DE2727095C3 - Verfahren zum Umhüllen eines Gegenstandes mit einem pulvrigen Material - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umhüllen eines Gegenstandes mit einem pulvrigen MaSerial, indem der Gegenstand in ein fluidisiertes pu;-'riges Material, an das eine Gleichstromspannung anliegt, eingebracht wird.

Viele Jahre lang wurden Gegenstände mit verschiedenen flüssigen Massen bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen umhüllt, um auf diese Weise z. B. eine elektrische Isolierung, Korrosionsbeständigkeit, Schutz gegen chemischen Angriff, eine Dekoration u. dgl. zu erreichen.

Seit wenigen Jahren versucht man nun, der Forderung zu entsprechen, natürliche Rohstoffquellen einzusparen. Schmutz zu bekämpfen und eine Verbesserung der Arbeitsbedingungen bei der Handhabung von Lösungsmittel enthaltenden flüssigen Beschichtungsmassen zu erreichen, des weiteren der Forderung nach Mechanisierung sowie Geräteeinsparung in den Beschichtungsbetrieben zu entsprechen. So ist es versucht worden, an Stelle der genannten Beschichtungsmassen verschiedene Verfahren und Einrichtungen zur Beschichtung mit pulverigen Materialien in einer Anzahl industrieller Bereiche - zum Teil mit Erfolg - zu erproben Insbesondere in der Anstrichindustrie bzw. Beschichtungsindustrie sind Pulverheschichtungen nach verschiedenen Anwendungsmethoden bereits in die Praxis umgesetzt worden, wodurch das herkr nmliche Beschichten in einer begrenzten Anzahl ersetzt worden ist. Es ist zu erwarten, daß diese neue Technik in der Zukunft auf weiteren Anwendungsgebieten bedeutsam werden wird,

Auch iti den industriellen Bereichen, in denen Klebemittel und keramische Artikel eine Rolle spielen, ist davon auszugehen, daß das Pulverbeschichtungsverfahren breitere Anwendung mit der Entwicklung von entsprechenden Beschichtungsverfahren und Einrichtungen erfahren wird.

Im folgenden werden einige allgemein bekannte

Beschichtungsverfahren umrissen:

(1) Fließbettbeschichtungsverfahren, bei denen ein vorerhitzter Gegenstand in ein Bad eingetaucht wird, in dem ein pulveriges Material durch Einblasen von Preßluft fluidisiert worden ist, wobei die Temperatur des genannten Gegenstands über dem Schmelzpunkt des genannten pulverigen Materials gehalten wird, so daß das bedeckende Pulver zu einem Film aufgeschmolzen wird.

(2) Elektrostatische Sprühverfahren, bei denen pulveriges Material mit Druckluft durch eine Düse herausgeschleudert wird, während es mittels einer Hochspannung durch eine an der Düse angebrachte Elektrode elektrostatisch aufgeladen wird, so daß es sich auf einem gemahlenen Gegenstand absetzen kann.

(3) Fließbettbeschichtung unter Ausnutzung elektrostatischer Erscheinungen, wobei eine habe Spannung mittels einer Elektrode an ein zuerst mittels Druckluft fluidisiertes pulveriges Material angelegt worden ist und dann der geerdete Gegenstand in die obere Phase des fluidisierten Puivers eingebracht wird, so daß sich das pulverige Material elektrostatisch auf dem Gegenstand niederschlagen kann.

(4) Andere Verfahren, wie das Schmelzbesprühen, das Umrollen oder Kaskadenverteilen.

Die obengenannten Verfahren (1) bis (4) zeigen jedoch die nachfolgend aufgelisteten Nachteile:

(1) Zum Beschichtungsverfahren in einem Fließbett:

(a) Es kann nicht auf Gegenstände angewandt werden, die nicht auf eine Temperatur vorerhitzt werden dürfen, die über dem Schmelzpunkt des pulverigen Materials liegt;

(b) es erfordert einen erheblichen Arbeitsaufwand, wenn eine dickere Filmbildung angestrebt wird, da die Stärke einer einzelnen Beschichtung meist nur 0,1 mm beträgt und daher, wenn ein stärkerer Film verlangt wird, die Beschichtungsmaßnahmen wiederholt werden müssen;

(c) obwohl es auf einen Gegenstand zur Anwendung kommen kann, der einer benetzenden Behandlung mit einer Flüssigkeit an Stelle der Vorerhitzung unterzogen worden ist, so ist es dennoch schwierig, einen gleichmäßigen Film mittels Einbrennen zu bilden, da das pulverige Material gewöhnlich heterogen im Hinblick auf d:ie Teilchengröße ist und lediglich einen dünnen Film nach diesem Verfahren bildet;

(d) und schließlich gibt es keine,; gleichmäßigen Niederschlag eines pulverigen Materials auf einem Verbundgegenstand, da einzelne Bestandteile des Gegenstandes nicht gleichmäßig vorerhitzt werden können.

(2) Zum elektrostatischen Sprühvtrfahrer:

Es neigt dazu, einen ungleichmäßigen Niederschlag des pulverigen Materials zu liefern, insbesondere bei einem Verbundgegenstand

(3) Zum Beschichtungsverfahren in einem Fließbett unter elektrostatischen F.inwirkungen:

(a) Ein Beschichten durch diesen Prozeß ist dafür verantwortlich, daß ein teilweises Wachsen oder teilweises Loslösen des abgesetzten pulverigen Materials an der Oberfläche des Gegenstandes während oder nach dem Absetzen auftritt, wenn eine dickere Beschichtung angestrebt wird. Ebenfalls ist es dafür verantwortlich, daß ein bemerkenswert unebener Niederschlag diis pul-

verigen Materials auftritt, wenn dieses auf einem Verbundgegenstand zur Anwendung kommt, da einige Bestandteile dieses Gegenstandes eine geringere Affinität zu dem pulverigen Material zeigen. Versuche, den Gegenstand durch intermittierendes Klopfen in eine Vibration zu versetzen, um so einen gleichmäßigen Niederschlag zu erhalten und das genannte teilweise Wachsen nach dem Niederschlag des pulverigen Materials auszuschließen, wurden unternommen. Sie sind jedoch häufig erfolglos gewesen, da das teilweise Ablösen des abgesetzten pulverigen Materials nachteilig in Erscheinung trat.

(b) Wenn eine dickere Beschichtung notwendig ist, so erfordert es eine zu lange Zeit, da das pulverige Material allmählich auf den Gegenstand in der oberen verdünnten Phase des Fließbettes niedergeschlagen v/erden muß.

(c) Dieses Verfahren erfordert eine hohe Spannung (im allgemeinen eine Gleichspannung von 60 bis 100 kV), um das pulverige Material aufzuladen, was folglich Risiken in sich birgt.

(d) Es verlangt auch die Wiedergewinnung des pulverigen Materials am oberen Ende der Fließbettkammer, da ein großes Druckluftvolumen in das Fließbett eingeblasen werden muß. Dieses macht es schwierig, den oberen Teil der Fließbettkammer frei zur äußeren Atmosphäre hin zu lüften. Hierin liegt einer der Gründe für die niedrige Wirksamkeit (niedrige Produktivität) dieses jo Verfahrens.

(e) Es erfordert e ne sehr eng eingeregelte Teilchengrößenverteilung des pulvrigen Materials, wobei diese Einregelung soweit gehen muß, daß eine gleichmäßige Fluidisierung und ein gleichmäßi- J5 ger Niederschlag sichergestellt werden.

Die bei den oben erläuterten Verfahren auftretenden Nachteile werden auch nicht durch den nachfolgend abgehandelten Stand der Technik behoben: So befaßt sich die DD-PS 47696 mit einem elektrostatisehen Fließbettverfahren, wobei man mit Ionisatoren ein Bad aus einem fluidisierten Isolierpulver elektrisch auflädt und die zu überziehenden Gegenstände auf ein anderes Potential als das der Ionisatoren bringt, so daß die aufgeladenen Pulverteilchen angezogen werden und in einer Schicht an (.'en Gegenständen haften. Anschließend werden diese überzogenen Gegenstände einer weiteren Behandlung unterzogen, um die Pulverschicht in einen stetigen durchlaufenden Film umzuwandeln. Die DE-AS 1019633 erläutert ein Verfahren, bei dem die zu beschichtenden Gegenstände in Schwingungen versetzt werden. Dabei ist eine Einrichtung zum elektrostatischen Aufbringen von pulvrigen oder körnigen Stoffen auf ein im wesentlichen rundquerschnittiges Gut vorgesehen, z. B. zum Auftragen eines Ziehmittels auf Draht, mit einem Behälter für den aufzutragenden Stoff und einem in diesem angeordneten sowie an einem Spannungssieb liegenden Schüttelsieb, durch das die hindurchtretenden Stoffteile aufgeladen und teilweise unter der Wirkungder Schwerkraft auf dem mit dem anderen Spannungspol verbundenen Draht gelangen, wobei es wesentlich ist, daß das Sieb allseitig vom Stoffbehälter umgeben wird, zyünderförmig ausgebildet sowie axial schwenkbar angeordnet ist und die Achse des den Zy-(Inder durchlaufenden Drahtes unterhalb der Zylinderachse sowie parallel zu dieser verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu verbessern, daß ein gleichmäßigerer Niederschlag in einer kürzeren Zeit, bei sicheren Betriebsbedingungen und einer geringeren Notwendigkeit einer strengen Kontrolle der Teilchengröße des pulvrigen Materials erhalten werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem fluidisierten pulvrigen Material ein Scheinvolumenverhältnis verliehen wird, das 1,05 bis l,5malsogroßwie sein Scheinvolumen im stationären Zustand ist, und der Gegenstand so lange kontinuierlich mit einer Frequenz von 1000 bis 10000 Schwingungen pro Minute und einer Amplitude von 5 bis 200 μηι in Vibration gehalten wird, bis sich das pulvrige Material gleichmäßig auf der Oberfläche des Gegenstandes abgesetzt hat.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum Umhüllen von Gegenständen mit einem pulvrigen Material, wobei der jeweilige Gegenstand kontinuierlich oder kontinuierlich mit periodischer Bewegung in Vibration gehalten wird, was in einem Fließbett geschieht, in dem mittels einer Elektrode, an der eine Hochspannung anliegt, ein elektrostatisches Feld erzeugt wird, das eine Aufladung des genannten pulvrigen Materials hervorruft.

Die nicht unterbrochenen Vibrationen des zu umhüllenden Gegenstandes beginnen zweckmäßigerweise in dem Moment, indem er in das Fließbett eintritt und werden solange fortgeführt, bis ein gleichmäßiger Niederschlag des pulvrigen Materials erreicht worden ist. Es ist in vielen Fällen aber ausreichend, den Gegenstand kontinuierlich oder während periodischer Bewegungen kontinuierlich vibrieren zu lassen, während er sich in dem Fließbett befindet.

Das genannte Vibrieren, das bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nötig ist, erfolgt kontinuierlich, wobei die Frequenz von 1000 bis 10000 pro Minute und eine Amplitude von 5 bis 200 μπι eingehalten wird, was von der Art, den charakteristischen Merkmalen oder Eigenschaften des genannten pulverigen Materials abhängt und gleichzeitig auch von den Bedingungen, unter denen der Niederschlag erfolgt. Eine Vibration einer Frequenz von 2000 bis 8000 pro Minute und eine Amplitude von 10 bis 100 μπι wird insbesondere bevorzugt, um das abgesetzte pulvrige Material sowohl von dem teilweisen Anwachsen als auch von dem teilweisen Ablösen abzuhalten. Das genannte kontinuierliche Vibrieren ist trotz seiner Wirksamkeit bei der Absetzung des pulverigen Materials völlig verschieden von jedem intermittierenden Pulsieren. Wenn irgendein intermittierendes Pulsieren angewendet wird, kann weder das teilweise Wachsen noch das teilweise Ablösen wirksam ausgeschlossen werden, was zu ungleichmaßiger Absetzung führt.

Die periodische Bewegung wird dem Artikel gleichzeitig während der Vibration während einer solchen Periode verliehen, in der sich der Gegenstand in einem fluidisierten pulverigen Material befindet, so daß eine gleichmäßige Absetzung des Pulvers auf der Oberfläche des Gegenstandes erreicht wird. Des weiteren ist es in vielen Fällen ausreichend, den Gegenstand lediglich periodisch zu bewegen, wenn er in das fluidisierte pulverige Material gebracht wird. Das periodische Bewegen braucht in diesem Fall nicht kontinuierlich zu erfolgen, sondern kann intermittierend ablaufen. Die Art der genannten periodischen Besvegung schwankt in Abhängigkeit oder der Qualität, der

Natur und der Form des Artikels oder der Qualität, den charakteristischen Merkmalen bzw. Eigenschaften und den Bedingungen des Niederschlags des fluidisierten pulverigen Materials u. dgl. Wenn z. B. ein pulveriges Material, wie eine pulverige Epoxyharzverbindung für die elektrische Isolierung, auf einem kleinen Gegenstand, wie elektronischen Teilen, niedergeschlagen wird, ist es meistens ausreichend, den Gegenstand wie einen Pendel schwingen zu lassen. In diesen Fällen liegt die bevorzugte periodische Bewegung zwischen 0,3 bis 3 Sekunden pro Zyklus, während die Amplitude zwischen 10 und 300 mm liegt. Dennoch wird ein Zyklus von 0,5 bis 2 Sekunden und eine Amplitude von 30 bis 200 mm insbesondere bevorzugt, um bei dem sich absetzenden Pulver sowohl ein teilweises Wachsen als auch ein teihveises Ablösen zu vermeiden.

Eines der Kennzeichen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Absetzung in einer Phase hoher Dichte der Fluidisierung erfolgen kann. Ein anderes Merkmal besteht darin, daß das Verfahren bei einer relativ niedrigen Spannung 7ur elektrostatischen Aufladung durchgeführt werden kann, ww selbstverständlich zu einer erhöhten Sicherheit führt. Insbesondere wird während des Absetzens des pulverigen Materials absichtlich eine niedrige Spannung angelegt, um die Gefahr des elektrischen Kriechverlusts zu vermeiden, da die Absetzung des genannten pulverigen Materials in einer Fluidisierungsphase hoher Dichte durchgeführt wird.

Die genannte Spannung schwankt natürlich in Abhängigkeit von der Qualität und den charakteristischen Eigenschaften des pulverigen Materials, das £,£- maß der Erfindung abgesetzt wrden soll, wobei es bevorzugt wird, eine relativ niedrige Gleichstromspannung von 5 bis 60 kV zu wählen, um das pulverige Material aufzuladen.

Das erfindungsgemäße Umhüllungsverfahren wird auf einen Gegenstand in einem schwach fluidisierten Bett des pulverigen Materials angewandt, um das pul- <fo verige Material in ausreichendem Maße auf der gesamten Oberfläche des Gegenstandes absetzen zu lassen und um eine starke Umhüllung mittels eines einstufigen Prozesses zu erhalten. Die schwache Fluidisierung verursacht im wesentlichen keinerlei Staubemission, so daß Staubabscheider entbehrlich sind.

Die -xhwache Fluidisierung teilt einen Fluidisierungszustand dar, bei dem das »Scheinvolumenverhiiltnis« des pulverigen Materials 1,05 bis 1,5, vorzugsweise 1.1 bis 1,2, beträgt, wobei der jeweils bevorzugte exakte Wert von der Art, den Merkmalen oder Eigenschaften des fluidisierten pulverigen Materials abhängt. Das »Scheinvolumenverhältnis« wird definiert durch das Verhältnis des Scheinvoluniens des pulverigen Materials im fluidisierten Zustand zu dem 5· Scheinvolumeii des pulverigen Materials im stationären Zustand vor der Fluidisierung.

Wie oben bereits erwähnt, wurde gefunden, daß eine starke und gleichmäßige Umhüllung auf dem Gegenstand dadurch erhalten werden kann, daß er in einer kontinuierlichen Vibration oder in einer kontinuierlichen Vibration bei periodischer Bewegung während eines einzigen kurzzeitigen Absetzens in einer Fluidisierungsphase hoher Dichte gehalten wird, wobei das pulverige Material mit einer relativ niedrigen Spannung beladen wird.

Fernerv^urdt gefunden, daß eine gleichmäßige Absct/ung d^s pulverigen Materials ohne partielies Wachsen und partielle Ablösung erreicht werden kann, indem dem Gegenstand eine kontinuierliche Vibration verliehen wird, wenn er dem Pulversprühverfahren unterzogen wird, wobei das pulverige Material mittels Druckluft durch eine Düse ausgestoßen und gleichzeitig eine hohe Spannung zwischen der Düse und dem Gegenstand angelegt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird sehr gut de monstrierl, wenn der Gegenstand aus einem Verbundmaterial besteht oder wenn seine Oberfläche zerklüftet oder sehr ungleichmäßig ist.

Des weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren durch die Vorbehandlung des Gegenstandes wirksamer, der mit einem pulverigen Material in einem elektrostatischen Feld umhüllt werden soll. Die Vorbehandlungen erfassen Erhitzen, Imprägnierung oder Benetzen mit einer flüssigen Substanz oder die Kombination des Erhitzens und Imprägnierens oder Benetzens.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfordert das Erhitzen des Gegenstandes nicht notwendigerweise eine 1 ^mperatur, die über dem Schmelzpunkt des pulverigen N.aterials liegt, wie es bei herkömmlichen Fließbettbeschichtungsverfahren ohne Anwendung elektrischer Aufladung der Fall ist. Das Vorerhitzen ist stets wirksam, selbst bei niedrige,. Temperatur, wie z. B. zwischen Raumtemperatur und 60° C.

Die zum Benetzen des zu umhüllenden Gegenstandes verwendeten flüssigen Substanzen erfassen gewöhnliche flüssige Substanzen, wie thermoplastische Harze, wärmeaushärtbare Harze, Weichmacher, Lösungsmittel und anorganische Substanzen. Genauer beschrieben gehören zu den flüssigen Substanzen: Epoxyharze, Polybutene, polymere homologe Äthylenglykole. Phthalsäureester und Wasserglas. Es ist häufig zweckmäßig, den Gegenstand vorher mit diesen Flüssigkeiten zu beschichten oder zu imprägnieren, um damit die Eigenschaften des fertigen Films zu verbessern, wie die Adhäsion und die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, und die Bildung von Löchern auszuschließen.

Das pulverige Material, das zur Anwendung kommen kann, erfaßt sämtliche pulverigen Materialien, die einen Gegenstand umhüllen könnep, wie organische pulverige Materialien, zu denen synthetische Harze und Elastomere gehören, wie z. B. die Epoxyharze, Acrylharze, Polyester. Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyurethane, Polyamide, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymere. Polyvinylbutyraldehyd, synthetische Gummimaterialien, Phenolharre, Melaminharze, Harnstoffharze und Fluorkohlenstoffharze und natürliche Produkte, wie Stärke und Kolophonium, Verbindungen (Mischun- g:a) dieser Verbindungen oder ein Produkt aus zwei oder mehreren der vorgenannten Substanzen als Hauptbestandteile und - wenn erforder'ich - mit färbenden Mitteln, Stabilisatoren, Aushärtemitteln, anorganischen pulverigen Füllstoffen, wie Calciumcarbonat, Siliciumdioxid und Muminiumoxidfrittenmaterial.

Der Bereich der Teilchengröße des pulverigen Materials erstreckt sich von 5 bis 200 μητ.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf beliebige Gegenstände anwendbar, die ein Umhüllen erfordern: Elektronische Teile, elektrische Teile, mechanische Teile und daraus erhaltene Erzeugnisse, Konstruktions- oder Baumaterialien, industrielle Produkte, all-

tägliche Waren und kcratnisehe Erzeugnisse.

Zusammenfassend kann im Falle des elektrostatischen Fließbettverfahrens gesagt werden, daß die Erfindung durch folgende Maßnahmen gekennzeichnet ist:

(1) Der Gegenstand wird kontinuierlich einer Vibration unterzogen oder der Gegenstand wird kontinuierlich einer Vibration mit periodischen Bewegungen unterzogen, während er in dem Fließbett gehalten wird, um eine gleichmäßige Absetzung in einer kürzeren Zeit zu erzielen.

(2) Er wird in die Phase höherer Dichte des fluidisierten pulverigen Materials gebracht.

(3) Die Fluidisierung des pulverigen Materials wird schwächer durchgeführt und

(4) eine relativ niedrige Aufladungsspannung wird an das pulverige Material gelegt.

Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine Vibration mit oder ohne periodische Bewegung erfolgt, sind gegenüber den herkömmlichen Verfahren:

(a) Eine gleichmäßigere Umhüllung,

(b) eine kürzere Zeit für die Bildung der erforderlichen Absetzung,

(c) eine dickere Absetzung bei einstufigem Betrieb,

(d) eine leichtere Kontrolle der Stärke der Absetzung durch die Vibration oder Vibration mit periodischer Bewegung und

(e) eine größere Toleranz bei der Teilchengrößeneinregulierung des genannten pulverigen Materials.

Auf der anderen Seite wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wonach der Gegenstand kontinuierlich in der Atmosphäre des ausgestoßenen pulverigen Materials in Vibration gehalten wird, so daß seine Oberfläche eine gleichmäßige Absetzung des pulverigen Materials erhält, eine Verbesserung erzielt, wenn mit herkömmlichem elektrostatischem Sprühverfahren verglichen wird, die durch Ausstoßen eines pulverigen Materials aus einer Düse mittels Druckluft durchgeführt werden, wobei sich das pulverige Material auf dem Gegenstand auf Grund elektrostatischer rv.l<31tciliw 11 kuilg iltiuci Mi'llugi. SOmit LMÜtCi utC lLT findung Vorteile in Form (a) einer gleichmäßigeren Absetzung und (b) einer leichteren Einregulierung ihrer Stärke durch das Einstellen der jeweiligen Frequenz und Amplitude der Vibration.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfaßt ebenfalls das Einbrennen, insbesondere eine gewöhnlich erforderliche Nachbehandlung, um einen Film aus dem abgesetzten pulverigen Material zu bilden.

Die Erfindung wnd nun an Hand der nachfolgenden Beispiele, die jedoch nicht als beschränkend aufzufassen sind, noch näher erläutert.

Beispiel 1

Das Umhüllen eines Rohrleitungsstückes aus Gußeisen eines inneren Durchmessers von 25 mm zur Wasserversorgung:

Einp hochleistungsfähige korrosionsfeste Masse aus eo einem Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Hydrazidhärtungsmittel wurde schwach mit Druckluft in einer Fluidisierungskammer bis zu einem Scheinvolumenverhältnis von 1,15 fluidisiert. Das geerdete Rohrleitungsstück wurde in das Fließbett bei 6, kontinuierlicher Vibration mit einer Frequenz von 3600<'min und einer Amplitude von 50 μΐη und einer periodischen Bewegung pro Zyklus von 1 Sekunde und einer Amplitude von 100 mm angeordnet. Bei diesem Verfahren wurde eine Gleichstromspannung von 30 kV an die pulverige Verbindung angelegt und es wurde 2 Sekunden lang auf der Oberfläche des genannten Rohrleitungsstückes eine elektrostatische Absetzung ablaufen gelassen. Das Röhfleitungsstück wurde aus dem Fließbett während der genannten Vibration mit periodischer Bewegung in 1 Sekunde herausgenommen, wonach die Vibration mit periodischer Bewegung weiter fortgeführt wurde, bis die überschüssige Absetzung behogen worden war. Die Oberfläche des Rohrleitungsslückes, das derartig behandelt worden war, war vollständig mit einer gleichmäßigen Absetzung dieser Verbindung belegt, ohne daß irgendein teilweises Wachsen oder teilweises Ablösen der abgesetzten Verbindung erkennbar war. Das so behandelte Rohrleitungsstiick wurde dann in einem Ofen bei 180° C während 1 Stunde einem Einbrennen unterzogen, um einen extrem ebenen und glatten Film einer Stärke vor. 0.4 mm zu bilden, der seine gesamte Oberfläche bedeckte.

Beispiel 2

Umhüllen eines Rohrleitungsstückes aus Gußeisen mit einem inneren Durchmesser von 25 mm für die Wasserversorgung:

Die Oberfläche des Rohrleitungsstückes wurde durch Benetzen mit einer flüssigen Mischung vorbehandelt, die H)O Gewichtsteile eines flüssigen Epoxyharzes vom Bisphenol-A-Typ und 90 Gewichtsteile X-Methyl-S.o-endomethylen-^^-tetrahydrophthalsäureanhydrid enthielt.

Eine hochleistungsfähige korrosionsfeste Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Hydrazidhärtungsmittel wurde schwach mittels Druckluft in einer Fluidisierungskammer fluidisiert, wobei die Fluidisierung bis zu einem Scheinvolumenverhältnis von 1,15 erfolgte.

Das vorbehandelte Rohrleitungsstück wurde in einem Fließbett angeordnet, während es kontinuierlich mit einer Frequenz von 3600/min und einer Amplitude von 50 um während einer periodischen Bewe-

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von 100 mm einer Vibration unterzogen wurde. Die pulverige Verbindung wurde durch Anlegen einer Gleichstromspannung von 30 kV aufgeladen und die Verbindung 1 Sekunde lang auf der Oberfläche des Rohrleitungsstückes infolge elektrostatischer Kräfte absetzen gelassen. Das Rohrleitungsstück wurde aus dem Fließbett in 1 Sekunde während der genannten Vibration mit periodischer Bewegung herausgenommen, wonach die Vibration mit periodischer Bewegung so lange fortgeführt wurde, bis überschüssige Verbindung entfernt worden war. Die Oberfläche des Rohrleitungsstückes, das derartig behandelt worden war, war vollständig mit einer gleichmäßigen Absetzung der Verbindung ohne erkennbares partielles Wachsen oder partielle Ablösung der abgesetzten Verbindung bedeckt. Das in einer derartig kurzen Zeit umhüllte bzw. bedeckte Rohrleitungsstück wurde dann in einem Ofen bei 180° C 1 Stunde lang gebrannt. Der gebildete Film war äußerst gleichmäßig und glatt und hatte eine Stärke von etwa 0,4 mm. Im Vergleich zu dem Verfahren des Beispiels 1 konnte die Absetzungszeit bei diesem Verfahren verkürzt werden. Der gebildete Film war vollständig frei von Löchern und hatte eine gleichmäßigere und glattere Oberfläche.

Beispiel 3

Das Umhüllen eines Rohrleitungsstückes aus Gußeisen miteine-Ti inneren Durchmesser von 25 ram für die Wasserversorgung:

Das Rohrleitungsstück wurde auf 60" C vorerhitzt und der gleichen Verfahrensweise von der Absetzung bis «um Einbrennen mit der gleichen Verbindung wie in Beispiel 1 unterzogen. Der erhaltene Film einer Stärke von etwa 0,5 mm bedeckte die Oberfläche des Rohrleitungsstückes sehr gleichmäßig und glatt. Wenn mit dem Verfahren, das in Beispiel 1 erläutert wird, verglichen wird, so wird bei diesem Verfahren ein stärkerer Film bei gleicher Absetzungszeit gebildet.

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Beispiel 4

Umhüllen eines Polyäthylcnterephthalat-Folienkondensators (0,01 μΡ) zum Einsatz in Streifenform (z. B. Wickelkondensatoren):

Das genannte Element wurde zunächst unter AnIegen eines Vakuums mit einer flüssigen Mischung imprägniert, die 100 Gewichtsteile flüssiges Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ und 90 Gewichtsteile X-Methyl - 3,6 - endomethylen -A-A- tetrahydrophthalsäure anhydrid enthielt. Das vorbehandelte Element wurde dann einem kontinuierlichen Vibrieren bei einer Frequenz von 6000/min und einer Amplitude von 20 μΐη ausgesetzt und in einer Masse aus einem festen Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Imidazolhärtungsmittel angeordnet, die bis zu einem S^heinvolumenverhältnis von 1,1 in einer Fluidisierungskammer mittels Preßluft fluidisiert wurde. Die genannte Verbindung wurde unter Anlegen einer Gleichstromspannung von 40 kV aufgeladen, um sie elektrostatisch in 1 Sekunde auf dem genannten EIement absetzen zu lassen. Das Element wurde dann aus dem Fließbett während des Aufrechterhaltens des Vibrierens herausgenommen, wonach das Vibrieren fortgesetzt wurde, bis der Überschuß an Verbindung entfernt worden war. Die Oberfläche des Elements ίο zeigte eine vollständige Umhüllung mit der pulverigen Verbindung, einschließlich ebener Kanten des PoIyälhyienierephthaiatfiims, wobei keine meiaiifuiien mehr verblieben. Die Absetzung der genannten Verbindung war so gleichmäßig, daß weder ein teilweises Wachsen noch ein teilweises Ablösen der Verbindung festgestellt werden konnte. Das erhaltene mit einer Verbindung beschichtete Element wurde 2 Stunden lang in einem Ofen bei 120° C eingebrannt. Der so gebildete Film war eben und glatt und hatte eine Stärke von 0,4 mm über die gesamte Oberfläche und war frei von Löchern und zeigte eine hervorragende elektrische Isolierung,

Wenn mit dem Verfahren verglichen wird, bei dem das Element nicht unter Vakuum imprägniert oder die Oberfläche mit einer flüssigen Substanz benetzt worden war, so ermöglichte dieses Verfahren des Beispiels 4 eine bessere Absetzung des pulverigen Materials in einer kürzeren Zeit und führte zu einem gleichmäßigen glatten Film, der nach dem Einbrennen frei &o von Löchern war.

Beispiel 5

Umhüllen einer integrierten Hybridschaltung mit Transistor und keramischen Kondensatorelementen auf einem Aiuminiumoxidsubstrat:

Die Oberfläche der genannten integrierten Hybridschaltung wurde mit der gleichen Flüssigkeit wie in Beispiel 4 benetzt und dann elektrostatisch mit einer Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Epoxy-Novolak-Typ und einem Imidazol und einem Polypheno! als Härtungsmittel zur elektrischen Isolierung beschichtet, wobei die pulverige Verbindung schwach mittels Preßluft bis zu einem Scheinvolumenverhältnis von 1,1 in einer Fluidisierungskammer fluidisiert wurde, wobei der genannte Gegenstand kontinuierlich bei einer Frequenz von 5000/min und einer Amplitude von 80 μτη in Vibration gehalten wurde. Die fluidisierte Verbindung wurde durch Anlegen einer Gleichstroinspannung von 30 kV aufgeladen und elektrostatisch während 2 Sekunden auf dem Schaltkreissubstrat und -element absetzen gelassen. Der Gegenstand wurde dann aus dem Fließbett herausgenommen, während er weiter vibrierte. Das Vibrieren wurde so lange aufrechterhalten, bis die überschüssige Verbindung entfernt worden war. Somit wurde in einer kurzen Zeit eine ausreichende Absetzung der genannten Verbindung auf der Gesamtoberfläche des Substrates erreicht, auf dem die Schaltungen verliefen oder nicht, wie auch auf den Oberflächen des genannten Elements und den Oberflächen der verwickelten Bereiche, wo die Substratschaltkreise mit dem Transistor oder keramischen Kondensator verbunden sind. Die Absetzung der genannten Verbindung war über die gesamte Oberfläche gleichmäßig. Weder ein teilweises Anwachsen noch ein teilweises Ablösen der Verbindung trat auf. Der pulverbeschichtete Gegenstand wurde dann 1 Stunde lang in einem Ofen bei 150° C eingebrannt. Der erhaltene Film war gleichmäßig und glatt und zeigte eine Stärke von etwa 0,3 mm über die gesamte Oberfläche und des weiteren hervorragende elektrische Isoliereigenschaften.

Beispiel 6

Umhüllen eines Kupferdrahtes eines Durchmessers von 1,0 mm, der kontinuierlich einer Vibration bei einer Frequenz von 2000/min und einer Amplitude von 50 μιη unterzogen wurde:

Der genannte Kupferdraht wurde 1 Sekunde kvjg durch eine pulverige Masse aus einer Polyvinylchlofiuvcf tillluUίig νυϊti ouapcttaiuiiatyp elites rw- ττ CTtS VGn 63 mit einem Bleisalzstabilisator, die bis zu einem Scheinvolumenverhältnis von 1,1 mittels Druckluft in einer Fluidisierungskammer schwach fluidisiert worden war und an die eine Gleichstromspannung von 20 kV zur elektrostatischen Aufladung angelegt worden war, um das fluidisierte Pulver elektrostatisch auf dem genannten Kupferdraht absetzen zu lassen. Nachdem der genannte Kupferdraht aus der Fluidisierungskammer herausgenommen worden war, wurde er weiter kontinuierlich in Vibration gehalten, bis überschüssige Verbindung entfernt worden war. Auf diese Weise wurde eine gleichmäßige Absetzung der genannten Verbindung auf dem Kupferdraht ohne teilweises Anwachsen oder teilweises Ablösen der Verbindung erreicht. Der Kupferdraht wurde dann eingebrannt, indem er durch einen Ofen bei 200° C mit einer effektiven Behandlungszeit von 5 Minuten geführt wurde, um einen gleichmäßigen und glatten Film einer Stärke von etwa 0,3 mm rund um den Draht zu erhalten.

Beispiel 7

Stahlblechlackierung:

Eine oberflächenentfettete Stahlblechprobe wurde geerdet und in ein pulveriges Frittenmaterial getaucht

(schwarze Unterbcschichtung für Porzellanglasur, Hauptbestandteil: Feldspat und Borax), das in einer Fluidisierungskammer mittels Druckluft schwach bis zu einem Scheinvolumenverhältnis von 1,3 fluidisiert worden war, wobei die genannte Stahlblechprobe eider kontinuierlichen Vibration bei einer Frequenz von 3000/min und einer Amplitude von 50 um unterzogen wurde. Das pulvrrigc Frittenmaterial wurde mit einer Gleichstromspanftiing von 40 kV versehen und während 10 Sekunden auf der Probe elektrostatisch absetzen gelassen. Die Vibration wurde gleichzeitig beendet, sobald die Probe aus der Fluidisierungskammer herausgenommen worden war. Eine gleichmäßige Absetzung des genannten Frittenmaterials auf allen Seiten der Oberfläche der Probe wurde erhalten. Die '5 abgesetzten Frittenmateriaüen zeigten weder ein teilweises Anwachsen noch ein teilweises Ablösen. Diese behandelte Probe wurde in einem Ofen bei 850° C beheizt, um so das Frittenmaterial vollständig zu schmelzen. Der so erhaltene Film war extrem gleich-²⁰ mäßig und glatt und zeigte eine Stärke von etwa 0,15 mm. In der gleichen Weise wie oben erwähnt, wurde ein pulveriges Frittenmaterial zum Überbeschichten (Hauptbestandteile: Feldspat und Siliciumdioxid) elektrostatisch auf der genannten filmgeformten Probe absetzen gelassen und einer Feuerung unterzogen. Der so gebildete Glasurfilm hatte eine Stärke von etwa 0,25 mm und war vollständig gleichmäßig und zeigte darüber hinaus hervorragende Gleichmäßigkeit und Glätte und war vollständig frei von Löchern.

Beispiel 8

Umhüllen einer Stahlbedeckung eines Riemenantriebs:

Die genannte Bedeckung wurde nach dem elektrostatischen Sprühverfahren in der folgenden Weise umhüllt: Eine Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Dicyandiamidhärtungsmittel, an die eine Gleichstromspannung von 80 kV «J angelegt wurde, wurde durch eine Düse mittels Druckluft auf die genannte Bedeckung gesprüht, die kolliiliuici !ich bei CtIIcI Ftcmicili v«Jii 35G0/liiii'i lind einer Amplitude von 80 μηι in Vibration gehalten wurde, um die Verbindung gleichmäßig auf der Bedeckung durch elektrostatische Einwirkungen absetzen zu lassen. Die Vibration wurde unmittelbar nach Abschluß des Sprühens beendet. Eine gleichmäßige Absetzung der genannten Verbindung wurde auf der gesamten Oberfläche der Bedeckung erhalten. Die so so behandelte Bedeckung wurde dann eine halbe Stunde lang in einem Ofen bei 200° C einem Einbrennen unterzogen. Es wurde gefunden, daß die so behandelte Bedeckung einen gleichmäßigen und glatten Film einer Stärke von etwa 0,15 mm aufwies.

Vergleichsbeispiel 1

Umhüllen eines für die Wasserversorgung vorgesehenen Rohrleitungsstückes aus Gußeisen eines inneren Durchmessers von 25 mm:

(1) Es wurde mit einer gewöhnlichen elektrostatischen Fließbetteintauchtechnik gearbeitet: Eine hochleistungsfähige korrosionsfeste Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Hydrazidhärtungsmittel wurde durch Anlegen einer Gieichstrornspannung von 70 kV aufgeladen and elektrostatisch während 15 Sekunden auf dem Rohrleitungsstück absetzen gelassen. Das so behandelte Rohrleitungsstück wurde 1 Stunde lang in einem Ofen bei 180° C gebrannt, um einen Film zu bilden, der eine durchschnittliche Stärke von etwa 0,3 mm aufwies. Jedoch war die Absetzung der genannten Verbindung bei dem Absetzungsschritt nicht zufriedenstellend, da die maximale Abweichung der Stärke des schließlich gebildeten Films vom Durchschnittswert 0,3 mm ±0,2 mm betrug. Der stärkste Teil war auf der Seite, die während der Absetzung der Verbindung aufwärts zeigte. Darüber hinaus zeigte die abgelagerte Schicht teilweises Ablösen während des Einbrennschritts, was auf leichtes Klopfen zurückgeht. Nach dem Einbrennen wurden 6 von 20 behandelten Stükken wegen einer ungleichmäßigen Oberflächenbedekkung als mangelhaft eingestuft.

(2) Durch die Wahl einer gewöhnlichen Fließbetteintauchtechnik, als eine Alternative zu (1), wurde ein Rohrleitungsstück auf 200° C vorerhitzt und in das Fließbett der genannten pulverigen Verbindung getaucht. Bei der erhaltenen Absetzung der genannten Verbindung auf der Oberfläche des Rohrleitungsstückes wurde teilweises Wachsen an der oberen Seite durch diskontinuierliches Klopfen des bedeckten Rohrleitungsstückes behoben. Nachdem das Vorerhitzen und Eintauchen dreimal wiederholt worden war, wurde das so behandelte Rohrleitungsstück 1 Stunde lang in einem Ofen bei 180° C gebrannt. Der auf der Oberfläche des Rohrleitungsstückes gebildete Film hatte eine durchschnittliche Stärke von etwa 0,3 mm. Jedoch war dieses derartig behandelte Rohrleitungsstück nicht zufriedenstellend, da es eine ungleichmäßige Filmstärke aufwies, die eine Abweichung von ±0,15 mm vom maximalen Durchschnittswert 0,3 mm zeigte. Darüber hinaus erforderte dieses Verfahren zuviele Arbeitsstunden, da vier wiederholte Ablagerungen nötig waren, weil die Ablagerung bei einer einzigen Stufe zu dünn war, um erfolgreich darauf einen Film auszubilden.

Vergleichsbeispiel 2

Umhüllen eines Polyäthylenterephthalat-Folienkondensators (0,01 [iF) in Streifenform (z. 3. in ei-

Das genannte Kondensatorelement wurde unter Vakuum imprägniert und zwar in der gleichen Weise mit der flüssigen Mischung wie in Beispiel 4. In Übereinstimmung mit einem herkömmlichen elektrostatischen Fließbettauchverfahren wurde eine Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Imidazolhärtungsmittel für elektrische Isolierung durch Anlegen einer hohen Gleichstromspannung von 70 kV aufgeladen und elektrostatisch während 12 Sekunden auf dem vorbehandelten Element absetzen gelassen. Die Verbindung setzte sich scheinbar auf der gesamten Oberfläche davon ab, einschließlich sogar der Oberfläche der Polyäthylenterephthalatfilmkante, wo keine Metallfolien bereitgestellt waren. Dann wurde das Element 2 Stunden lang in einem Ofen bei 120° C gebrannt. Der erhaltene Film hatte eine Stärke von etwa 0,3 mm im mittleren Teil, wo die metallischen Folien eingebettet waren. Der durch das Einbrennen gebildete Film hatte nahezu die gleiche Stärke an der metallfolienfreien Kante. Jedoch war die Gleichmäßigkeit der Stärke insgesamt gesehen - schlecht. Die Absetzungszeil der ■genannten Verbindung war unerwünscht lang. Wenn mit dem Verfahren, das in Beispiel 4 beschrieben wird, verglichen wird, zeigt dieses Verfahren eine

schlechte Gleichmäßigkeit des Films ebenso wie eine schlechte Produktivität.

Vergleichsbeispiel 3

Umhüllen einer integrierten Hybridschaltung mit Transistor und keramischen Kondcnsatorclementen auf einem Aluminiumoxidsubstrat:

Die Oberfläche des genannten Gegenstandes wurde mit dergleichen flüssigen Mischung wie in Beispiel 4 benetzt. Eine Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Epoxy-Novolaktyp und einem Imidazol und einem Polyphenol als Härtungsmittel für elektrische Isolierung wurde aufgeladen, indem eine hohe Gleichstromspannung von 70 kV angelegt wurde. Die Verbindung wurde elektrostatisch während 20 Sekünden aiii dem genannten vorbehandelten Gegenstand absetzen gelassen. Es wurde ein partielles Anwachsen beobachtet, obwohl sich die Verbindung auf den Oberflächen einschließlich der Ecken und der Rückseite des AluminiumrixirkiilvitraK fihofset7t 2n hatte, wo keine Schaltkreise vorlagen und auf den verwickelten Teilen, wo die Schaltkreise auf dem Alumi-.niumoxidsubstrat mit dem Transistor oder dem keramischen Kondensator in Kontakt stehen. Ein leichtes Klopfen der integrierten Hybridschaltung erwies sich ■Is nützlich, um das genannte partielle Anwachsen auszuschließen, jedoch verursachte dieses das teilweise Ablösen der abgelagerten Verbindung, was zu •iner absinkenden ungleichmäßigen Stärke führt. Die genannten integrierten Schaltungen und Elemente wurden dann 1 Stunde lang in einem Ofen bei 150° C lebrannt. Der in einer Stärke von etwa 0,3 mm auf den verschiedenen Teilen des Gegenstandes gebildete Film zeigte eine schlechte Gleichmäßigkeit der Stärke und Glätte der Oberfläche, was selbst für die glatten Bereiche des genannten Gegenstandes galt.

Vergleichsbeispiel 4

Umhüllen eines Kupferdrahtes eines Durchmessers von 1,0 mm:

Durch Anwendung eines gewöhnlichen Fließbetteintauchverfahrens wurde der Kupferdraht auf 200° C vorerhitzt und kontinuierlich durch eine pulverige Masse aus einer Polyvinylchloridverbindung vom Suspensionstyp eines K-Werts von 63 und einem Bleisalzstabilisator geleitet, die sich in einem Fließbett mit einem Scheinvolumenverhältnis von 1,1 befand, um dadurch die pulverige Verbindung auf dem Dnht rundherum absetzen zu lassen. Partielles Anwachsen der genannten Verbindung auf dem Draht wurde durch intermittierendes Klopfen des Drahtes behoben, nachdem er durch das Fließbett getreten war. Dieses Vorerhitzen und Eintauchen wurde dreimal wiederholt und der derartig behandelte Kupferdraht gebrannt, um einen Film aus der genannten Verbindung zu erhalten, der den Kupferdraht in einer Stärke von 0,3 mm umschloß.

Der nach diesem Verfahren des Vergleichsbeispiels 4 gebildete Film war nicht zufriedenstellend, da er eine teilweise Ungleichmäßigkeit der Stärke zeigte, wobei die maximale Abweichung von dem durchschnittlichen Wert von 0,3 mm ±0,1 mm betrug. Darüber hinaus erforderte dieses Verfahren wesentlich mehr Arbeitsstunden, da die Menge bei einem einzigen Verfahrensschritt zu klein war, so daß eine ausreichende Filmstärke nur durch viermaliges Wiederholen Ηρς Verfahres erreicht werden konnte.

Vergleichsbeispiel 5

Umhüllen einer Stahlbedeckung für Riemenantrieb:

In Übereinstimmung mit einem gewöhnlichen elektrostatischen Sprühverfahren wurde eine Masse aus einem Epoxyharzpulver vom Bisphenol-A-Typ und einem Dicyandiamidhärtungsmittel durch Anlegen einer hohen Gleichstromspannung von 80 kV aufgeladen und mittels Druckluft ausgestoßen, um auf der Abdeckung unter dem Einfluß elektrostatischer Kräfte die Verbindung absetzen zu lassen. Nach einem Brennen von 0,5 Stunden in einem Ofen bei 200° C wurde ein Film auf der Oberfläche der Bedeckung erhalten, der eine Stärke von 0,15 mm zeigte. Der so gebildete Film war jedoch nicht zufriedenstellend, da eine teilweise Ungleichmäßigkeit der Stärke festzustellen war. Die maximale Abweichung von dem durchschnittlichen Wert von 0,15 mm betrug ±0,06 mm. Die ausgestoßene Verbindung, die sich auf der Oberfläche der Bedeckung nach dem Sprühverfahren abgesetzt hatte, ließ sich teilweise durch schwaches zufälliges Klopfen ablösen, das voi um] während des Einbrennens der Bedeckung erfolgte. Jedoch führte dieses zu einem ungleichmäßigen Film nach Abschluß des Einbrennens.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umhüllen eines Gegenstands mit einem pulverigen Material, indem der Gegenstand in ein fluidisiertes pulveriges Material, an das eine Gleichstromspannung anliegt, eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem fluidisierten pulverigen Material ein Scheinvolumenverhältnis verliehen wird, das 1,05- bis l,5mal so groß wie sein Scheinvolumen im stationären Zustand ist, und der Gegenstand so lange kontinuierlich mit einer Frequenz von 1000 bis 10000 Schwingungen pro Minute und einer Amplitude von 5 bis 200 μπι in Vibration gehalten is wird, bis sich das pulverige Material gleichmäßig auf der Oberfläche des Gegenstands abgesetzt hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Vibration gehaltene Gegenstand gleichzeitig periodisch einer Schwingbewegung unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand vor der Behandlung in dem fluidisierten pulverigen Material erhitzt, imprägniert und/oder benetzt wird.