DE2848783A1

DE2848783A1 - Verfahren zum herstellen eines fehlerfreien elektrisch isolierenden grundueberzuges auf einer elektrisch leitenden unterlage, insbesondere zum ausbessern von fehlerhaften flaechenbereichen

Info

Publication number: DE2848783A1
Application number: DE19782848783
Authority: DE
Inventors: Kenneth W Rarey
Original assignee: Continental Group Inc
Current assignee: Continental Group Inc
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1979-06-07
Also published as: ATA861178A; US4218493A; JPS5480346A; GB2008976A; JPS6214346B2; AU4166978A; DE2848783C2; FR2410557A1; CA1118296A; AU524368B2; ES475584A1; GB2008976B

Description

Γ PATENTANVvÄLTE ««,«π«. Π

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

The Continental Group, Inc. 633 Third Avenue, New York 17, N.Y./USA

"Verfahren zum Herstellen eines fehlerfreien elektrisch isolierenden Grundüberzuges auf einer elektrisch leitenden Unterlage, insb. zum Ausbessern von fehlerhaften Flächenbereichen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Das neue Verfahren läßt sich besonders mit Vorteil einsetzen bei der Herstellung von fehlerfreien Überzügen auf metallenen Unterlagen, insb. Behältereinheiten.

Bei vielen Überzugsanwendungen von leitenden Unterlagen werden meistens zwei kontinuierliche Überzüge auf die Unterlage aufgebracht, um eine relativ komplette Abdeckung der Unterlage sicherzustellen. Jeder Überzug zeigt in sich fehlerhafte Bereiche, wie nadeiförmige Löcher oder dgl. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit gering, daß die fehlerhaften Bereiche des einen Überzuges allgemein in Fluchtung gelangen mit den fehlerhaften Bereichen des anderen Überzuges. Daher wird mit zwei Überzügen eine annähernd

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gute Abdeckung sichergestellt. Es bestehen jedoch zwei wesentliche Nachteile mit dieser Methode des Herstellens von fehlerfreien Überzügen auf leitfähigen Unterlagen, insb. bei der Herstellung von Deckeln für Behältereinheiten. Bei dem Versuch, die Menge an benötigtem Material zu vermindern, werden zwei dünne Überzüge auf die Deckeleinheit aufgebracht. Dies führt jedoch häufig zu fehlerhaften Stellen, insb. feinen Löchern. In anderen Situationen bei denen eine Schicht aufgebracht wird, die dick genug ist, um fehlerhafte Stellen normalerweise zu vermeiden, zeigt andere Nachteile, insb. Bereiche mit Laufspuren für das Überzugsmaterial, Schleierbildung oder Porösität.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung,diese Nachteile zu vermeiden und auf einfache Weise und unter Einsatz von geringst möglicher Materialmenge einen Überzug zu erzeugen, der fehlerfrei ist, wobei insb. eine Vereinfachung des Verfahrens dadurch erreicht wird, daß bei Aufbringung des Grundüberzuges durchaus das Auftreten von fehlerhaften Bereichen in Kauf genommen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dem neuen Verfahren lassen sich auf einfache Weise die fehlerhaften Bereiche des Grundüberzuges, wie nadeiförmige Löcher, Einschlüsse von Fremdkörpern, dünne Flecke in dünnen Überzügen auf leitfähigen Unterlagen oder Deckeleinheiten durch

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selektive Anwendung des Uberzugsmaterials ausbessern, wobei ein akzeptabler Überzug mit einem Minimum an Menge des Überzugmaterials erreicht wird. Ein gleichförmiges Überziehen verhindert gleichzeitig das Ausflocken oder Abschälen des Überzuges, wie dies häufig bei Anwendungen des Überzugmaterials bisheriger Art üblich war.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen;

Fig. 1 in schematischer Darstellung verschiedene Stufen bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 in einem Ausschnitt eine Schnittdarstellung durch eine leitfähige Unterlage oder Basis, die beschichtet werden kann.

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich dem nach Fig. 2 durch die Unterlage nach Fig. 2 mit einer fehlerhaften Schicht aus einem Grundüberzug.

Fig. 4 die Aufladung der Anordnung nach Fig. 3.

Fig. 5 in größerem Maßstabe die Aufbringung der geladenen Teilchen des Ausbesserungsmaterials im Bereich der fehler-909823/0 5 79

- 7 haften Stellen des Überzuges und

Fig. 6 im Maßstab ähnlich wie Fig. 5 die Unterlage mit der ausgebesserten Schicht des Grundüberzugmaterials.

Eine leitfähige Basis oder Unterlage 10 wird entlang eines nicht dargestellten Weges zu einer Aufbringungszone gefördert, wo mittels z.B. einer Rolle 11 oder anderer üblicher Einrichtungen eine Lackschicht aus einem organischen isolierenden Material auf die leitfähige Unterlage 10 aufgebracht wird. Dadurch erhält man einen elektrisch isolierenden Grundüberzug 12, der fehlerhafte Flächenbereiche 13 oder Unvollkommenheiten zeigt, die in dem Überzug ausgebildet sind. Den Überzug läßt man trocknen. Die leitfähige Unterlage 10 mit dem getrockneten Grundüberzug und den genannten fehlerhaften Bereichen 13 wird dann entlang einer Koronaentladungseinrichtung S bewegt, wobei eine Koronaentladung eine elektrostatische Emission erzeugt, durch die die Überzugslage 12 mit einer Ladung von vorgegebener Polarität aufgeladen wird. Wenn die leitfähige Grundlage oder Unterlage 10 an der Koronaentladungseinrichtung S vorbei befördert wurde, wird die leitfähige Unterlage 10 entsprechend am Punkt G2 geerdet, um die leitfähige Unterlage von der Koronaemission möglichst unbeeinflußt zu lassen.

Nach gleichförmiger elektrostatischer Aufladung des Grundüberzuges 12 wird die leitfähige Basis 10 weiter zu einer Ausbesserungsstation 14 befördert. In dieser werden elektro-

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statisch aufgeladene Ausbesserungsteilchen auf den Grundüberzug 12 aufgebracht, wobei die fehlerhaften Bereiche 13 ausgebessert werden. Die Ladung auf den Ausbesserungsteilchen ist die gleiche wie die auf der geladenen Grundschicht 12. Die leitfähige Basis 10 mit der reparierten Grundschicht 12 werden dann einer Aushärtestation 15 zugeleitet, die als Erhitzungsstation oder in anderer Weise ausgebildet sein kann, wobei die reparierte Grundschicht 12 ausgehärtet wird.

Es wird nunmehr auf die Figuren 2 bis 6 Bezug genommen. In diesen ist eine leitfähige Unterlage 10 mit relativ guten elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften gezeigt (Fig. 2). In Fig. 3 ist ein erstaufgebrachter Überzug auf eine Oberfläche der leitfähigen Grundlage 10 aufgebracht. Man erhält somit einen Grundüberzug 12, der auf der Basis getrocknet wird. Der Grundüberzug 12 kann elektrisch leitfähige Eigenschaften haben, sofern diese schlechter sind als die leitfähigkeit der Unterlage 10. Normalerweise kann der Grundüberzug als elektrischer Isolator betrachtet werden. Der trockene Grundüberzug 12 zeigt gleichförmige intakte Bereiche 16 sowie fehlerhafte Bereiche 13·^; Die fehlerhaften Bereiche 13 können nadeiförmige Löcher oder kleine Flecken oder dgl. sein. Die fehlerhaften Bereiche 13 sind für die Herstellung von Behältereinheiten nicht akzeptabel, da die fehlerhaften Bereiche 13 dazu führen können, daß die Oberfläche des leitfähigen Grundteils 10 den Inhalt einer Behältereinheit verunreinigt. Die fehlerhaften Bereiche 13 benötigen somit eine Ausbesserung. Das Verfahren gemäß der Er-

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findung gestattet die selektive Aufbringung eines Ausbeserungsmaterials-zum Ausbessern der fehlerhaften Bereiche 13.

Beim Ausbessern der fehlerhaften Bereiche 13 wird eine nicht perfekte Grundüberzugschicht 12 elektrisch aufgeladen, indem die Schicht der Einwirkung von Ionen ausgesetzt wird, die in einer unipolaren Koronaentladungseinrichtung S erzeugt werden. Der Grundüberzug 12 wird im dargestellten Beispiel auf eine negative Polarität aufgeladen, während die Unterlage 10 bei G2 geerdet wird. Dadurch wird die Unterlage 10 wenigstens auf einem Potential von geringerem Ausmaß negativer Polarität aufgeladen im Vergleich zu der negativ aufgeladenen Grundschicht Dort wo die negativ aufgeladene Grundschicht 12 eine gleichförmige Dicke und Zusammensetzung aufweist, wie dies bei 16 der Fall ist, besteht ein elektrisches Feld aufgrund der Ladung hauptsächlich innerhalb des Grundüberzuges 12 im Bereich der gleichförmigen Abschnitte 16. Wo die negativ aufgeladene Grundschicht 12 fehlerhafte Bereiche 13 zeigt, beeinflussen die fehlerhaften Bereiche durch die elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften der leitfähigen Basis 10 und der negativen Aufladung des Grundüberzuges 12 das elektrische Feld, wodurch ein Streufeldeffekt über den fehlerhaften Bereichen 13 entsteht.

In Fig. 5 ist das Ausbessern der fehlerhaften Bereiche 13 durch Bombardieren der negativ aufgeladenen Grundschicht 12 mit einem elektrisch aufgeladenen Ausbesserungsmaterial 17 gezeigt, welche eine Ladung negativer Polarität tragen, nämlich die

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gleiche, wie die negativ aufgeladene Grundschicht 12.

Obwohl nicht speziell dargestellt ist, kann die Ladung auf dem Grundüberzug 12 auch eine positive Polarität aufweisen, in welchem Fall die elektrisch aufgeladenen Ausbesserungsteilchen 17 ebenfalls eine Ladung der gleichen Polarität, also positive Polarität, tragen, wie die, nach den Anforderungen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.

Der Streufeldeffekt, der den fehlerhaften Bereichen 13 zugeordnet ist, ergibt sich aus der negativen Ladung der Grundschicht 12, welche die Anziehung der negativ geladenen Ausbesserungsteilchen 17 zum Ausfüllen der fehlherhaften Bereiche 13 beeinflussen. Der Einfluß des Streufeldeffektes wird vermindert, wenn die negativ geladenen Ausbesserungsteilchen 17 die fehlerhaften Bereiche 13 ausfüllen. Wenn einmal die fehlerhaften Bereiche 13 repariert worden oder ausgebessert worden sind, wirkt die negativ geladene gleichförmige Grundschicht 12 dahingehend, daß die negativ geladenen Ausbesserungsteilchen 17 zurückgestoßen werden, wodurch eine gleichförmige dünne Grundlage 12 gemäß Fig. 6 erzeugt wird.

Das Ausbesserungsmaterial 17 kann auf den Grundüberzug 12 in verschiedenen Formen aufgebracht werden, die nachfolgend diskutiert werden. Beispielsweise können fein unterteilte Feststoffpartikelchen auf den Grundüberzug 12 in Luft aufgesprüht

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werden. Die Teilchen können aber auch in einer nicht leitenden Flüssigkeit, z.B. Kerosin, eingebracht werden, in welche Flüssigkeit der Grundüberzug 12 eingetaucht wird. Die Teilchen können auch mit relativ grobem körnigen. Material gemischt und diese Mischung kaskadenförmig über den Grundüberzug 12 herab geleitet werden. In ähnlicher Weise können Flüssigkeitströpfchen auf den Grundüberzug 12 in Luft aufgesprüht oder in eine nicht leitende Flüssigkeit zur Bildung einer Emulsion eingebracht werden.

Die Feststoffteilchen oder Flüssigkeitströpfchen werden in Luft versprüht, wobei sie elektrisch durch Aussetzen der Einwirkung von Ionen aufgeladen werden können, die von einer unipolaren Koronaentladungselektrode ausgehen. Diese kann ähnlich dem Koronaentladungselement S sein. Venn die Partikelchen oder Tröpfchen in einer Flüssigkeit verteilt sind, können die Zusammensetzung einer Flüssigkeit und die Zusammensetzung eines Ausbesserungsmaterials so ausgewählt werden, daß eine unipolare Aufladung des Ausbesserungsmaterials allein durch die Auswahl gewährleistet wird.

Eine Besonderheit des neuen Verfahrens besteht darin, daß das Ausbesserungsmaterial in Teilchenform oder in Tropfenform auf die elektrisch geladene Grundschicht 12 in einer Weise aufgebracht werden kann, daß die sich aus dem Streufeld ergebende elektrostatische Anziehung im hohen Maße das Verhalten der aufgeladenen Teilchen oder Tröpfchen beeinflußt. Wenn feste

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Partikelchen pneumatisch auf die aufgeladene Grundschicht 12 aufgesprüht werden, sollten die elektrostatischen Kräfte wenigstens ebenso groß wie die pneumatischen oder Schwerkraftskräfte sein, die auf die Partikelchen einwirken.

Idealerweise sollten die elektrostatischen Kräfte das Verhalten der Partikelchen dominierend bestimmen. In ähnlicher Weise sollte dann, wenn das Ausbesserungsmaterial in eine Flüssigkeit eingegeben ist, die Grundschicht 12 in die Flüssigkeit eingetaucht werden oder die Flüssigkeit über die Grundschicht 12 geschwemmt werden, und zwar in ausreichend vorsichtiger Weise, so'daß die elektrostatischen Kräfte von nennenswertem Einfluß sind.

Bei der Anwendung von thermoplastischen Feststoffteilchen können die Teilchen festhaftend festgelegt werden durch Erhitzen oberhalb der Schmelztemperatur oder indem man sie einem Dampf von einem geeigneten Lösungsmittel aussetzt. Wenn thermohärtende Feststoffteilchen verwendet werden kann das Ausfließen, Haften und die Querverkettung ebenfalls durch Erhitzen erreicht werden. Es kann auch wünschenswert sein, ein flüssiges tröpfchenförmiges Ausbesserungsmaterial zu verwenden. Dabei kann die Grundschicht 12_a die ausgebessert werden soll, zum Trocknen und zum Quervernetzen des Ausbesserungsmaterials erhitzt werden. Es ist aber auch möglich, Tröpfchen einer Ausbesserungsflüssigkeit zu verwenden, welches Ausbesserungsmaterial dann in eine haftende Feststoffschicht durch Aussetzen

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einer ionisierenden Strahlung, z.B, ultraviolettem Licht oder einem Elektronenstrahl, überführt wird.

Um die üblichen Arten von Fehlstellen in einem Überzug ausbessern zu können, kann das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden, um die freiliegende leitfähige Oberfläche einer Unterlage 10 zu überziehen, und zwar wenn diese Flächen relativ große Ausdehnung haben. Solange wenigstens eine Dimension der fehlerhaften leitfähigen freiliegenden Flächenbereiche der Unterlage 10 ausreichend klein ist im Vergleich zu den Abmessungen des intakten Überzuges 12, sodaß ein ausreichend intensives Streufeld auftritt, läßt sich das Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft zum selektiven Aufbringen eines Ausbesserungsüberzuges auf die fehlerhaften Stellen 13 anwenden.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

* Verfahren zum Ausbessern von fehlerhaften Flächenbereichen eines elektrisch isolierenden Grundüberzuges auf einer elektrisch leitenden Unterlage, insb. im Rahmen der Herstellung eines gleichförmigen und fehlerfreien Überzuges auf der Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Grundüberzug überall mit einer Ladung von vorbestimmter Polarität aufgeladen und die Unterlage gleichzeitig wenigstens auf einem Ladungszustand geringerer Ladung von der gleichen Polarität gehalten wird der Art, daß die fehlerhaften Flächenbereiche des aufgeladenen Grundüberzuges eine Streufeldwirkung zeigen, daß man dann ein Ausbesserungsmaterial elektrostatisch mit einer Ladung der gleichen Polarität wie der des Grundüberzuges auflädt und dieses Material gleichförmig auf den Grundüberzug und dessen fehlerhaften Flächenbereiche aufbringt der Art, daß das Aufbringungsmaterial, das auf intakte Bereiche des Grundüberzuges gerichtet ist, abgestoßen und nahe den fehlerhaften Flächenbereichen das Ausbesserungsmaterial bis zum Erreichen einer gleichförmigen Schichtdicke auch an den fehlerhaften Bereichen im Streufeld auf die fehlerhaften Flächenbereiche zu abgelenkt wird, und daß man schließlich das aufgebrachte Ausbesserungsmaterial aushärtet.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundüberzug und/oder das Ausbesserungsmaterial mittels Koronaentladungen elektrostatisch aufgeladen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Grundüberzuges so erfolgt, daß der aufgeladene Grundüberzug eine geringere elektrische Leitfähigkeit als die Unterlage behält.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbesserungsmaterial in Form von Feststoff partikelchen eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet, daß man die elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem aufgeladenen Ausbesserungsmaterial und den fehlerhaften Flächenbereichen mit wachsender Schichtdicke des niedergeschlagenen Ausbesserungsmaterials abnehmen läßt. ;
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennz eichnet, daß man die Unterlage auf Erdungspotential hält.

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7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß "bei Herstellen eines kontinuierlichen Überzuges der Grundüberzug auf die Unterlage auf elektrostatischem Wege aufgebracht wird.

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f/Mi