DE934393C

DE934393C - Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen, Anstrichen usw.

Info

Publication number: DE934393C
Application number: DEK5429D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kuerth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-11-28
Filing date: 1942-11-28
Publication date: 1955-10-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Uberzügen, Anstrichen usw Es ist bekannt, chemische Mittel zur Vergrößerung der Affinität zwischen zu schützender Oberfläche und Anstrichen, Überzügen u. dgl. zu verwenden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß auf der zu deckenden Oberfläche Dispersionen und nach Überschreitung der Schwellwerte Koagulationen erzeugt werden.
Die bekannten Mittel zur Erzeugung von Dispersionen und Koagulationen bestehen in Schwingungen jedweder Art: mechanischen, . akustischen (Schall und Überschall) oder elektrischen. Beispielsweise hat man diese bereits verwendet, um die Bestandteile eines Oxydüberzuges für Glühkathoden in Form einer Aufschwemmung oder Emulsion durch Ultraschallwellen zu mischen.
Durch die Erfindung wurde erkannt, daß eine wesentliche Beschleunigung und Intensivierung des Verfahrens zur Herstellung von Überzügen, Anstrichen usw. auf Flächen erreicht werden kann, wenn erfindungsgemäß der zu überziehende Körper und der Überzug mehreren Feldern verschiedener Art oder unter Phasenverschiebung ausgesetzt werden. Durch die Schwingungen gelangen die Oberfläche und die zur Deckung bestimmte Masse in gegeneinander gerichtete Bewegung und arbeiten sich so ineinander ein. Dies bedeutet in den meisten Fällen, daß die Schwingungszahlen der gegeneinander arbeitenden Stoffe verschieden sein müssen.
Frequenzen und Intensitäten, sowie Amplituden richten sich nach den Schwingungszahlen, den Schall- und Ultraschallgeschwindigkeiten, sowie den chemischen Werten der zu überziehenden Stoffe und der anzuwendenden Schutzmittel.
Es können sowohl niederfrequente mechanische Schwingungen als auch hochfrequente akustische Schwingungen angewendet werden. Dies bedeutet z. B. Körperschall niedrigster Frequenz bis herauf zu Ultraschall, z. B. von 800 oder mehr kHz. Neben der Eigenschwingungszahl der Stoffe ist bestimmend auch die Viskosität der Anstrich- oder Deckmittel.
Bestimmend ist ferner die Art der Feinverteilung oder Feinstzerteilung der im Anstrichmittel suspendierten Chemikalien. Der Grad z. B. der Emulgierung im Lack, der Farbe ist wesentlich.
Bei den in kolloidalem Zustandvorliegenden Anstrich-und Schutzstoffen können auch elektrische Wechselfelder den nach der Erfindung zu erreichenden Zweck erzielen. Dies erklärt sich dadurch, daß elektrische Felder stets von magnetischen begleitet sind und Polarisationen und Dipolmomente hervorrufen. Beim Erreichen von Schwellwerten finden Umpolungen-und Umkehrungen statt, die die bis dahin verursachten Koagulationen aufheben und die Dispergierung einleiten. Nach deren Erscheinen treten wiederum Koagulationen auf. Es ist also im elektrischen Wechselfeld das gleiche zu beobachten wie im geeigneten mechanischen Feld oder unter akustischen Einflüssen. Auch bei Anwendung elektrischer Wechselfelder ist die Wahl der Frequenz abhängig von der Art der Suspensionen, Kolloide oder Emulsionen, die verwendet werden. Hochfrequente elektrische Wechselfelder, wie diejenigen zwischen den Kondensatorelektroden von Kurzwellenapparaten, kommen bei Teilchengrößen in Ultramikrogrenzen in Frage. Dies erklärt sich daraus, daß die Schwingungsmittelpunkte der Masseteile in geringerem Abstande liegen und die Massen geringste Werte aufweisen. Bei elektrischen Kurzwellen von z. B. 30 MHz (entsprechend 10 m) habe ich beobachtet, daß Suspensionen eine äußerst feine Verteilung auf Metall erfahren und daß auch die Haftfestigkeit stark zunimmt.
Offenbar wirkt bei den elektrischen Wellen des elektromagnetischen Frequenzspektrums (Kurzwellen, Ultrakurzwellen, langen Wellen oder kommerziellen Wellen) der Skineffekt insofern besonders günstig, als an den »Spitzen, Unebenheiten, Graten und Kapillaröffnungen« wie sie an jeder Oberfläche auch bei feinster Bearbeitung noch vorhanden sind, xVerdichtungen« der elektrischen Energie stattfinden.
Diese führen zu den bekannten, im Falle der Erfindung unsichtbaren Entladungen. Die Folge ist an jenen Stellen eine Dispergierung und die rasch darauf folgende Koagulierung.
Bei allen Schwingungen treten Rotationen auf, die zusätzlich die Annäherung und das Ineinanderarbeiten der Oberflächenpartikel und der Deckflächenpartikel begünstigen.
Es ist erklärlich, daß die Dispergierung, mithin die Zerstreuung unmittelbar auf dem zu überziehenden, dem anzustreichenden Stoff einen erheblichen Effekt hat. Denn vergleichsweise läßt sich jeder Quadratzentimeter einer Fläche von I00 cm2 besser mit kleinen Papierstücken bekleben, wenn die Fläche gewellt oder sonstwie uneben ist, als mit einer großen einheitlichen Papierfläche von 100 cm2.
Werden die Einzelteile durch nachfolgende Koagulation wieder in einen physikalisch-chemischen Zusammenhalt gebracht, so entsteht eine einheitliche, durch van-der-Waalssche Kräfte gebundene Decke.
Der obengebrachte Vergleich läßt sich auch hierauf anwenden: Wenn man die 100 einzelnen Papierstücke von je I cm2 an den Rändern wieder verkleben und dabei ohne Lösung von der Grundfläche aneinander heranziehen würde, so wäre das Bild vorhanden, daß die Koagulation im Rahmen der Erfindung bietet.
Man kann den Dispergierun.gs- und den Koagulierungseffekt in aufeinanderfolgender physikalischer Kette wiederholen. Die Umkehrung erfolgt an den Punkten, wo die Schwellwerte erreicht werden.
Vorteilhaft ist auch die durch die Schwingungen und insbesondere die hochfrequenten akustischen und kurzwelligen elektrischen Schwingungen sich gleichzeitig ergebende Erwärmung. Sie bewirkt eine Minderung der Zähigkeit. Im obengebrachten Bild bedeutet das eine Möglichkeit, die 100 einzelnen Blättchen von je 1 cm2 dehnbar zur gegenseitigen Berührung und lückeniosen Deckung-auf der Grundfläche von 100 cm2 zu bringen.
Die Erfindung kann angewendet werden für alle mechanischen, chemischen, elektrochemischen, physikalischen, elektrolytischen Verfahren zumSchutz gegen Korrosionen, auf alle sonstigen Anstrich- und aber zùgsverfahren, bei Emaillierungen, Gummierungen, bei Glasurüberzügen, kurz in allen Fällen, wo Oberflächen mit einer oder mit mehreren Schutz- oder Zierschichten versehen werden sollen.
Es kommen also in Frage unter anderem die chemische Versilberung, das Aufdampfen durch Kathodenzerstäubung, die Galvanotechnik, die Phosphatierung, die Kunstharzlacktechnik, die Kautschuklacktechnik.
Vorstehend sind Beispiele genannt worden mit verschieden stark magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln in den Überzügen. Bekanntlich sind alle Stoffe mehr oder weniger magnetisch oder magnetisierbar. Dies gilt auch für die zu überziehenden Moleküle der Oberflächen. In gegebenen Fällen können daher auch magnetische Wechselfelder benutzt werden.
Durch die magnetischen Wechselfelder können auch Körperschwingungen, also mechanische und akustische Schwingungen ausgelöst werden, insbesondere Körperschall. Dieser ist vorteilhaft, weil er geringe Amplituden zur Folge hat und so auf keinen Fall das Ablösen der Deck- oder Schutzschicht bewirkt.
Der-zu überziehende Körper hat oft eine andere Schwingungszahl als z. B. der kolloide, für den Überzug bestimmte Kunstharzlack. In diesen Fällen können verschiedene Frequenzen einer Schwingungsart oder verschiedene Frequenzen verschiedener Schwingungsarten gleichzeitig angewandt werden.
An Stelle dieser Überlagerung von Schwingungen ist auch die rasche Aufeinanderfolge in wechselnden Frequenzen oder wechselnden Schwingungsarten im Rahmen der Erfindung gegeben.
Die Übertragung der Schwingungen z. B. auf die flüssigen, für den Überzug bestimmten Massen und auf die zu überziehenden Körper erfolgt zweckmäßig im Tauchverfahren. Die Schwingungen werden auf die Flüssigkeit übertragen und von hier auf die Körper.
Es kann aber auch so gearbeitet werden, daß die Schwingungen auf die Körper übergeleitet und von diesen auf die Flüssigkeit übertragen werden.
Schließlich ist es möglich, die Körper und die Flüssigkeit zu beaufschlagen. In diesem Falle wird am besten mit einer Phasenverschiebung gearbeitet.
Beim Aufbringen von Anstrichen, bei Lackierungen usw. wird am besten der Körper erregt. Bei insbesondere maschinellen Anstrichverfahren (Spritzverfahren, Lackfließverfahren usw.) kann die Erregung auch über die auf den Körper gebrachte flüssige oder halbflüssige Masse erfolgen, ferner über die angewendete Maschine.
Blechtafeln u. dgl., auch Hohlkörper, Bänder, Träger usw. können durch bloße Berührung mit dem Schwingungserreger in kleinen Amplituden erregt werden.
Wesentlich ist auch die Richtung der Schwingungsausbreitung. Die Richtung soll möglichst so sein, daß sich die Schwingungen längs der Oberflächen ausbreiten.
Die Verfahren können unter Überdruck und Unterdruck angewendet werden. Überdruck fördert die Geschwindigkeit mechanischer und akustischer Schallwellen. Unterdruck fördert die Koagulation innerhalb der Überzüge und Deckschichten.
Überdruck und Unterdruck können auch pulsierend angewandt werden.
Um die Dispersionen zu begünstigen, können erhöhte Temperaturen benutzt werden. Temperaturabnahme fördert die Koagulation insbesondere gegen Ende der Verfahren.
Auch bei elektrochemischen und elektrophysikalischen Verfahren zur Aufbringung von Überzügen sind die Verfahren nach der Erfindung anwendbar. Hierdurch werden gleichmäßige Überzüge erzielt. Nebenher wird noch der Vorteil beschleunigter Gas ab führung erreicht.
Bei der Wanderung der Ionen bei elektrophysikalischen Verfahren ist die Dispersion anfänglich nicht zu erkennen. Sie wird erst sichtbar bei zunehmender Dichte der Überzüge. Dies gilt auch z. B. bei Anwendung von Ultraschall auf Suspensionen. Man erkennt stellenweise Ballungen, die sich bei Fortsetzung der Zufuhr von Schwingungsenergie auflösen, später aber wieder auftreten.
Die Dauer der Schwingungsanwendung richtet sich nach der Art der Oberflächen und nach den Eigenschaften der darauf aufzubringenden Stoffe.
Nach dem Verfestigen einer Schicht können mehrere andere darauf aufgebracht werden. Bei Herstellung von Kautschuküberzügen zeigt sich, daß diese besonders gleichmäßig werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß an den Stellen, wo aus irgendeinem Grunde eine geringere oder keine Schicht entstanden war, die zweite Schicht dicker ausfällt. Offenbar ist das darauf zurückzuführen, daß die Schwingungsdämpfung an der weniger überdeckten Stelle geringer und infolgedessen die Ansatzmöglichkeit größer geworden ist.
Kunstharzlacke auf Eisen (Schallgeschwindigkeit 5I30 mls bei 20°) und auf Aluminium (Schallgeschwindigkeit 5Io4 m/s bei 20°) ergeben bei Behandlung mit Kurzwellen von 10 m Länge eine ausgesprochene Gleichmäßigkeit und Lückenlosigkeit.
Dabei sind Poren und Unebenheiten fest und dicht ausgefüllt. Dies bedeutet, daß von vornherein eine grundlegende Gleichmäßigkeit erreicht werden kann, die maßgebend ist für die Dauerfestigkeit des Überzuges.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Überzügen, Anstrichen usw., wobei der zu überziehende Körper und der Überzug mechanischen oder elektrischen Schwingungsfeldern ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Körper und das Überzugsmittel mehrere Schwingungsfelder verschiedener Art oder unter Phasenverschiebung einwirken. einwirken.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingungsfelder verschiedener Frequenzen auf den Körper und das Überzugsmittel einwirken.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingungsfelder wechselnder Frequenz einwirken.
4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingungsfelder verschiedener Art im Wechsel angewendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingungsfelder verschiedener Intensität angewendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen mittels der Anstrichmaschine u. dgl. auf die Körper oder das Überzugsmittel übertragen werden.
7. Verfahren nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen längs der Oberflächen verlaufen.
8. Verfahren nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es bei wechselndem Druck ausgeübt wird.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 645 385, 719 461, 725 720; Pfanhauser, »Galvanotechnik« I94I, S.72.