DE2203351B1 - Method and device for coating objects with plastic powder - Google Patents
Method and device for coating objects with plastic powderInfo
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Description
4040
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen mit Kunststoffpulver mit einem elektrostatischen Feld, wobei das Kunststoffpulver durch Reibung an einer dielektrischen Fläche aufgeladen wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for coating objects with plastic powder an electrostatic field, the plastic powder by friction on a dielectric surface is charged, and an apparatus for performing this method.
Es ist bereits bekannt, Kunststoffpuiver mittels beschleunigter Luftströmungen auf Gegenstände aufzusprühen, wobei die Kunststoffpulverpartikeln durch ein elektrisches Feld elektrostatisch aufgeladen werden und sich auf Grund der elektrischen A.nziehung auf dem geerdeten oder gegenpolig aufgeladenen Gegenstand absetzen. Nach dem Einbrennen ergibt die Kunststoffpulverschicht eine den herkömmlichen Lackschichten überlegene Oberfiächenbeschichtung.It is already known to spray plastic powder onto objects using accelerated air currents, wherein the plastic powder particles are electrostatically charged by an electric field and due to the electrical attraction on the earthed or oppositely charged object drop. After baking, the plastic powder layer results in one of the conventional lacquer layers superior surface coating.
Nachteilig ist bei diesen bekannten Pulverbeschichtungsverfahren und Vorrichtungen aber, daß sie eine elektrostatische Spannungsquelle benötigen, die durch die verwendete Hochspannung (zwischen 30 und kV) aufwendige Sicherheitsvorkehrungen notwendig macht. S5These known powder coating processes have a disadvantage and devices but that they need an electrostatic voltage source that by The high voltage used (between 30 and kV) requires extensive safety precautions power. S5
Es ist weiterhin bereits bekannt, beim elektrostatischen Puiverspritzen eine Aufladung des zu verspritzenden Pulvers durcn Reibung an Kunststoffen vorzunehmen. Eine elektrostatische Spannungsquelle kann bei diesen bekannten Vorrichtungen unter normalen Umständen entfallen.It is also already known in the case of electrostatic Powder spraying creates a charge of the powder to be sprayed through friction on plastics to undertake. An electrostatic voltage source can in these known devices under normal circumstances do not apply.
Nachteilig hat sich bei diesen Beschichuingsvorrichtungen für Pulverbeschichtung aber gezeigt, daß die erzielbare Beschichtung lediglich den unter elektrostatischer Aufladung erzielten Beschichtungen entspricht und in schwierigen Fällen sogar auf die elektrostatische Aufladung durch eine elektrostatische Spannungsquelle nicht verzichtet werden kann.These coating devices have a disadvantage For powder coating, however, it has been shown that the coating that can be achieved is merely the under electrostatic Charging is equivalent to the coatings achieved and, in difficult cases, even to the electrostatic Charging by an electrostatic voltage source cannot be dispensed with.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pulverbeschichtung von Gegenständen zu finden, die gegenüber dem bekannten Verfahren zu einer verbesserten Beschichtung führen, die vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweisen und die insbesondere sicherer sind, eine ideale Verteilung von Polarisation und Ionisation ermöglichen und bei denen die Vorrichtung einfach, leicht und wirtschaftlich herstellbar und betreibbar ist und wobei eine Einstellbarkeit der Schichtdicke durch die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Luftmenge möglich ist.It is the object of the invention to provide a method and a device for powder coating objects to find which lead to an improved coating compared to the known method, the no longer have the aforementioned disadvantages and which are, in particular, safer, an ideal distribution of Polarization and ionization allow and in which the device is simple, easy and economical can be produced and operated and the layer thickness can be adjusted by the setting the flow rate or the amount of air is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren die Reibung und die dadurch bewirkte Aufladung an einer Fläche aus Polytetrafluoräthylen erfolgt.According to the invention, this object is achieved in that, in the method mentioned at the outset, the Friction and the resulting charging takes place on a surface made of polytetrafluoroethylene.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kennzeichnet sich vorteilhaft durch ein Strahlrohr mit einem Mischteil für die Mischung von Mengen regelbar zuführbarer Blasluft und Kunststoffpulver, beide aus Polytetrafiuoräthyien bestehend und zur Verbesserung der Beschichtung und zur Vermeidung von Funkenbildung kann vorteilhaft mindestens der Anfangsteil des Strahlrohrs von einer geerdeten Metallhülse umgeben sein.The device for carrying out this method is advantageously characterized by a jet pipe with a mixing part for mixing quantities of adjustable blown air and plastic powder, both from Polytetrafiuoräthyien and to improve the coating and to avoid from sparking can advantageously at least the beginning part of the radiant tube from a grounded Metal sleeve to be surrounded.
Im einzelnen kann vorteilhaft die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß das Strahlrohr ein Sprührohr, einen davor angeordneten Expansionsteil mit einer Eingangsdüsenöffnung und der davor angeordnete Mischteil eine Mischkammer aufweist, in welche das Kunststoffpulver beliebig zur Längsachse des Strahlrohres und die Druckluft parallel und koaxial zur Längsachse des Strahlrohres mengenregelbar zuführbar sind.In detail, the device according to the invention can advantageously be designed so that the jet pipe a spray tube, an expansion part arranged in front of it with an inlet nozzle opening and the one in front of it arranged mixing part has a mixing chamber, in which the plastic powder for any Longitudinal axis of the jet pipe and the compressed air parallel and can be fed in a quantity-controllable manner coaxially to the longitudinal axis of the jet pipe.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann besonders für die Beschichtung großer Gegenstände ein mit hoher Umlaufgeschwindigkeit umlaufender Verteiler aus Polytetrafiuoräthyien vorhanden sein, der gegenüber dem zu verteilenden Kunststoffpulver eine hohe Relativgeschwindigkeit besitzt.In a further embodiment of the invention, particularly for the coating of large objects a distributor made of polytetrafluoroethylene rotating at high speed must be available, which has a high relative speed compared to the plastic powder to be distributed.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können als Pulver auch andere Kunststoffpulver als Epoxydharz verwendet werden, soweit die äußeren Bedingungen für deren Verwendung angebracht sind, in diesem Falle ist es vorteilhaft, als Blasluft Luft mit geringem Feuchtigkeitsgehalt zu verwenden. Es können so z. B. auch bestimmte Polyestersorten, Polyamide und andere Pulver verwendet,werden. Als Material für die Ausbildung der Vorrichtung könnte unter Umständen auch noch Polyäthylen oder andere Isolierkunststoffe verwendet werden, die den jeweiligen Pulvern reibungselektrisch konträr sind.In a further embodiment of the invention, plastic powders other than Epoxy resin is used, provided that the external conditions for its use are appropriate, in this case it is advantageous to use air with a low moisture content as the blowing air. It can so z. B. also certain types of polyester, polyamides and other powders are used. As a material for the design of the device could possibly also be made of polyethylene or other insulating plastics are used that are triboelectrically contrary to the respective powders.
Es ist die wesentliche und für den Fachmann absolut überraschende Erkenntnis, daß eine elektrostatische Pulverbeschichtung auch ohne elektrostatische Spannungsquelle nicht nur möglich, sondern sogar ohne diese weitaus besser als bekannt ist. Bedingung für die Erzielung der besseren Beschichtung ist, daß geeignetesIt is the essential and absolutely surprising finding for the person skilled in the art that an electrostatic Powder coating is not only possible without an electrostatic voltage source, but even without it this is far better than known. A condition for obtaining the better coating is that it is suitable
COPYCOPY
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Kunststoffpulver, ζ. B. Epoxydharz, in einer Strahl- werden, so daß sich auch geringere Schichtdicken ein-Plastic powder, ζ. B. epoxy resin, in a jet, so that even thinner layers are a
vorrichtung mit hoher Luftgeschwindigkeit ausge- stellen lassen.Have the device displayed with high air speed.
blasen wird, die aus Polytetrafluoräthylen besteht, und Durch die Ausbildung der Düse mit einem engstenis blown, which consists of polytetrafluoroethylene, and by forming the nozzle with a narrowest
daß die verwendete Treibluft nicht allzu hohe Feuch- Querschnitt und einer daran anschließenden Expan-that the propellant air used does not have too high a moisture cross-section and a subsequent expansion
tigkeitsgehalte besitzt. 5 sionszone in einer kontinuierlichen Kurvenkrümmunghas employment content. 5 sion zone in a continuous curve curvature
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er- ist die Erzielung von Überschallgeschwindigkeit mög-In the following, an embodiment of the achievement of supersonic speed is possible
findung an Hand einer Zeichnung näher erläutert, die Hch.finding explained in more detail on the basis of a drawing, the Hch.
im Schnitt eine Vorrichtung zur Abgabe von elektro- Überraschenderweise vermag die Verwendung von statisch aufgeladenem Kunststoffpulver zeigt, wobei Polytetrafluoräthylen im Zusammenhang mit der der Pulvervorratsbehälter direkt auf das Strahlrohr io hohen Strömungsgeschwindigkeit nicht nur eine Spanaufgesetzt ist. nungsquelle überflüssig zu machen, sondern auch, wiein section a device for the delivery of electro- Surprisingly, the use of statically charged plastic powder shows, with polytetrafluoroethylene in connection with the the powder storage container is not just a chip placed directly on the jet pipe io high flow speed is. power source obsolete, but also how
Die erfindungsgemäße Pulversprühvorrichtung be- bereits ausgeführt, eine überlegene Beschichtung zuThe powder spray device according to the invention has already been designed to provide a superior coating
steht hauptsächlich aus einem Strahlrohr 1 und einem bewirken.mainly consists of a jet pipe 1 and an effect.
davorliegenden Mischteil 2, die beide aus Polytetra- Die Aufladung und damit die Beschichtung ist ab-Mixing part 2 in front of it, both made of polytetra- The charge and thus the coating is off-
fluoräthylen hergestellt sind. Das Strahlrohr 1 selbst 15 hängig von der Temperatur und Feuchtigkeit derfluoroethylene are made. The radiant tube 1 itself depends on the temperature and humidity of the 15
besteht aus einem Düsenteil 1 c mit nachgeschaltetem Druckluft. Es empfiehlt sich daher, für die Verarbei-consists of a nozzle part 1 c with downstream compressed air. It is therefore advisable to use
Expansionsteil Ib und daran anschließend dem eigent- tung bei hoher Luftfeuchtigkeit eine LuftvortrocknungExpansion part Ib and then the actual air pre-drying at high humidity
liehen Sprührohr la. Das Sprührohr la setzt sich in vorzusehen. Es hat sich aber gezeigt, daß auch bei sehrborrowed spray lance la. The spray tube la is to be provided. But it has been shown that even with very
einem Diffusor 7 fort, in dem die Geschwindigkeit des hohen Luftfeuchtigkeiten (über 90 %) noch immer einea diffuser 7 continues, in which the speed of the high humidity (over 90%) is still a
austretenden' Pulver-Luft-Gemisches herabgesetzt wird 20 ausreichende Beschichtung mit dem Verfahren gemäßescaping 'powder-air mixture is reduced 20 sufficient coating with the method according to
und eine Lochplatte 6, die ebenfalls aus Polytetrafluor- der Erfindung herstellbar ist.and a perforated plate 6, which can also be produced from polytetrafluorine of the invention.
äthylen besteht, für eine gleichmäßige Strömungsver- Besonders gut eignet sich Epoxydharz für eine Verteilung sorgt. arbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.Ethylene is made for even flow control. Epoxy resin is particularly suitable for distribution cares. working according to the method according to the invention.
In den Mischteil 2, der vorzugsweise eine zylin- Es hat sich aber gezeigt, daß auch Polyester, PolyamidIn the mixing part 2, which is preferably a cylindrical It has been shown that also polyester, polyamide
drische Kammer ist, tritt das Pulver durch einen as und andere Kunststoffpulver nach dem erfindungs-is drical chamber, the powder passes through an as and other plastic powder according to the invention
Kanal 8 ein. Der Kanal 8 kann entweder direkt von gemäßen Verfahren mit guten Resultaten verarbeitbarChannel 8 on. The channel 8 can either be processed directly by appropriate methods with good results
einem Pulvervorratsbehälter 9 umgeben sein, oder er sind.be surrounded by a powder storage container 9, or he is.
kann das Pulver über eine gewisse Distanz zugeführt Die elektrostatischen Eigenschaften von Polytetra-the powder can be fed over a certain distance The electrostatic properties of polytetra-
bekommen. fluoräthylen sind überraschend allen anderen Kunst-receive. fluoroethylene are surprisingly all other synthetic
Die Rückwand des Verteilerteils 2 weist eine Öffnung 30 stoffen überlegen. In der Anlage wird eine Tabelle einauf. in der ein Düsengehäuse 4 mündet. Das Düsen- gereicht, aus der die überraschende Wirkung bei der gehäuse, das ebenfalls aus Polytetrafluoräthylen be- Verarbeitung verschiedener Arten von Kunststoffsteht, wird von einer Düsennadel 5 koaxial durchsetzt, pulvern durch Polytetrafluoräthylen-Strahlrohre und durch deren Stellung die eintretende Luftmenge ge- -Mischkammern hervorgehen. Ersichtlicherweise ist regelt werden kann. Selbstverständlich ist es auch 35 zwar eine Beschichtung auch noch bei der Verwendung möglich, die Luft durch das Düsengehäuse 4 eintreten von Polyäthylen möglich, die Verwendung von PoIyzu lassen, wobei die Luftmenge in einiger Entfernung, tetrafluoräthylen gibt aber eine für den Fachmann z. B. in der Druckluftzuleitung, eingestellt werden kann. völlig unerwartete bessere Wirkung, die nach den bis-Die Düsennadel kann in diesem Falle entfallen. herigen Kenntnissen über die Wirkung von Kunst-The rear wall of the distributor part 2 has an opening 30 superior to materials. A table is included in the attachment. in which a nozzle housing 4 opens. The nozzle, from which the surprising effect in the housing, which is also made of polytetrafluoroethylene. Processing of various types of plastic, is penetrated coaxially by a nozzle needle 5, powder through polytetrafluoroethylene jet pipes and by their position the incoming air volume can be derived from mixing chambers. Obviously is can be regulated. Of course, it is also a coating when it is used possible, the air can enter through the nozzle housing 4 of polyethylene, the use of polyzu let, with the amount of air at some distance, but tetrafluoroethylene is one for the expert z. B. in the compressed air supply line can be set. completely unexpected better effect after the up-die In this case, the nozzle needle can be omitted. previous knowledge of the effects of art
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl 40 stoffteilen in Pulverspritzpistolen nicht erwartet wer-The device according to the invention cannot be expected in powder spray guns either.
als Handspritzpistole ausgebildet sein, indem sie einen den konnte, wie die vorgelegte Zusammenstellungbe designed as a hand spray gun by being able to, like the compilation presented
Handgriff aufweist, oder sie kann in einiger Entfernung ebenfalls beweist.Has handle, or it can also prove at some distance.
von dem Pulvervorratsbehälter sowohl in fester Lage Wesentlich ist es zur Erreichung des erfindungs-of the powder storage container both in a fixed position, it is essential to achieve the invention
als auch bewegt angeordnet sein. gemäßen Effektes, daß sämtliche Teile der Misch-be arranged as well as moved. appropriate effect that all parts of the mixing
Entscheidend für die Erzeugung eines sehr großen 45 strömung von Treibluft und Pulver nur mit Polytetraelektrostatischen
Feldes, z. B. bis zu 200 kV, ist es, daß fluoräthylenoberflächen in Berührung kommen und
die gesamte Pulvermenge innerhalb des beschleunigten daß durch die Verwendung von Treibluft hohen
Luftstromes nur noch mit Polytetrafluoräthylen in Druckes eine genügend hohe Geschwindigkeit innerBerührung
kommt, so daß einerseits ionisierte und halb des Strahlrohres erzeugt wird,
polarisierte Pulverteilchen entstehen und andererseits 50 Ersichtlicherweise kann mit der erfindungsgemäßen
die entstandenen Ladungen nicht wieder abgegeben Vorrichtung nach Art einer Lavaldüse bei Verwendung
werden. von Treibluft von mehr als 2 atü bereits Schallge-Decisive for the generation of a very large 45 flow of propellant air and powder only with a polytetrafluoroelectrostatic field, z. B. up to 200 kV, it is that fluoroethylene surfaces come into contact and the entire amount of powder within the accelerated that by the use of propellant air high air flow only with polytetrafluoroethylene in pressure comes into contact with a sufficiently high speed, so that on the one hand ionized and half of the Jet pipe is generated,
polarized powder particles arise and, on the other hand, it is evident that with the device according to the invention, the charges that have arisen cannot be released again in the manner of a Laval nozzle when used. of propellant air of more than 2 atmospheres already sound
Für den Fachmann überraschend ist durch die schwindigkeit und Überschallgeschwindigkeit einge-Surprisingly for the expert, the speed and supersonic speed
eigene Aufladung der Pulverteilchen sowohl eine stellt werden.own charge of the powder particles are both a represents.
Polarisation als auch eine Ionisation der Pulverteilchen 55 Der vordere Teil des Strahlrohres 1 ist vorteilhaft in idealer Zusammenstellung möglich, so daß sich mit einer geerdeten Metallhülse 3 umgeben, um eine gegenüber herkömmlichen Beschichtungsverfahren bei Belästigung des Bedienungspersonals durch Funken-Einstellung von hohen Strömungsgeschwindigkeiten sprung auf der Oberfläche des Strahlrohres zu vergroße Beschichtungsdicken erreichen lassen. hindern. Durch diese Metallhülse 3 wird weiterhinPolarization as well as ionization of the powder particles 55 The front part of the jet pipe 1 is advantageous In an ideal combination possible, so that surrounded by a grounded metal sleeve 3 to a compared to conventional coating processes when the operating personnel are annoyed by spark setting from high flow velocities jump on the surface of the jet pipe to enlarge Allow coating thicknesses to be achieved. prevent. Through this metal sleeve 3 will continue
Durch die Einstellung der Strömungsgeschwiiidig- 60 eine gewisse Verbesserung des erfindungsgemäßenBy adjusting the flow velocity a certain improvement of the invention
keil kann die Auflage der Pulverteilchen gesteuert Effektes erreicht.wedge, the application of the powder particles can be achieved in a controlled manner.
5 65 6
Schichtbildung (S): 1 = sehr gut; 2 = gut; 3 = noch brauchbar;Layer formation (S): 1 = very good; 2 = good; 3 = still usable;
4 = nicht mehr brauchbar; 5 = keine Haftung mehr.4 = no longer usable; 5 = no more liability.
Stromstärke (μΑ) und Schichtbildung (S) bei Venturi-Düsen aus verschiedenen Materialien und verschiedenen PulvernCurrent strength (μΑ) and layer formation (S) with Venturi nozzles made of different materials and different Powders
Venturidüsen aus:Venturi nozzles made of:
PulverartenTypes of powder
Teflon μΑ STeflon μΑ S
Glas-Teflon μΑ I S Graphit-Teflon
μΑ I SGlass-Teflon μΑ IS graphite-Teflon
μΑ IS
PVCPVC
μΑ I SμΑ I S
Hartgummi μΑ I SHard rubber μΑ I S
Epoxyd Standard ....Epoxy Standard ....
Epoxyd graphit Epoxy graphite
Epoxyd schwarz Black epoxy
Epoxyd Metall Epoxy metal
Epoxyd weiß White epoxy
Epoxyd weiß matt ... Polyester Thermoplast Polyester vernetzbar ..Epoxy matt white ... Polyester thermoplastic Polyester cross-linkable ..
Polyester polyester
Polyester polyester
Polyamid polyamide
PVC PVC
Polyurethan Polyurethane
+1,5+1.5
+2+2
+1+1
+1+1
+2,5+2.5
+0,5+0.5
+1,5 +1 +0,5 +0,5+1.5 +1 +0.5 +0.5
1 1 1 1 11 1 1 1 1
4 5 3 2 2 3 34 5 3 2 2 3 3
+1+1
+1,5 +1 +1 +1,5+1.5 +1 +1 +1.5
+1,5+1.5
+1 +0,5 +0,5 +0,5+1 +0.5 +0.5 +0.5
1 2 2 2 21 2 2 2 2
2 5 4 2 2 4 3 +0,5
02 5 4 2 2 4 3 +0.5
0
+0,5+0.5
+1,5+1.5
+1,5
-0,5+1.5
-0.5
+0,5
+0,5
+0,5
+1+0.5
+0.5
+0.5
+1
2
3
2
3
12
3
2
3
1
2
2
4
3
3
4
22
2
4th
3
3
4th
2
+0,5+0.5
0
00
0
+1
0
0+1
0
0
4
3
4
3
24th
3
4th
3
2
5
5
3
5
2
5
55
5
3
5
2
5
5
(Fortsetzung)(Continuation)
Epoxyd Standard Epoxy standard
Epoxyd graphit Epoxy graphite
Epoxyd schwarz Black epoxy
Epoxyd Metall Epoxy metal
Epoxyd weiß White epoxy
Epoxyd weiß matt ... Polyester Thermoplast Polyester vernetzbar ..Epoxy matt white ... Polyester thermoplastic Polyester cross-linkable ..
Polyester polyester
Polyester polyester
Polyamid polyamide
PVC PVC
Polyurethan Polyurethane
0 0 00 0 0
+0,5+0.5
+0,5+0.5
0
+0,5 0
+0.5
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
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Family
ID=5833942
Family Applications (1)
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| FR (1) | FR2169612A5 (en) |
| GB (1) | GB1422262A (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B1 | Publication of the examined application without previous publication of unexamined application | ||
| C2 | Grant after previous publication (2nd publication) |