DE2548423C3

DE2548423C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Lackdraht

Info

Publication number: DE2548423C3
Application number: DE2548423A
Authority: DE
Inventors: Yoshizumi Fujii; Fumihiko Sato; Kyoichi Shibayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1979-05-23
Also published as: US3998720A; GB1477938A; JPS5150486A; DE2548423A1; DE2548423B2; FR2289638B1; FR2289638A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Lackdraht mit einer Elektrotauchlackierungseinrichtung, einer Koagulationseinrichtung zur Koagulation der Beschichtung mit einem Koaguliermittel, einer Kondensationseinrichtung zur Kondensation des aus der Drahtaustrittsöffnung der Koagulationseinrichtung entweichenden Koaguliermitteldampfes und mit einem Ofen zum Trocknen und Härten der Beschichtung.

Die GB-PS 11 69 447 beschreibt eine solche Vorrichtung zur Herstellung von Lackdraht, wobei der lackierte Draht in einer Koagulationseinrichtung mit einem Koaguliermitteldampf behandelt wird. Der Koaguliermitteldampf wird in eine Koagulierkammer eingeführt und kondensiert anschließend unter Bildung von flüssigem Koaguliermittel, welches wiederum zur Koaguliermittelverdampfungseinrichtung überführt wird. Die Koagulierkammer weist eine Drahtaustrittsöffnung auf, durch welche der beschichtete und koagulierte Draht abgezogen wird. Durch diese Austrittsöffnung entweicht naturgemäß eine erhebliche Menge des Koaguliermitteldampfes. Ferner enthält die Lackschicht des aus der Koagulierkammer austretenden Drahtes noch eine beträchtliche Menge des Koaguliermittels, welches bei der anschließenden Trocknung und Härtung verdampft Der in dem Ofen für die Trocknung und Härtung entwickelte Dampf entweicht ebenfalls durch die Drahtaustrittsoffnung und ggfs. die Drahteintrittsöffnung. Hierdurch kommt es zu erheblichen Materialverlusten sowie zu einer Umweltverschmutzung.

Es wurde vorgeschlagen, das Koaguliermittel durch Verbrennung in Gegenwart eines Katalysators zu entfernen. Diese Methode ist ebenfalls nachteilig unter dem Gesichtspunkt der Produktionskosten und der Materialkosten und unter dem Gesichtspunkt der Umweltverschmutzung.

Etwa die 2- bis 6fache Menge des Koaguliermittels, bezogen auf das Gesamtgewicht des filmbildenden Harzes, geht bei der Elektrotauchlackierung mit einem Wasserdispersionslack eines synthetischen Harzes ver-

loren. Wenn die Drahtlaufgeschwindigkeit erhöht wird, so steigt auch der Verlust an Koaguliermittel.

Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung eine herkömmliche Einrichtung für die Elektrotauchlackierung mit einem in Richtung des Pfeiles A bewegten Draht 1, einem

ι ο Temperbad 2, einem Vorbehandlungsbad 3, einem Bad 4 für die Elektrotauchlackierung, einer Anlage 5 zum Aufbringen eines Koaguliermittels, einem Vorofen 6 für das Trocknen und Härten und einem Ofen 7 für die Endhärtung des Films.

Bei einer herkömmlichen Einrichtung dieser Art geht

das Koaguliermittel durch Verdampfen in der Anlage 5

zum Aufbringen des Koaguliermittels und in dem

Vorofen 6 für das Trocknen verloren. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der das Koagulierungsmittel ohne Verlust zurückgewonnen werden kann und jegliche Luftverschmutzung vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Lackdraht durch Elektrotauchlackierung gelöst, die eine Absaugeinrichtung zur Absaugung des Koaguliermitteldampfes aus dem Ofen und einen Kühler zur Kondensation des abgetaugten Koaguliermitteldampfes umfaßt

jo Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Blockdarstellung einer herkömmlichen Anlage zur Herstellung von Lackdraht mit einem Wasserdispersionslack eines synthetischen Harzes,

S3 F i g. 2 eine Blockdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Rückgewinnung des Koaguliermittels in der Vorrichtung gemäß F i g. 2.

Fig.2 zeigt in Blockdarstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Einrichtung zum Aufbringen eines Koaguliermittels. Diese Einrichtung umfaßt einen Rückgewinnungsteil. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet

<r> eine Vortrocknungseinrichtung mit einem Rückgewinnungsteil. Die anderen Bauteile haben die gleiche Bedeutung wie in F i g. 1.

Bei dieser Einrichtung wird der Draht 1 zunächst durch den Temperofen 2 geführt in dem die

^r>() Verarbeitbarkeit verbessert wird und danach durch das Vorbehandlungsbad 3, in dem die Oberfläche gereinigt wird. Danach wird der Draht durch das Bad 4 für die Elektrotauchlackierung geführt Dieses ist mit einem Wasserdispersionslack eines synthetischen Harzes oder

Y) mit einem wasserlöslichen Lack eines synthetischen Harzes gefüllt Dabei kommt es zur elektrischen Abscheidung einer Harzschicht Danach wird der Draht durch die Anlage 50 zur Behandlung mit einem gasförmigen Koaguliermittel geführt und danach durch

bo einen Vorofen 60 für das Trocknen, in dem der größte Teil der flüchtigen Bestandteile durch Erhitzen entfernt wird. Schließlich wird der Draht durch den Ofen 7 für das endgültige Trocknen und Härten geführt. Hier wird die Bildung des isolierenden Films vervollständigt.

b^r> Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung der Einrichtung 50 zur Behandlung mit dem Koaguliermittel und der Vortrocknungseinrichtung 60. Es sind Kühler 51a, 51/> vorgesehen, sowie eine Rohrleitung 52 für das

Aufbringen des Koaguiiermittels und ein Koaguliermittelverdampfer 53. ENe Hauptteile der Einrichtung zum Aufbringen des Koaguliermittels 50 umfassen die Bauteile 51a, 51/), 52 und 53.

Ferner ist ein Vortrocknungsofen 61 sowie ein Kühler 62, ein Gaswaschbad 63 und Pumnpen 64a, 646 vorgesehen. Die Vortrocknungseinnditung 60 besteht in der Hauptsache aus den Bauteilen 61,62,63,64a und 646. Die Bezugszeichen 65a und 65d bezeichnen Hähne. Die schraffierten Pfeile bezeichnen die Strömung des Koaguliermitteldampfes und die nicht schraffierten Pfeile bezeichnen eine Gasströmung, aus der das Koaguliermittel entfernt wurde. Die ausgezogenen Pfeile bezeichnen die Strömung des flüssigen Koaguliermitteis und die gestrichelten Pfeile bezeichnen die Strömung des Kühlwassers. Der mit dem Kunstharzfilm durch Elektrotauchlackierung beschichtete Draht wird in der Rohrleitung 52 für das Aufbringen des Koaguliermittels mit dem Koaguliermittel behandelt Das überschüssige Koaguliermittel wird in den Kühlern 51a und 51b zu beiden Seiten der Rohrleitung 52 kondensiert und der Koaguliermilteldampf und das kondensierte Koaguliermittel kehren in den Koaguliermittelverdampfer 53 zurück.

Ferner wird das leitfähige Material 1 durch den Vortrocknungsofen 61 geführt, in dem der größte Teil des durch den abgeschiedenen Lackfilm mitgeführten Koaguliermittels verdampft wird. Luft, welche das verdampfte Koaguliermittel enthält, wird durch die Pumpe 64a angesaugt und dabei durch den Kühler 62 geführt Hier wird das Koaguliermittel kondensiert Das Koaguliermittel wird mittels der Pumpe 64i> zu dem Verdampfer 53 zurückgeführt Die ausströmende Luft, welche eine geringe Menge des Koaguliermittels enthält, strömt durch ein Wasser enthaltendes Gaswaschbad 63, in dem das hydrophile Koaguliermittel im wesentlichen vollständig abgefangen wird. Die entweichende Luft wird im gereinigten Zustand an die Atmosphäre entlassen. Mit einem derartigen geschlossenen System kann das Koaguliermittel wiederholt ohne Verlust verwendet werden. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung beträgt der Koeffizient der Rückgewinnung des Koaguliermittels (zum Koaguliermittelverdampfer zurückgeführtes Koaguliermittel)/(in die Rohrleitung 52 für die Behandlung mit Koaguliermittel eingeleitetes Koaguliermittel) mehr als 97%.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand von Vergleichsbeispielen näher erläutert werden.

Vergleichsbeispiel 1

In einen Reaktor gibt man 45 Gew.-Teile Styrol, 45 Gew.-Teile Methylmethacrylat, 5 Gew.-Teile Glycidylmethacrylat, 5 Gew.-Teile Methacrylat, 200 Gew.-Teile entsalztes Wasser, 2 Gew.-Teile Natriumlaurylsulfat, 0,1 Gew.-Teile Kaliumpersulfat und 0,033 Gew.-Teile Natriumbisulfit. Die Mischung wird während 30 min unter einem Stickstoffstrom gerührt und sodann bei 50-60⁰C während 4 h unter Rühren umgesetzt Man erhält dabei einen Wasserdispersionslack eines synthetischen Harzes. Dieser Wasserdispersionslack wird in ein Bad für die Elektrotauchlackierung mit einer Länge von 50 cm gefüllt. Ein blanker Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,3 mm wird mit einer Geschwindigkeit von 18 m/min unter Beaufschlagung mit 2 Volt Gleichstrom zwischen dem Draht und einer Elektrode

durch das Bad geführt Sodann wird der Draht durch ein Koaguliermitteltauchbad mit einer Länge von 30 cm geführt Dabei wird der Draht während 1,2 see in Ν,Ν-Dimethylformamid (DMF) getaucht Danach wird der Draht zur Härtung der Beschichtung erhitzt Man erhält einen Draht mit einer guten Isolierung mit einer Filmdicke von 25 um. Der Verlust an mitgeführtem DMF beträgt jedoch das etwa 3fache des Gewichtes der Kunstharzbeschichtung.

Vergleichsbeispiel 2

Ein blanker Kupferdraht wird unter Beaufschlagung mit 2,4 Volt Gleichstrom mit e^:ner Gescfc windigkeit von 18 m/min unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und des gleichen Lackes wie in Vergleichsbeispiel 1 beschichtet Dabei wird der beschichtete Draht während 2 s durch eine Atmosphäre von DMF-Gas geführt und dann zur Härtung erhitzt Man erhält einen Draht mit einer guten Isolierung und mit einer Filmdicke von 25 um. Der Verlust an mitgeführtem DMF beträgt etwa das 2,5fache des Gewichtes des Beschichtungsharzes.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Wasserdispersionslack eines synthetischen Harzes wird hergestellt durch Umsetzung von 54 Gew.-Teilen Acrylnitril, 27 Gew.-Teilen Styrol, 9 Gew.-Teilen Äthylacrylat, 5 Gew.-Teilen Methacrylsäure und 5 Gew.-Teilen Glycidylmethacrylat gemäß Vergleichsbeispiel 1. Ein blanker Kupferdraht wird mit einer jo Geschwindigkeit von 23 m/min unter Beaufschlagung mit 3 Volt Gleichstrom unter Verwendung dieses Lackes mit der Apparatur gemäß Vergleichsbeispiel 1 beschichtet Danach wird der beschichtete Draht während 1 s durch ein DMF-Bad geführt und danach zur Aushärtung erhitzt Man erhält einen Lackdraht mit einer guten Isolierung und einer Filmdicke von 26 μητ Der Verlust an mitgeführtem DMF beträgt jedoch etwa das 4fache des Gewichtes des Beschichtungsharzes.

₄₍₎ Beispiel 1

Ein blanker Kupferdraht wird mit einer Geschwindigkeit von 24 m/min unter Beaufschlagung mit 3,2 Volt Gleichstrom durch das Lackbad gemäß Vergleichsbeispiel 1 geführt, wobei die Vorrichtung gemäß F i g. 2 verwendet wird. Danach wird der beschichtete Draht durch eine Atmosphäre von DMF-Gas während 1,5 s geführt und danach zur Aushärtung erhitzt Man erhält einen Lackdraht mit einer guten Isolierung und einer Filmdicke von 26μπι. Der Verlust an mitgeführtem DMF beträgt das O^fache des Gewichtes des Beschichtungsharzes, d. h. weniger als ¹ZiO des Verlustes gemäß Vergleichsbeispiel 1.

Beispiel 2

Ein blanker Kupferdraht wird mit einer Geschwindigkeit von 16 m/min unter Beaufschlagung mit 2,0 Volt Gleichstrom und unter Verwendung des Lackes gemäß Vergleichsbeispiel 3 und der Apparatur gemäß F i g. 2 beschichtet und danach während 1,5 s durch eine

bo Atmosphäre von DMF-Gas geführt und danach zur Aushärtung erhitzt. Man erhält einen Lackdraht mit guter Isolierung mit einer Filmdicke von 23μΐη. Der Verlust an mitgeführtem DMF beträgt das 0,2fache des Gewichtes des Beschichtungsharzes, d.h. weniger als

L5 '/io des Verlustes bei Vergleichsbeispiel 3. Die Eigenschaften des nach den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 und den Beispielen 1 und 2 erhaltenen Lackdrahtes sind in der Tabelle zusammengestellt.

	25	Vgl. 1	48 423	Vgl. 3	6	Bsp. 1	Bsp. 2
5 Tabelle		03 0		03 0	03 0	0,3 0
	25	Vgl. 2	26	26	23
Durchmesser (mm)	glatt	03 0	glatt	glatt	glatt
Fiimdicke ((im)	glänzend	25	glänzend	glänzend	glänzend
Aussehen	0	glatt	0	0	0
	9,3	glänzend	9,1	8,8	8,4
Nadellöcher (Anzahl/5 m)		0
Durchbruchsspannung (KV)	gut	8,3	gut	gut	gut
(2 Lagen)	gut für		gut für	gut für	gut für
Knickeigenschaften	einfach.	gut	einfach.	einfach.	einfach.
Wickeieigenschaften	Durchm.	gut für	Durchm.	Durchm.	Durchm.
	47	einfach.	41	45	43
		Durchm.
Abriebfestigkeit JIS C 3003	gut für	39	gut für	gut für	gut für
(Anzahl)	einfach.		einfach.	einfach.	einfach.
Wärmeschock	Durchm.	gut für	Durchm.	Durchm.	Durchm.
(180⁰C; 1 h)	3,1	einfach.	3,8	0,23	0,22
	Durchm.
Mitgeführtes DMF	2,5

Aus der Tabelle erkennt man, daß die Eigenschaften des mit der erfindungsgemäßen Einrichtung hergestellten Lackdrahtes nicht schlechter sind als die Eigenschaften des gemäß den Vergleichsbeispielen hergestellten Lackdrahtes.

Fig.3 zeigt eine Einrichtung zur Behandlung des Beschichtungsfilms mit einem gasförmigen Koaguliermittel. Eine Einrichtung zur Behandlung mit einem flüsigen Koaguliermittel ist nicht gezeigt Die erfindungsgemäße Einrichtung kann jedoch auch zur Behandlung des Beschichtungsfilms mit flüssigem Koaguliermittel dienea Hierzu wird die Rohrleitung 52 zur Behandlung mit gasförmigem Koaguliermittel durch ein Koaguliermittelbad ersetzt

Die erfindungsgemäß zur Elektrotauchlackierung verwendeten Lacke sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Lacke beschränkt Es können alle herkömmlichen Lacke für Elektrotauchlackierung verwendet werden. Als Koaguliermittel kommen hydrophile Koaguliermittel mit einem Siedepunkt oberhalb dem Siedepunkt von Wasser in Frage. Es ist insbesondere bevorzugt Ν,Ν-Dimethylfonnamid, Äthylcellosolve, Butylcellosolve, N-Methyl-2-pyrrolidon od. dgl. zu verwenden.

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zur Herstel-

jo lung einer Lackschicht auf der Oberfläche eines leitfähigen Materials durch Elektrotauchlackierung geschaffen, bei der die Lackschicht mit einem hydrophilen Koaguliermittel behandelt wird und nachfolgend durch Erhitzen gehärtet wird. Diese Einrichtung

Ji umfaßt ein Gerät zur Rückgewinnung des Koagulierrhittels in Form einer Flüssigkeit Dies geschieht durch Absaugen und Kühlen des in der Anlage zur Behandlung mit dem Koaguliermittel und in der Anlage ζίγ Erhitzung und Härtung der Beschichtung gebildeten

4(i Koaguliermitteldampfes. Ferner umfaßt das Gerät eine Einrichtung zur Entfernung des restlichen Koaguliermitteldampfes durch Waschen mit Wasser. Das Gas, aus dem das Koaguliermittel entfernt wurde, wird schließlich an die Atmosphäre entlassen. Auf diese Weise kann 5 der Koaguliermittelverlust im Vergleich zu herkömmlichen Einrichtungen stark herabgesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Lackdraht mit einer Elektrotauchlackierungseinrichtung, einer Koagulationseinrichtung zur Koagulation der Beschichtung mit einem Koaguliermittel, einer Kondensationseinrichtung zur Kondensation des aus der Drahtaustrittsöffnung der Koagulationseinrichtung entweichenden Koaguliermitteldampfes und mit einem Ofen zum Trocknen und Härten der Beschichtung, gekennzeichnet durch eine Absaugeinrichtung (64a) zur Absaugung des Koaiguliermitteldampfes aus dem Ofen und einen Kühler (62) zur Kondensation des abgesaugten Koaguliermitteldampfes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung an das Drahtauslaßende des Ofens angeschlossen ist und durch den Drahteinlaß der Koagulationseinrichtung und den Drahtauslaß des Ofens Luft ansaugt

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (63) zum Waschen der aus dem Kühler (62) entweichenden Luft mit Wasser zur Entfernung einer restlichen Koaguliermittelmenge.