dem die manuelle Säuberung der Außenflächen entfällt und ein ebener und vollständiger Belag auf den Innenflächen der Seitenwände und des Bildschirmteils entsteht. Das Verfahren ermöglicht ferner eine schnellere Beschichtung der Innenflächen unter Verwendung vereinfachter Apparaturen zum Auftragen und Auffangen des Beschichtungsmaterials.

Die Düsengröße und der Druck des Beschichtungsmaterials an der Düse sind nicht kritisch. Es kommt lediglich darauf an, daß der erzeugte Strahl schwach sein sollte, so daß an der Berührungsstelle des Strahls mit der zu beschichtenden Fläche eine im wesentlichen tangentiaie Berührung erfolgt. Bei solcher tangentialen Berührung findet praktisch keine Erosion oder Abtragung der auf der Innenfläche angebrachten Beläge, beispielsweise des Punktrasters aus polymerem Material statt. Höhere Geschwindigkeiten des Strahls 37 und nichttangentiale Annäherungsrichtungen an die Innenfläche 27 haben zur Folge, daß das flüssige Beschichtungsmaterial von der Innenfläche wegspritzt, so daß blanke Flecke zurückbleiben und Auffangvorrichtungen für das abspritzende oder wegsprühende Material benötigt werden. Wenn man das Beschichtungsmaterial aufsprüht, (statt in einem schwachen Strahl aufträgt), ergeben sich ähnliche nachteilige Wirkungen, obwohl in etwas anderem Grade. Vorzugsweise arbeitet man mit Drücken von 035 kg/cm² und darunter. Bei dem vorstehend erläuterten Verfahren wird ein voller Strahl aus flüssigem Beschichtungsmaterial praktisch ohne Sprühen oder Spritzen aufgebracht.

Das flüssige Beschichtungsmaterial kann von beliebiger Zusammensetzung sein. Bei dem vorstehend erläuterten Anwendungsbeispiel enthält die Beschichtungssuspension vorzugsweise 4,5 bis 6,5 Gewichtsprozent kolloidalen Graphit. Der Graphit kann teilweise oder ganz durch anderweitige teilchenförmige Materialien mit oder ohne Bindemittel ersetzt werden. Andere lichtabschwächende Materialien, die zum Herstellen einer lichtabsorbierenden Matrize verwendet werden können, sind andere Formen des Kohlenstoffs wie Ruß oder Azetylenruß sowie anderweitige Farbstoffe wie Eisen-II-oxid und Mangandioxyd. Das Verfahren kann allgemein zum Aufbringen beliebiger pigmentierter oder unpigmentierter flüssiger Belagsstoffe oder -gemische mit verhältnismäßig niedriger Viskosität auf eine flache oder leicht gewölbte Fläche angewendet werden.

Das flüssige Belagsmaterial muß eine so niedrige Viskosität haben, daß es in Form eines Strahls aufgebracht werden und dann über die zu beschichtende Fläche fließen kann. Je niedriger die Viskosität ist, desto schneller kann die Fläche beschichtet werden und das überschüssige Beschichtungsmaterial ablaufen. Im Falle von Suspensionen aus Kohlenstoffteilchen in einer Flüssigkeit kann man mit Viskositäten von ungefähr 1 bis 50 Centipoise, vorzugsweise ungefähr 5 Centipoise und niedriger, arbeiten. Je niedriger die Viskosität ist, desto schneller kann die Drehgeschwindigkeit der zu beschichtenden Fläche sein. Die Drehgeschwindigkeit sollte so gewählt werden, daß die Benetzung der Fläche mit dem Beschichtungsmaterial gleichmäßig fortschreitet, ohne daß irgendwelche Flächenbereiche ausgelassen werden.

Vorzugsweise wird die Fläche beim Auftragen um mindestens 1,2 Umdrehungen gedreht, um eine vollständige Beschichtung sicherzustellen. Bei niedrige Drehgeschwindigkeiten wird ein guter Belag erhalten, ohne daß Lücken entstehen und ohne daß eine übermäßige Menge an Beschichtungsmaterial gebraucht wird. K eine Lücken sind wegen des Vorhandenseins eines bereits benetzten Weges bei einem nachträglichen Durchlauf schwierig zu bedecken. Auch sollte vorzugsweise der Strom durch einen gleichmäßigen Fluß des flüssigen Beschichtungsmaterials gebildet werden. Dies läßt sich zweckmäßigerweise mit Drücken erreichen, die mittels eines hoch angeordneten Behälters erzeugt werden.

Nachdem das flüssige Beschichtungsmaterial die Fläche bedeckt hat, wird der Strahl abgestellt, jedoch die Fläche weitergedreht. Dadurch wird das aufgetragene Material schnell ausgeglättet. Gewünschtenfalls kann man die Drehgeschwindigkeit erhöhen, so daß die Zentrifugalkräfte größer werden und das Ablaufen und Ausglätten des aufgetragenen Materials, besonders nahe dem Rand der Fläche, beschleunigt werden. Allerdings wird durch erhöhte Zentrifugalkräfte das überschüssige Beschichtungsmaterial auf den Außenflächen der Seiten wände weiter nach oben getrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten einer ebenen oder leicht gewölbten Fläche, bei welchem auf die nach unten weisende Fläche von unten her flüssiges Beschichtungsmaterial aufgebracht und die Fläche im Verlaufe des Beschichtungsverfahrens gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die nach unten gewandte Fläche um eine zu ihr im wesentlichen senkrechte Drehachse langsam gedreht wird, während das Beschichtungsmaterial in Form eines relativ weichen Flüssigkeitsstrahles in einer gegen die Drehachse gerichteten, die sich drehende Fläche im wesentlichen tangential berührenden Bahn auf die Fläche aufgebracht wird, der Flüssigkeitsstrahl nach mindestens einer vollen Umdrehung abgestellt wird und die Fläche dann so lange weiter gedreht wird, Dis überschüssiges Beschichtungsmateriai abgelaufen ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial eine Viskosität von höchstens 50 Centipoise hat

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl mit niedriger Geschwindigkeit unter einem Druck von höchstens 0,35 kg/cm² auf die Fläche gerichtet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse in einem Winkel von 5° bis 60° gegen die Vertikale geneigt ist

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das flüssige Beschichtungsmaterial aus im wesentlichen kolloidalen Graphitteilchen in Wasser besteht.