DE2616188A1 - Verfahren zum ueberziehen von gegenstaenden durch elektrostatisches aufspruehen von emaillepulver - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Überziehen von Gegenständen durch elektrostatisches Aufsprühen von Emaillepulver11 Prioritäten: 17. April 1975, Frankreich 75 12428 10. ärz 1976, Frankreich 76 07411 10. März 1976, Frankreich 76 07410 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen von Gegenständen durch elektrostatisches Aufsprühen von Emaillepulver und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
• Üblicherweise wird zur Emaillierung von Gegenständen wie beispielsweise der Körper von Haushaltselektrogeräten Tonschlamm oder Schlicker aufgesprüht, welcher ein flüssiges Produkt ist.
• Das Überziehen von Gegenständen mit Tonschlamm erfordert relativ aufwendige Anlagen; darüberhinaus bedingt dieses Verfahren zwangsläufig eine beträchtliche Verschwendung von Überzugsmasse, da der Tonschlamni, der sich nach dem Sprühen nicht auf den Gegenständen niedergeschlagen hat, für die weitere Verwendung verloren ist.
• Die Forderung, mit so wenig Pulver als möglich auszukommen und gleichzeitig das Überzugsverfahren zu vereinfachen, führte in letzter Zeit zu Überlegungen, Emaille durch ein elektrostatisches Pulverauftragsverfahren auf den Gegenständen niederzuschlagen. Das nicht niedergeschlagene Emaillepulver kann zurückgewonnen und wiederverwendet werden, was bedeutet, daß praktisch kein Abfall an Überzugsprodukt entsteht. Emaillepulver wird im allgemeinen durch trockenes Vermahlen der notwendigen Fritte oder Glas-Porzellanmasse oder einer Mischung verschiedener Fritten erhalten. Jedes Pulverkorn wird dann im allgemeinen mit einer dünnen Schicht aus einem hydrophoben, elektrisch hochisoliersdemProdukt überzogen, wodurch das Pulverkorn einen hohen Widerstand erhält.
• Das durch elektrostatisches Auftragen auf einem geerdeten Metallobjekt niedergeschlagene Pulver hält, wenn es sehr hohen Widerstand besitzt, die beim elektrostatischen Sprühen verliehene Ladung und sammelt sogar zusätzlich von der elektrostatischen Ladevorrichtung ausgehende, freie Ionen. Es entsteht dann zwischen dem äußeren Teil der niedergeschlagenen Pulverschicht und dem Gegenstand ein außerordentlich starkes elektrisches Feld. Die Erfahrung lehrt, daß dann, wenn dieses Feld etwa 8 106 V/m erreicht, eine Entladung auftritt und ein Durchschlag durch die Schicht erfolgt. Jeder dieser Durchschläge führt zu einem I,Krater?? von der Außenfläche der Schicht zu dem Gegenstand. Die Feldlinien, die von der Düse der Auftragsvorrichtung zu dem Gegenstand verlaufen, konzentrieren sich dann im Bereich dieser Kratzer, die dann beginnen, Ionen zu emittieren, die gegenüber den von der Düse abgegebenen Ionen das umgekehrte Vorzeichen besitzen. Man nennt dies die Gegenemissionserscheinung. In einem solchen Fall besitzt das zu dem Gegenstand gelangende Pulver eine zu geringe Ladung, um an dem Gegenstand zu haften. Es findet kein weiterer Niederschlag mehr statt; die maximale Schichtdicke ist erreicht. Darüber hinaus führen die durch Durchschläge verursachten Krater vor allem im Fall von Emaille zu deutlich wahrnehmbaren Fehlern im Überzug, die für ein industrielles Produkt keinesfalls akzeptabel sind.
• Da die Gegenemissionserscheinung und die erreichbare maximale Schichtdicke umgekehrt proportional zum Widerstand des Pulvers sind, ist ohne weiteres zu verstehen, daß Emaillepulver, die im allgemeinen einen sehr hohen spezifischen Widerstand haben, nicht ohne weiteres mittels-elektrostatlscher Sprühverfahren im industriellen Maßstab auftragbar sind.
• Andererseits wird aber beobachtet, daß Emaillepulver nach mehrmaliger, aufeinanderfolgender Wiederverwendung oder nach langem Kontakt mit feuchter Luft praktisch alle Fähigkeit zur elektrostatischen Haftung verliert. Man nirnmt an, daß dies zumindest teilweise dem Umstand zuzuschreiben ist, daß die Pulverteilchen infolge Reibung in der Rückführ- und Wiederverwendungsvorrichtung teilweise ihren hydrophoben Überzug verlieren und daß sie, da sie normalerweise ein hohes Wasseraufnahmevermögen haben, Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf bis zur Sättigung aufnehmen. Demzufolge vermindert sich ihr spezifischer Widerstand in einem solchen Maße, daß eine ausreichende elektrostatische Haftung an den Gegenständen nicht länger möglich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das.es ermöglicht, Emaillepulver durch ein elektrostatisches Auftragsverfahren mit sehr guten Ergebnissen und ohne die vorerwähnten Schwierigkeiten niederzuschlagen.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent an spruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrensund eine Anlage zu seiner Durchführung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 bzw. 9 angegeben.
• Dabei ermöglicht es die Maßnahme der Anpassung des mittleren spezifischen Widerstandes der abgesprühten Pulverwolke an die Erfordernisse eines guten elektrostatischen Sprühens und Haftens, nach Belieben die Dicke der niedergeschlagenen Schicht auf den Gegenständen einzustellen, bevor die Gegenstände in den Emaillierofen oder Brennofen gehen. Diese Beeinflußbarkeit der Schichtdicke beruht ganz einfach darauf, daß die maximale Schichtdicke von dem mittleren spezifischen Widerstand des Pulvers abhängt, der nach dem Vorschlag der Erfindung nach Bedarf eingestellt wird.
• Eine erste Möglichkeit zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens besteht darin, die Fluidisierungsluft des oder der Pulveraufgabetrichter und gegebenenfalls auch die Pulvertransportluft auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen, die beispielsweise im Bereich zwischen 1000 und 2000C liegen kann. Durch diese Behandlung kann der Widerstand des Emaillepulvers, der bekanntlich stark von der Temperatur abhängt, eingestellt und auf einem bestimmten Wert gehalten werden. Es ist auf diese Weise möglich, gewünschtenfalls die Schichtdicke des niedergeschlagenen Pulvers auf einen bestimmten Wert einzustellen, bevor die Gegenstände in den Ofen wandern. In jeden Fall kann der Widerstand des Pulvers auf diese Weise so eingestellt werden, daß sich ein guter elektrostatischer Niederschlag ergibt.
• Eine zweite Möglichkeit zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens, die vorteilhaft in Verbindung mit der zuvor erwähnten Möglichkeit Anwendung findet, besteht darin, eine homogene Mischung aus frischem Emaillepulver und wiederverwendetem Emaillepulver abzusprühen. Das Mischungsverhältnis der Bestandteile dieser Mischung ist derart bestimmt, daß das abgesprühte Pulver einen Gesamtwiderstand oder einen mittleren spezifischen Widerstand aufweist, der den Erfordernissen für ein befriedigendes elektrostatisches Sprühen entspricht und der als zusätzlichen Vorteil zu der gewünschten Dicke der niedergeschlagenen Schicht führt.
• Das Verhältnis der Bestandteile des Gemisches entsprechend dieser zweiten Möglichkeit, kann im allgemeinen am Auftragsort entsprechend den elektrischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften der verwendeten Emaillepulver eingestellt werden: Nach einigen wenigen Versuchen ist ein geeignetes Verhältnis zwischen frischem Pulver und wiederverwendetem Pulver meistens aufgefunden. Dieses Mischungsverhältnis wird dann ständig hergestellt, wozu frisches Pulver kontinuierlich dem wiederverwendeten Pulver in einem sorgfältig kontrollierten Verhältnis beigefügt wird. Diese letztere Verfahrensweise, die besonders einfach ist, ist nicht bei allen verwendeten Emaillepulvern möglich. Es ist dann erforderlich, das zurückgewonnene Pulver sorgfältig aufzufangen, es mit einer festen Menge frischen Pulvers zu mischen und dann die Mischung in den Pulverauftragskreis, also die Anlage3 einzuführen. Sollte eine am Verwendungsort durchgeführte Versuchsreihe die Bestimmung des genauen Mischungsverhältnisses indessen nicht ermöglichen, so muR das Verhältnis der Anteile der Mischung im Labor bestimmt werden, um zu einem Gemisch mit dem gewünschten "äquivalenten" Gesamtwiderstand zu kommen.
• Das Verhältnis der Anteile der Mischung schwankt selbstverständlich je nach verwendeten Emaillepulvern. Als Anhaltspunkt kann gesagt werden, daß der Anteil an erforderlichem frischem Pulver bei den gegenwärtig bekannten Emaillepulvern im Bereich von 30 bis 50 %, bezogen auf die erhaltene Mischung, liegt oder wenigsten im Bereich zwischen 20 und 60% der fertigen Mischung zu finden ist.
• Eine weitere Möglichkeit zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens, die mit Vorteil in Verbindung mit einer oder beiden der zuvor beschriebenen Möglichkeiten Anwendung findet, besteht darin, das Emaillepulver in eine Atmosphäre zu sprühen, deren Feuchtigkeit und Temperatur, also der absolute und relative Feuchtigkeit kontrollierte Werte haben. Der Gesamtwiderstand des abgesprühten Emaillepulvers hängt nämlich von der Umgebungstemperatur und der Feuchtigkeit ab. Dieses letztere Verfahren kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß die elektrostatische(n) Pulverauftragskabine(n), das Wirbelbett oder die Wirbelbetten zum elektrostatischen Pulverauftrag in einen Raum gebracht werden, in dem die Feuchtigkeit und die Temperatur auf bestimmte Werte eingestellt und auf diesen Werten gehalten werden, um der abgesprühten Pulverwolke den Gesamtwiderstand zu verleihen, der den besten elektrostatischen Überzug mit den gewünschten Eigenschaften ergibt. Eine andere, einfachere Methode zur Verwirklichung dieser Verfahrensvariante besteht darin, in einem geschlossenen Luftkreislauf zu arbieten, der im beschriebenen Sinne eingestellt ist, um den gewünschten äquivalenten Gesamtwiderstand oder mittleren Widerstand zu erzielen. In diesem Fall wird die aus der Kabine abgesaugte Luft nicht nach außen abgeblasen, sondern der Kabine wieder zugeführt und die Klimatisierung wird in diesem Luftkreislauf,zweckmäßig in dessen außerhalb der Kabine verlaufenden Teil, durchgeführt.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage zum elektrostatischen Auftrag von Emaillepulver, die mit wenigstens einer Misch- und/oder Heiz- und/oder Klimatisiervorrichtung zur Verwirklichung einer oder mehrerer der vorher beschriebenen Verfahrensvarianten ausgerüstet ist.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überziehen von Gegenständen durch elektrostatisches Aufsprühen von Emaillepulver, gekennzeichnet durch die Verwendung von Mitteln zum Sprühen einer Wolke von Emaillepulver beliebiger Art nach der elektrostatischen Pulverauftragstechnik, wobei der mittlere spezifische Widerstand der Wolke durch Verwendung dieser Mittel an die Erfordernisse eines guten elektrostatischen Sprühens angepaßt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Mittel verliehene, mittlere spezifische Widerstand hoch genug zur Erzielung einer guten elektrostatischen Haftung auf den zu überziehenden Gegenständen, jedoch niedrig genug zur weitestmöglichen Vermeidung der Gegenemissionserscheinung gewählt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der niedergeschlagenen Pulverschicht durch Einstellung des mittleren spezifischen Widerstandes geregelt wird

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Mittel in der Erhitzung der Fluidisierungsluft des/der Pulveraufgabetrichter und gegebenenfalls der Pulvertransportluft auf eine gewünschte Temperatur besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Mittel im Absprühen einer homogenen Mischung aus frischem Emaillepulver und wiederverwendetem Emaillepulver besteht und die Anteile des Gemisches so festgelegt werden, daß sie den gewünschten, mittleren spezifischen Gesamtwiderstand ergeben.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile 30 bis 50 % frisches Pulver in der erhaltenen, fertigen Mischung betragen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile 20 bis 60 % frisches Pulver in der erhaltenen fertigen Mischung betragen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Mittel im elektrostatischen Sprühen des Pulvers in eine Atmosphäre kontrollierter Feuchtigkeit und Temperatur besteht.

9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Misch- und/oder Heiz- und/oder Klimatisiervorrichtung für die Pulveraufbereitung umfaßt.