EP0998596A2 - Elektro-tauchbeschichtung - Google Patents

Elektro-tauchbeschichtung

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EP0998596A2
EP0998596A2 EP98941352A EP98941352A EP0998596A2 EP 0998596 A2 EP0998596 A2 EP 0998596A2 EP 98941352 A EP98941352 A EP 98941352A EP 98941352 A EP98941352 A EP 98941352A EP 0998596 A2 EP0998596 A2 EP 0998596A2
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EP
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coating
coated
dip
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electrically conductive
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Johannes Dahms
Eberhard Heinemann
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ITC Holding GmbH
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kugel-Strahltechnik GmbH
ITC Holding GmbH
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/22—Servicing or operating apparatus or multistep processes

Definitions

  • the invention is directed to a method for electro-immersion coating of electrically conductive elements, such as screws, nuts, washers or other small parts, the elements to be coated being positioned in, on or on a support element in a coating bath provided with at least one anode and cathode are.
  • Electro-immersion coating or lacquering is known in different procedures, it often being necessary to clean the metallic support elements after the treatment in such a way that an electrically conductive, active metallic surface is exposed again. This is associated with a number of disadvantages, in particular large amounts of electro-dip lacquer, which is to be regarded as a valuable substance, are wasted. Cleaning, which is generally to be carried out with solvent, is comparatively complex and expensive, in addition, if it is carried out encapsulated in relation to the environment, and is also time-consuming.
  • the object of the invention is therefore to provide a solution with which an electro-dip coating with anodes and cathodes or support elements can be carried out after an initial absorption of electro-dip lacquer can continue to be used without previous cleaning and without renewed absorption of electro-dip lacquer after the subsequent, repeated use.
  • this object is achieved according to the invention in that the anode in a cathodic electro-dip coating or the cathode in an anodic dip-coating is coated with a lacquer which has been baked after the coating and then activated and / or was coated with an electrically conductive varnish, which then hardens at room temperature.
  • the advantage of the present invention is that the anode and cathode are activated with dip coating in such a way that they are subsequently conductive for direct and alternating currents of different voltages.
  • the anode or cathode and / or the support element are coated with a cathodic or anodic dip lacquer with a voltage until no more current flows, then the lacquer is baked or cured at room temperature and subsequently the coating of the Objects is activated by applying a DC or AC voltage, with in another embodiment, it can be provided that the support element is coated with objects to be coated after the dip lacquer coating, introduced into the dip lacquer and exposed to some high current surges, in particular direct current surges, for activation during the coating of the objects.
  • Corrosion protection can also be provided according to the invention, such a method being characterized in one embodiment in that the anodes or cathodes are coated with a corrosion protection, for example a zinc dust paint, before the coating or the electro-dip coating and the subsequent activation of the coating. be coated.
  • a corrosion protection for example a zinc dust paint
  • the invention makes it possible, depending on the type of procedure, to operate the anodes or cathodes freely in the coating basin, ie outside of a dialysis cell. Nevertheless, the invention alternatively provides for the use of such a cell.
  • these elements can also be designed according to the invention as plastic elements provided with metal coatings before the electro-dip coating, which are then used in the method according to the invention.
  • a drum or a basket or a frame for hanging the articles to be coated can be used as supporting elements for bulk goods.
  • a coating tape can also be used which has been painted and activated according to the procedure according to the invention.
  • the supporting elements for the activation can expediently be provided with a very dense pack of electrically conductive objects, as is also provided by the invention in a further embodiment.
  • FIGS. 1 and 2 show a cathodic dip coating device and an anodic dip coating device in a highly simplified representation in FIGS. 1 and 2, with some coating parameters of the dip coating being reproduced following the description.
  • FIG. 1 shows an electrically conductive immersion basket 1 connected as a cathode with the material 6 to be coated shown as balls, the walls of the basin being equipped with anodes 3. It is possible, e.g. to apply a direct current of 20 V over a longer period of time, via a control device 5, high current surges, in the order of magnitude of 1,000 V, can be supplied to the basket 1 in order to activate the immersion lacquer layer deposited on the basket surface in such a way that it is used in subsequent treatment stages remains permanently electrically conductive, ie can act as a cathode. In the same way, the anodes 3 can be coated and the surfaces activated accordingly.
  • lacquer As an example of a lacquer used here Let us give an epoxy resin-amine-melamine resin combination that is pigmented and water-dilutable. Some of the ingredients are l-methoxy-2-propanol, 2-butoxy-ethanol and 2-dimethylamino-ethanol. This is a liquid black lacquer.

Description

"Elektro-Tauchbeschichtung"
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Elektro- Tauchbeschichtung von elektrisch leitenden Elementen, wie beispielsweise Schrauben, Muttern, Beilegscheiben oder anderen Kleinteilen, wobei die zu beschichtenden Elemente in, auf oder an einem Tragelement in einem mit wenigstens einer Anode und Kathode versehenen Beschichtungsbad positioniert sind.
Die Elektro-Tauchbeschichtung bzw. -lackierung ist in unterschiedlichen Verfahrensweisen bekannt, wobei man häufig die metallischen Tragelemente nach der Behandlung so reinigen muß, daß eine elektrisch leitende, aktive metallische Oberfläche wieder freigelegt wird. Hiermit sind eine Reihe von Nachteilen verbunden, insbesondere werden große Mengen von an sich als Wertstoff zu betrachtendem Elektro-Tauchlack vergeudet. Die in der Regel mit Lösungsmittel durchzuführende Reinigung ist insbesondere dann, wenn sie gegenüber der Umwelt gekapselt durchgeführt wird, vergleichsweise aufwendig und teuer und darüber hinaus zeitaufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lösung, mit der eine Elektro-Tauchbeschichtung mit Anoden und Kathoden bzw. Tragelementen durchgeführt werden kann, die nach einer ersten Aufnahme von Elektro-Tauchlack weiter eingesetzt werden können ohne vorangegangene Reinigung und ohne erneute Aufnahme von Elektro-Tauchlack nach der nachfolgenden, wiederholten Benutzung.
Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anode bei einer kathodischen Elektro-Tauchlackierung bzw. die Kathode bei einer anodischen Tauchlackierung mit einem Lack beschichtet werden, der nach der Beschichtung eingebrannt und anschließend aktiviert wurde und/oder mit einem elektrisch leitenden Lack beschichtet wurde, der anschließend bei Raumtemperatur aushärtet .
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Anode und Kathode mit Tauchlack derart aktiviert werden, daß sie nachfolgend gleichwohl leitfähig für Gleich- und Wechselströme unterschiedlicher Spannungen sind.
In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Anode bzw. Kathode und/oder das Tragelement mit einem kathodischen oder anodischen Tauchlack mit einer Spannung so lange beschichtet werden, bis kein Strom mehr fließt, anschließend der Lack eingebrannt oder bei Raumtemperatur ausgehärtet wird und nachfolgend die Beschichtung der Objekte durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung aktiviert wird, wobei in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein kann, daß das Tragelement nach der Tauchlackbeschichtung mit zu beschichtenden Objekten bestückt, in den Tauchlack eingebracht und während der Beschichtung der Objekte einigen hohen Stromstößen, insbesondere Gleichstromstößen, zur Aktivierung ausgesetzt wird.
Vorteilhaft ist es, wenn als Tauch- bzw. Beschichtungslacke solche mit elektrisch leitenden Anteilen, wie z.B. Graphitoder Metall-Anteilen, eingesetzt werden, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Ein Korrosionsschutz kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, wobei sich ein derartiges Verfahren in Ausgestaltung dadurch auszeichnet, daß die Anoden bzw. Kathoden vor der Lackierung bzw. der Elektro-Tauchbeschichtung und der nachfolgenden Aktivierung der Beschichtung vorab mit einem Korrosionsschutz, beispielsweise einer Zink-Staubfarbe, beschichtet werden.
Durch die Erfindung ist es möglich, die Anoden bzw. Kathoden je nach Art der Verfahrensweise frei im Beschichtungs- becken zu betreiben, d.h. außerhalb einer Dialysezelle, gleichwohl sieht die Erfindung alternativ auch den Einsatz einer solchen Zelle vor. Neben herkömmlichen bekannten metallischen Anoden bzw. Kathoden und auch metallischen Tragelementen können diese Elemente erfindungsgemäß auch als vor der Elektro-Tauchbeschichtung mit Metallüberzügen versehene Kunststoffelemente ausgebildet sein, die dann im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, die Beschichtung bei 20-500 V Gleichstrom und die Aktivierung mit Stromstößen von bis zu 1.000 V durchzuführen. Als Tragelemente für Schüttgut kann eine Trommel oder ein Korb eingesetzt werden oder auch ein Gestell zur Behängung mit den zu beschichtenden Artikeln.
Um eine kontinuierliche Bearbeitung zu ermöglichen, kann auch ein Beschichtungsband eingesetzt werden, welches nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise lackiert und aktiviert wurde.
Zweckmäßig können die Tragelemente für die Aktivierung mit einer sehr dichten Packung elektrisch leitender Objekte versehen werden, wie dies in weiterer Ausgestaltung die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung, die in den Fig. 1 und 2 in stark vereinfachter Darstellung eine kathodische Tauchlack-Einrichtung und eine anodische Tauchlack-Einrichtung zeigt, wobei im Anschluß der Beschreibung einige Lackparameter des Tauchlackes wiedergegeben sind.
In Fig. 1 ist ein als Kathode geschalteter elektrisch leitender Tauchkorb 1 mit dem als Kugeln dargestellten, zu beschichtenden Gut 6 dargestellt, wobei die Wände des Beckens mit Anoden 3 ausgerüstet sind. Über eine nur angedeutete Gleichstromquelle 4 ist es möglich, z.B. einen Gleichstrom von 20 V über eine längere Zeit anzulegen, über eine Regeleinrichtung 5 können hohe Stromstöße, etwa in der Größenordnung von 1.000 V, dem Korb 1 zugeführt werden, um die auf der Korboberfläche abgeschiedene Tauchlackschicht zu aktivieren, derart, daß sie in nachfolgenden Behandlungsstufen permanent elektrisch leitend verbleibt, d.h. als Kathode fungieren kann. In gleicher Weise können die Anoden 3 beschichtet und die Oberflächen entsprechend aktiviert werde .
In Fig. 2 sind bei gleichen sonstigen Gegebenheiten lediglich Anode und Kathode vertauscht, hier soll eine mit "ATL" abgekürzte anodische Tauchlackierung angedeutet sein.
Als Beispiel für einen hier zur Anwendung kommenden Lack sei eine Epoxidharz-Amin-Melaminharz-Kombination angegeben, die pigmentiert ist und wasserverdünnbar . Einige der Inhaltsstoffe sind dabei l-Methoxy-2-Propanol, 2-Butoxy-Etha- nol und 2-Dimethylamino-Ethanol . Hierbei handelt es sich um einen flüssigen schwarzen Lack.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Elektro-Tauchbeschichtung von elektrisch leitenden Elementen, wie beispielsweise Schrauben, Muttern, Beilegscheiben oder anderen Kleinteilen, wobei die zu beschichtenden Elemente in, auf oder an einem Tragelement in einem mit wenigstens einer Anode und Kathode versehenen Beschichtungsbad positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode bei einer kathodischen Elektro-Tauchlackie- rung bzw. die Kathode bei einer anodischen Tauchlackierung mit einem Lack beschichtet werden, der nach der Beschichtung eingebrannt und anschließend aktiviert wurde und/oder mit einem elektrisch leitenden Lack beschichtet wurde, der anschließend bei Raumtemperatur aushärtet .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode bzw. Kathode und/oder das Tragelement mit einem kathodischen oder anodischen Tauchlack mit einer Spannung so lange beschichtet werden, bis kein Strom mehr fließt, anschließend der Lack eingebrannt oder bei Raumtemperatur ausgehärtet wird und nachfolgend die Beschichtung der Objekte durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung aktiviert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement nach der Tauchlackbeschichtung mit zu beschichtenden Objekten bestückt, in den Tauchlack eingebracht und während der Beschichtung der Objekte einigen hohen Stromstößen, insbesondere Gleichstromstößen, zur Aktivierung ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Tauch- bzw. Beschichtungslacke solche mit elektrisch leitenden Anteilen, wie z.B. Graphit- oder Metall- Anteilen, eingesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden bzw. Kathoden vor der Lackierung bzw. der Elektro-Tauchbeschichtung und der nachfolgenden Aktivierung der Beschichtung vorab mit einem Korrosionsschutz, beispielsweise einer Zink-Staubfarbe, beschichtet werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden bzw. Kathoden innerhalb einer Dialysezelle bzw. frei in dem Beschichtungsbecken betrieben werden.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anoden bzw. Kathoden und/oder Tragelemente vor der Elektro-Tauchbeschichtung mit Metallüberzügen versehene Kunststoffelemente eingesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung bei 20-500 V Gleichstrom und die Aktivierung mit Stromstößen von bis zu 1.000 V durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragelemente für Schüttgut eine Trommel oder ein Korb eingesetzt wird oder ein Gestell zur Behängung mit zu beschichtenden Artikeln.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen Bearbeitung ein Beschichtungsband eingesetzt wird, welches einer Eigenbeschichtung mit Lack, dem Einbrennen und einer nachfolgenden Aktivierung mittels Stromstößen hoher Gleichstromspannung unterworfen wurde.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aktivierung der Tragelemente diese im Tauchbad mit einer dichten Packung elektrisch leitender Objekte versehen wurden.
12. Vorrichtung zur Elektro-Tauchbeschichtung von elektrisch leitenden Elementen, wie beispielsweise Schrauben, Muttern, Beilegscheiben oder anderen Kleinteilen, wobei die zu beschichtenden Elemente in, auf oder an einem Tragelement in einem mit wenigstens einer Anode und Kathode versehenen Beschichtungsbad positioniert sind, insbesondere zum Einsatz bei einem Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode bei einer kathodischen Elektro-Tauchlackie- rung bzw. die Kathode bei einer anodischen Tauchlackierung mit einem Lack beschichtet sind, der nach der Beschichtung eingebrannt und anschließend aktiviert wurde und/oder mit einem elektrisch leitenden Lack beschichtet sind, der anschließend bei Raumtemperatur ausgehärtet ist.
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