DE2841400A1

DE2841400A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoff-ueberzugs

Info

Publication number: DE2841400A1
Application number: DE19782841400
Authority: DE
Inventors: Robert Guedet
Original assignee: Societe de Conditionnement en Aluminium SCAL GP SA
Current assignee: Societe de Conditionnement en Aluminium SCAL GP SA
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1979-03-29
Also published as: GB2004769B; IT1099112B; LU80268A1; NL7809619A; ES473608A1; DK412078A; IT7827831A0; GB2004769A; SE7809653L

Description

DR. ING. F. WTJESTKOFF DR. E. ν. PEClIMANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL,. ING. R. GOETZ PATENTANWÄLTE

8000 MÜNCHEN OO SCHWEIGEHSTRASSE 8 TELEION (OSO) 00 20 Sl

2841

PHOTEOTPATENT MÜNOHElf

1A-51 365

Patentanmeldung

Anmelder: SCAL SOCIETE DE CONDITIONNEMiSNTS EN ALUMINIUM 47, rue de Monceau, 75008 Paris Frankreich

Titel: Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Überzugs

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DR. INO. F.

DR-E. ν. ΙΈΟΗΜΛΝΝ

DR. TNCi. D. BEHRENS DIP!,. ING. R. GOICTZ

PATENTANWÄLTE

8000 MÜNCHEN 9O SCIlWEiaEHSTHASSE 2 TELEFOIi (089) GOZOSl

₇₀ 28A1400

TELEGRAMME! t
PHOTECTPATENT MÖNCHEN

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Anm.: Seal Soc. de

Conditionnements

Beschreibung

Die .Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Überzügen mittels Aufspritzen von Teilchen eines flüssigen, dielektrischen Kunststoffs auf eine Fläche unter der Einwirkung eines elektrostatischen Feldes.

Allgemein gebräuchlich ist das Beschichten von Flächen aus unterschiedlichen Werkstoffen, meist Metallen, durch Aufbringen von dünnen Kunststoff-Folien, die mittels Blasspritzen erhalten worden sind. Es ist hingegen sehr schwierig, unmittelbar durch Extrusionsbeschichtung dünne Überzüge zu erhalten, die sich durch eine gleichmäßige Stärke auszeichnen, vor allem dann, wenn zur Beschichtung Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt wie Polyproylene, Polyester und Polyamide zur Anwendung kommen. Zahlreiche Kunststoffe können daher praktisch nicht in Form von unmittelbar extrudierten Filmen auf eine zu schützende Oberfläche aufgebracht und auf diese Weise zur Herstellung von sehr dünnen Überzügen verwendet werden, die dennoch eine ausreichend gleichmäßige Stärke aufweisen, um einen fehlerfreien Schutz sicherzustellen.

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Das elektrostatische Aufspritzen von festen oder flüssigen dielektrischen Werkstoffteilchen auf Flächen, an die ein geeignetes Potential angelegt wurde, ist allgemein bekannt.

Das Beschichten oder Überziehen von Werkstücken mittels Spritzen eines Kunststoffpulvers, wobei die Pulverteilchen unter der Einwirkung eines elektrostatischen Feldes von der zu schützenden Fläche angezogen v/erden, ist bekannt. In den FR-PSen 1 252 und 1 265 945 werden Verfahren beschrieben, bei Miel chen ein zuvor erwärmtes oder erhitztes Werkstück in eine Wolke aus feinem Pulver eines Kunststoffes eingebracht und das Kunststoff pulver unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes auf den Flächen des Werkstückes abgeschieden wird. Da das Werkstück zuvor erhitzt worden ist, schmelzen die Pulverteilchen und haften an der Außenseite des Werkstückes. Dieses mit flüssigem Kunststoff überzogene oder beschichtete Werkstück wird schnell der Einwirkung des elektrischen Feldes' entzogen und abgekühlt. Der Kunststoff verfestigt sich dann unter Ausbildung einer durchgehenden bzw. kontinuierlichen Schutzschicht.

Wenn man aber weder zu starke elektrostatische Felder anwenden noch zu dicke Überzüge erhalten will, muß ein sehr feines Kunststoffpulver zur Verfügung stehen. Dies führt bei Kunststoffen zu . Schwierigkeiten, weil bei Tiefsttemperaturen gemahlen werden muß. Trotz der getroffenen Vorsichtsmaßnahmen läßt aber die Gleichmäßigkeit der Überzüge nach diesen Verfahren zu wünschen übrig. Um sicher zu gehen, daß der Überzug durchgehend bzw. kontinuierlich ist, müssen beträchtliche Zugaben vorgesehen sein. Für.zahlreiche Verwendungen sind aber diese Zugaben unnütz und lästig.

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Es ist weiterhin bekannt, mit Hilfe einer Pistole oder Zerstäuberdüse elektrisch geladene flüssige Teilchen zu spritzen. Die US-PS 2 048 651 lehrt, daß man mit Hilfe eines solchen Verfahrens Fasern bzw. Fäden herstellen kann.

Die Herstellung von Fäden mittels elektrostatischer Anziehung von Teilchen aus einer Spinnlösung wird . in der FR-PS 707 191 beschrieben.

Schließlich können flüssige dielektrische Teilchen aus einem Bad aus flüssigem Kunststoff mit Hilfe eines senkrecht zur Badoberfläche angeordneten elektrostatischen Feldes angezogen v/erden. Durch Abkühlung der dielektrischen Teilchen während Ihres Weges außerhalb des Bades können feste Fäden und sogar zusammenhängende flächige Gebilde, nämlich vliesartige Produkte erhalten werden, wie z.B. in der FR-PS 2 324 beschrieben.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von dünnen, gleichmäßig starken Überzügen aus beliebigen dielektrischen Kunststoffen, ermöglicht vor allem von sehr dünnen Überzügen auf geraden oder krummen Flächen, sogar auf komplizierten Flächen einschließlich Winkeln. Mit Hilfe des Verfahrens lassen sich durchgehende, nicht unterbrochene Überzüge mit einer gleichmäßigen Schichtstärke von einigen /um herstellen, sogar aus thermoplastischen Kunststoffen wie Polyestern, Polyamiden oder Polyvinylidenchlorid. In einfacher Weise lassen sich auch mehrschichtige Überzüge herstellen.

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Das Verfahren besteht darin, daß man auf einem Träger einen dielektrischen Kunststoff mit Schmelz-.index 20 — 250 g/10 min, vorzugsweise 70 bis 200 g/10 min ( entsprechend den Normen NF T 51016 oder ASTM D 1238-74) aufbringt und darauf den Kunststoff bis auf eine Temperatur erhitzt, bei der er eine flüssige (fließfähige oder viskose ) Schicht bildet. Darauf bringt man die Fläche, welche beschichtet werden soll, über den flüssigen Kunststoff, wobei die beiden einander gegenüberliegenden Flächen möglichst parallel angeordnet sind. Der Träger mit dem geschmolzenen Kunststoff wird an eine Hochspannungsquelle angeschlossen. Die Fläche, welche beschichtet werden soll, wird in ein elektrostatisches Feld gebracht und auf eine Temperatur nahe derjenigen des geschmolzenen Kunststoffes erhitzt und zwar bevor das aufgespritzte Material sich verfestigen konnte..

Unter der Einwirkung des elektrostatischen Feldes werden fließfähige bzw. flüssige Kunststoffteilchen auf die dem Träger mit Kunststoff gegenüber liegende Fläche gezogen. Da diese Fläche, welche überzogen werden soll selbst erhitzt ist, kühlt der Kunststoff der auf diese Fläche gelangt, nicht aus, sondern breitet sich aus unter Bildung eines durchgehenden Filmes der sehr dünn sein kann. Die Stärke des Filmes auf der zu beschichtenden Oberfläche hängt von der Zeit ab, während welcher diese Fläche der Einwirkung des elektrostatischen Feldes ausgesetzt ist. In manchen Fällen kann das Erhitzen der Fläche auch unmittelbar nach dem Abscheiden des Kunststoffes, bevor

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sich dieser verfestigt hat, vorgenommen werden. Die Fläche welche "beschichtet werden soll, wird dann schnell abgekühlt und der Kunststoff bildet einen durchgehenden Überzug ggf. in Form einer außerordentlich dünnen Schicht. Dieses Verfahren kann leicht kontinuierlich ausgeführt werden. Hierzu wird zunächst der Kunststoff auf ein metallisches Transportband gegeben, das beheizt und mit einer Hochspannungsquelle verbunden ist. An diesem Transportband werden entweder ein zweites Band,, welches beschichtet werden soll und geerdet ist, oder Werkstücke die auf einem weiteren Transportband fixiert sind, vorbeigeführt, wobei dieses Transportband an einer geerdeten Platte vorbeiläuft, solange die Werkstücke erhitzt sind.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

Fig.1 zeigt im Schnitt einer Anlage zum Beschichten eines kontinuierlichen Bandes»

Fig. 2 zeigt ebenfalls im Schnitt eine analoge Einrichtung zum Überziehen von Werkstücken_s die auf einem Transportband fixiert sind.

In Fig« 1 wird das metallische Lauf- oder Transportband 1 von 2 Walzen 2 und 2⁸ angetrieben, von denen eine mit einer Hochspannungsquelle (H„T„) verbunden ist. Das Me= tallband 3„ welches beschichtet werden soll, läuft von der Walze 5 parallel zum Transportband 1„ Die aufnehmende Walze 5 ist geerdete Aus dem Fülltrichter 6 mit gleichem Potential wie das Laufband 1 fällt Polypropylen-Granulat auf dieses Band 1„ Eine Heizvorrichtung 7₅ die in Laufrichtung des Bandes auf den Fülltrichter 6 folgt,, er-

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wärrat bzw. erhitzt die Polypropylenschicht auf mehr •als 180⁰C. Das Polypropylen bildet eine flüssige viskose Schicht 8, die vom Band 1 in Pfeilrichtung mitgenommen wird. Der Potentialunterschied zwischen Transportband 1 und zu beschichtendem Band 3 erzeugt ein elektrostatisches Feld, unter dessen Einwirkung der Kunststoff aus der flüssigen Schicht 8 auf das zu beschichtende Band 3 gelangt, das seinerseits auf höchstens 180⁰G erhitzt wird mit Hilfe der Heizvorrichtung 9. Der Kunststoff bildet einen flüssigen kontinuierlichen Film 10, der am Metallband 3 haftet. Dieser Film wird dann schnell abgekühlt, beispielsweise mit einem Kaltluftgebläse 11 und verfestigt sich, bevor er zusammen mit dem Band 3 auf die Walze 5 aufgewickelt wird. Zur Erzeugung des dielektrischen Feldes selbst wird eine Leistung von einigen Watt benötigt.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Einrichtung zum Überziehen oder Beschichten von einzelnen Formkörpern oder Werkstücken.

Ein feines Polypropylenpulver 12 fällt aus einem Fülltrichter 13 auf das metallische Transportband 14, das mit einer Hochspannungsquelle (H.T.) verbunden ist. Dieses mit Polypropylenpulver bedeckte Transportband läuft an einer Heizvorrichtung 15 vorbei; in diesem Bereich erweicht das Polypropylenpulver 12 und schmilzt bei etwa 180⁰C. Gegenüberliegend und oberhalb des Transportbandes 14 läuft ein zweites Band 16, an welchem Werkstücke 17 befestigt sind. Die einander gegenüberliegenden Seiten der Transportbänder laufen in entgegengesetzter Richtung, wie in Figur 2 angegeben. Gegenüber der Heizvorrichtung 15 laufen die Werkstücke 17 an einer Heizvorrichtung 18 vorbei,

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die sie ebenfalls auf eine Temperatur von 180⁰C bringt. Hinter der Heizvorrichtung 18 befindet sich eine Platte 19, die geerdet ist. Das elektrisch aufgeladene flüssige Polypropylen wird auf diese Weise von der Platte 19 angezogen und gelangt auf die Werkstücke 17, die von einer gleichmäßig starken flüssigen Schicht überzogen werden, Die Werkstücke 17 v/erden dann vor einer Abkühl einrichtung 20 vorbeigeführt, beispielsweise vor einem Kaltluftgebläse, v/o sich das Polypropylen verfestigt. Die mit einer Polypropylenschicht überzogenen Werkstücke 17 werden dann abgenommen und mit einer Transporteinrichtung 21 entfernt.

Dieses Verfahren läßt sich noch auf verschiedene Weise abwandeln. Das Transportband 14 für das Polypropylen ist nicht notwendigerweise ein .massives Transportband. Es kann auch ein Drahtnetz oder eine Kette aus kreuz und quer verlaufenden Stäben verwendet werden. Man kann das Kunststoffgr"anulat mit statischer Elektrizität aufladen und auf diese Weise seine Haftung an dem Transportband 1 oder 14 oder an dem Drahtnetz verbessern.

Das aufnehmende Band 3 braucht nicht eben bzw. flach zu sein, es kann auch durch Tiefziehen erzeugte Vertiefungen aufweisen, die nach dem Beschichten ausgeschnitten und zu kleinen Schiffchen oder anderen Gegenständen verformt werden können. Die Stärke der Schutzschicht aus Polypropylen beträgt allgemein 50 /um. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch gut zum Beschichten von Metallbehältern, die für Lebensmittel bestimmt sind.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Überzuges mittels Spritzen von Teilchen eines dielektrischen flüssigen Kunststoffes unter der Einwirkung eines elektrostatischen Feldes dadurch gekennzeichnet daß man, bevor das aufgespritzte Material sich verfestigt, die zu überziehende Fläche auf mindestens die Temperatur erwärmt, bei v/elcher der Kunststoff flüssig ist und abkühlt, nachdem man das Ganze aus dem elektrostatischen Feld entfernt hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines dünnen und zusammenhängenden Überzugs, dadurch g e k e η η ζ e i chne t , daß man die Fläche, die beschichtet werden soll, in dem Bereich, in welchem der Kunststoff elektrostatisch aufgespritzt wird, auf eine Temperatur bringt, die zumindest gleich ist der Temperatur bei welcher der Kunststoff flüssig ist und dann abkühlt, sobald die Fläche nicht mehr dem elektrischen Feld ausgesetzt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich net, daß der Kunststoff-Überzug kontinuierlich aufgebracht wird, indem der Kunststoff auf einem metallischen Transportband,das mit einer Hochspannungsquelle verbunden

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ORIGINAL INSPECTED

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ist, auf Schmelztemperatur erhitzt und an der Fläche vorbeigeführt wird, welche beschichtet werden soll und zuvor erhitzt worden und geerdet ist und infolgedessen ein Potential 0 aufweist, v/o rauf man zur schnellen Verfestigung des entstandenen flüssigen Überzugs die Fläche abkühlt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet , daß man als mit der Hochspannungsquelle verbundene Transportband ein durchborchenes Band, beispielsweise ein Drahtnetz verwendet.

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