NO127017B

NO127017B -

Info

Publication number: NO127017B
Application number: NO170670A
Authority: NO
Inventors: Carolyn Elizabeth Katz; Allen Henry Turner; Arthur Gerald Smith
Original assignee: Ford Motor Co
Priority date: 1966-10-03
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1973-04-24
Also published as: GB1213803A; NO125853B

Description

Apparat for overtrekning av en elektrisk ledende Apparatus for coating an electrical conductor

gjenstand. object.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for overtrekning av elektrisk ledende gjenstander, og apparatet er særpreget ved den i krav 1 angitte karakteristikk. The present invention relates to an apparatus for coating electrically conductive objects, and the apparatus is characterized by the characteristic specified in claim 1.

Den noyaktige natur og forbindelse mellom de elektriske, kje-miske, -fysiske og elektrokjemiske mekanismer ved avsetning, reak-sjon og dehydratisering i forbindelse med elektrisk indusert avsetning av et polycarboxylsyreformstoff er ennu ikke helt klarlagt, selvom fenomener som elektroforese, elektroendosmose, elektrokje-misk omsetning etc. er blitt fremsatt som en forklaring. En slik The exact nature and connection between the electrical, chemical, physical and electrochemical mechanisms of deposition, reaction and dehydration in connection with electrically induced deposition of a polycarboxylic acid reforming substance is not yet fully understood, although phenomena such as electrophoresis, electroendosmosis, electrochemistry mis turnover etc. have been put forward as an explanation. One like that

forståelse kreves imidlertid ikke for å anerkjenne de utmerkede fordeler som holdbare, sterke, kontinuerlige overtrekk med en over- however, understanding is not required to recognize the excellent benefits of durable, strong, continuous covers with an over-

flate av hoy kvalitet og som kan oppnåes ved elektronindusert polymerisering av et friskt elektroavsatt overtrekk, oppviser. surface of high quality and which can be achieved by electron-induced polymerization of a fresh electrodeposited coating, exhibits.

De her omhandlede formstoffer har en forholdsvis hoy mole-kylvekt og kan sammensettes slik at de avsettes som en kontinuerlig film med hoy spesifikk motstandsevne og hovedsakelig ens-artet tykkelse. Slike filmer er i det vesentlige elektrisk irreversible under overtrekningsbetingelsene, dvs. ved stromvend-ing. Imidlertid vites lite om den resulterende orientering av et elektroavsetningsformstoff eller formstoff og monomer og den fysisk-kjemiske tilstand derav i en nylig avsatt film. Således kan en fullstendig forklaring av den spesielle egnethet til en slik film for elektronindusert polymerisering, ikke umiddelbart gis. En elektronindusert polymerisering foregår f.eks. meget hurtig idet det dreier seg om noen sekunder i motsetning til flere mimitter ved den konvensjonelle ovnsherding, og selvom dette medforer store besparelser med hensyn til tid og plass, bevirker denne egenskap også problemer med frembringelse av herdning uten å etterlate om-råder som er under- eller overherdet. Hvis filmen er av jevn tykkelse, reduseres muligheten for ujevn herdning. Den elektrisk induserte avsetning som oppnås ved anvendelse av det foreliggende apparat er særpreget ved at den er selvutjevnende som folge av The molding materials referred to here have a relatively high molecular weight and can be composed so that they are deposited as a continuous film with high specific resistance and essentially uniform thickness. Such films are essentially electrically irreversible under the coating conditions, i.e. when the current is reversed. However, little is known about the resulting orientation of an electrodeposition molding material or molding material and monomer and the physicochemical state thereof in a newly deposited film. Thus, a full explanation of the particular suitability of such a film for electron-induced polymerization cannot immediately be given. An electron-induced polymerization takes place e.g. very fast in that it is a matter of seconds as opposed to several mimites in the case of conventional oven curing, and although this leads to great savings in terms of time and space, this property also causes problems in producing curing without leaving areas that are under - or overhardened. If the film is of uniform thickness, the possibility of uneven curing is reduced. The electrically induced deposition obtained by using the present apparatus is characterized by the fact that it is self-levelling as a result of

den voksende motstand etterhvert som filmavsetningen finner sted. Videre anvendes i alminnelighet flyktige opplosningsmidler i forbindelse, med konvensjonelle fremgangsmåter for påforing av maling. Ved. fremgangsmåter med langsom herdning byr fordampningen av slike opplosningsmidler ikke på noe spesielt problem. Med elektronindusert polymerisering kan det resultere i at rester av brutte gassbobler storkner på stedet, hvorved en utiltalénde overflate fåes. De i vann dispergerbare, elektroavsettelige malinger som kan anvendes i forbindelser med det foreliggende apparat, er derfor fortrinnsvis frie for opplosningsmidler som fordamper i be-tydelige mengder eller med betraktelig hastighet under polymerisering s trinnet. Dessuten kan den energi som tilfores et overtrekk ved elektronindusert polymerisering, kontrolleres innenfor ytterst snevnre grenser, og polymerisering kan avstedkommes uten okning av temperaturen. Dette utvider omfanget av elektrisk indusert overtrekning ved at elektrisk ledende produkter som er varmened-brytbare kan overtrekkes, og dessuten utvides de mulige sammen-setninger av elektroavsettbare overtrekksmaterialer som ville ha vært uegnede for anvendelse ved langsommere herdning ved en hoyere the growing resistance as film deposition takes place. Furthermore, volatile solvents are generally used in conjunction with conventional methods for applying paint. By. slow curing processes, the evaporation of such solvents presents no particular problem. With electron-induced polymerization, it can result in remnants of broken gas bubbles solidifying in place, whereby an unattractive surface is obtained. The water-dispersible, electrodepositable paints which can be used in connection with the present apparatus are therefore preferably free of solvents which evaporate in significant quantities or at a considerable rate during the polymerization step. Moreover, the energy supplied to an overcoat by electron-induced polymerization can be controlled within extremely narrow limits, and polymerization can be carried out without increasing the temperature. This expands the scope of electrically induced coating in that electrically conductive products that are thermally degradable can be coated, and also expands the possible compositions of electrodepositable coating materials that would have been unsuitable for use with slower curing at a higher

temperatur. temperature.

Strålingsindusert polymerisering, herunder også anvendelse av en elektronstråle som strålingsenergikilde, er kjent fra U.S. patenter nr. 3 2k7 012, 3 188 229, 3 188 228, 3 188 165, 3 170 892, 3lk6 m-6, 313767^, 3131139, 3107206, 3088791, 3077^20, 3 077 <>>+l9, 3 077 hl8, 3 077 kl7, 3 075 90h, 3 013 895, 2 999 056, 2 96^ ^56, 2 956 90h, 2 955 953, 2 921 006, 2 90h k8l. og 2 900 277. Oxygen har en tilboyelighet til å virke inhibiterende på en slik polymerisering som lar seg mer effektivt utfore i et gassformig medium som byr på vesentlig lavere motstand overfor elektronbombar-dement enn luft. Hvis det mellomliggende middel er luft, faller den gjennomsnittlige strålingsenergi hurtig, f.eks. med et tap svarende til en reduksjon av spenningen på inntil 10.000 volt eller derover pr. cm mellomliggende luft, og en stigende del av strålen, dempes fullstendig for den når arbeidsstykket. Radiation-induced polymerization, including also the use of an electron beam as a radiation energy source, is known from U.S. Pat. patents No. 3 2k7 012, 3 188 229, 3 188 228, 3 188 165, 3 170 892, 3lk6 m-6, 313767^, 3131139, 3107206, 3088791, 3077^20, 3 077 <>>+l9, 3 077 hl8, 3 077 kl7, 3 075 90h, 3 013 895, 2 999 056, 2 96^ ^56, 2 956 90h, 2 955 953, 2 921 006, 2 90h k8l. and 2,900,277. Oxygen has a tendency to have an inhibitory effect on such a polymerization which can be carried out more effectively in a gaseous medium which offers significantly lower resistance to electron bombardment than air. If the intermediate medium is air, the average radiation energy drops rapidly, e.g. with a loss corresponding to a reduction in voltage of up to 10,000 volts or more per cm of intervening air, and a rising part of the beam is completely attenuated before it reaches the workpiece.

Det er derfor en spesiell fordel ved foreliggende apparat at det i kontakt med den vandige dispersjon er anbragt en lukket poly-merisasjonssone fylt med et i det vesentlige inert gassformig medium, idet dispersjonen virker som en væskeformet lukkeanordning for en del av polymeriseringssonen og utgjor en inngangsanordning hvorigjennom gjenstanden kan passere fra den vandige dispersjon og inn i polymeriseringssonen. En spesielt fordelaktig stengning av polymeriseringssonen oppnåes ved at den erholdte gjenstand med den polymeriserte film fores fra polymeriseringssonen ned i et væskebad som danner en væskeformig avstengningsanordning for den del av polymeriseringssonen. It is therefore a particular advantage of the present apparatus that a closed polymerization zone filled with an essentially inert gaseous medium is placed in contact with the aqueous dispersion, the dispersion acting as a liquid closing device for part of the polymerization zone and forming an entrance device through which the object can pass from the aqueous dispersion into the polymerization zone. A particularly advantageous closure of the polymerization zone is achieved by feeding the obtained object with the polymerized film from the polymerization zone into a liquid bath which forms a liquid shut-off device for that part of the polymerization zone.

Betegnelsene "stråling", "ioniserende stråling" og "strålingsenergi" er her anvendt i betydningen stråling med en minimumsenergi tilsvarende 50.000 eV. Ved herding av filmer av malingsbindemidler på de substrater som de er blitt påfort, utsettes filmene fortrinnsvis for en polymeriseringsfremkallende elektronstråle som på det sted hvor de dannes, dvs. ved utgangen fra elektronvinduet, har en energi av 100.000 - V50.000 eV, fortrinnsvis 200.000 - 350.000 eV. The terms "radiation", "ionizing radiation" and "radiation energy" are used here in the sense of radiation with a minimum energy corresponding to 50,000 eV. When curing films of paint binders on the substrates to which they have been applied, the films are preferably exposed to a polymerization-inducing electron beam which at the place where they are formed, i.e. at the exit from the electron window, has an energy of 100,000 - V50,000 eV, preferably 200,000 - 350,000 eV.

Ved å variere avstanden mellom elektronkilden og filmen i forhold til strålens spenning kan forskjellen i polymeriseringshastighet med tykkelsen forminskes. Innen det ovennevnte spenningsom-råde foretrekkes det å anvende en minimumsspenning av ca. 10.000 V pr. cm avstand mellom utstrålingsorganet og filmen som skal herdes. Avstanden mellom utstrålingsorganet og filmen på arbeidsstykket By varying the distance between the electron source and the film in relation to the beam's voltage, the difference in polymerization rate with thickness can be reduced. Within the above-mentioned voltage range, it is preferred to use a minimum voltage of approx. 10,000 V per cm distance between the radiating body and the film to be cured. The distance between the emitting device and the film on the workpiece

kan variere fra ca. 61 cm til den minste avstand som er forenelig med arbeidsemnets kontur. En avstand av 5 - <*>+5 cm vil i alminnelighet være mest effektiv. Viktigheten av å korrelere avstanden i forhold til strålingsspenningen stiger ved okning enten av avstanden eller filmens tykkelse. I forbindelse med de mindre avstander kan spenninger innenfor den nedre del av området med hell anvendes. Hoyere spenninger innen dette område er nodvendige i forbindelse med de stbrre avstander for derved å bevirke at det fåes en onsket jevn polymeriseringshastighet med tykkelsen. Ved anvendelse av energier innen området 200.000 - 3000.000 eV foretrekkes det å benytte avstander av 5 - 30 cm. can vary from approx. 61 cm to the smallest distance compatible with the contour of the workpiece. A distance of 5 - <*>+5 cm will generally be most effective. The importance of correlating the distance in relation to the radiation voltage increases with increasing either the distance or the thickness of the film. In connection with the smaller distances, voltages within the lower part of the range can be successfully used. Higher voltages within this range are necessary in connection with the greater distances in order to achieve the desired uniform rate of polymerization with the thickness. When using energies in the range 200,000 - 3,000,000 eV, it is preferred to use distances of 5 - 30 cm.

Selvom den tolererbare grense for overbestråling vil variere noe med filmens sammensetning, skulle den tid som er nodvendig for å fremkalle en i det vesentlige fullstendig polymerisering av filmen der hvor den har sin storste tykkelse, i alminnelighet ikke være lenger enn den dobbelte av'den tid som er nodvendig for å polymerisere den lettest polymeriserte del av filmen. Denne tid er fortrinnsvis mindre enn 1,5 ganger den tid som er nodvendig for å oppnå den forste polymerisering. Filmens temperatur må ikke være så hoy at det for eller under polymeriseringen vil forekomme noen vesentlig fordampning av den mest flyktige komponent i filmen. For å overholde disse betingelser har doser innen området 0,01 - 15 Mrad/s, fortrinnsvis 0,1 - 10 Mrad/s, vist seg å være godt egnede. Although the tolerable limit of over-irradiation will vary somewhat with the composition of the film, the time required to induce substantially complete polymerization of the film where it is at its greatest thickness should generally not be longer than twice that time which is necessary to polymerize the most easily polymerized part of the film. This time is preferably less than 1.5 times the time required to achieve the first polymerization. The temperature of the film must not be so high that before or during the polymerisation any significant evaporation of the most volatile component in the film will occur. To comply with these conditions, doses within the range 0.01 - 15 Mrad/s, preferably 0.1 - 10 Mrad/s, have proven to be well suited.

Betegnelsen "rad" betyr her den strålingsdose som bevirker absorpsjon av en energi av 100 erg pr. g absorpsjonsmiddel, dvs. overtrekksfilm. The term "rad" here means the radiation dose that causes absorption of an energy of 100 erg per g absorbent, i.e. cover film.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i forbindelse med tegningene, hvor The invention will be described in more detail in connection with the drawings, where

fig. 1 skjematisk viser en utforelsesform av et apparat ifolge oppfinnelsen, fig. 1 schematically shows an embodiment of an apparatus according to the invention,

fig. 2 skjematisk og delvis gjennomskåret viser en utforelsesform av en for det foreliggende apparat anvendbar elektronstrålingsenhet, fig. 2 schematically and partially cut through shows an embodiment of an electron radiation unit applicable to the present apparatus,

fig. 3 viser et metallfolieark som tjener som elektronvindu fig. 3 shows a metal foil sheet that serves as an electron window

i den på fig. 2 viste enhet, in the one in fig. 2 displayed device,

fig. h viser perspektivisk en utforelsesform av et kombinert vindubærende gitter og varmeavledningsanordning som utgjor en del av den på fig. 2 viste enhet, fig. h shows in perspective an embodiment of a combined window-supporting grid and heat dissipation device which forms part of the one in fig. 2 displayed device,

fig. 5 viser perspektivisk en med en åpning forsynt vindus-holderanordning som innrammer elektronvinduet-på fig. 2 og 3 og holder dette i kontakt med det vindubærende gitter og varmea.v-ledningsanordningen ifolge fig. 3,og fig. 6 viser en for det foreliggende apparat anvendbar mellomvalse. fig. 5 shows in perspective a window holder device provided with an opening which frames the electron window in fig. 2 and 3 and keeps this in contact with the window-supporting grid and the heating and cooling line arrangement according to fig. 3, and fig. 6 shows an intermediate roller applicable to the present device.

Ifolge fig'. 1 bærer- en stotte 11 en trommel 13 for arkmaterialet. Trommelen eller valsen 13 som er fremstilt av et egnet ikke-ledende materiale, f.eks. tre, plast og lignende, er dreibart montert' på stotten 11 og bærer et metallarkmateriale 15, som når det befinner seg på valsen 13,er isolert fra jord. Etter å være blitt avviklet fra valsen 13 passerer .arkmaterialet 15 under en borste eller valsekontakt 19. Kontakten 19 er elektrisk forbundet med en metall-aksel 21 som igjen via ledningen 23 er elektrisk forbundet med den positive pol til en elektrisk likestromskilde 25 og bæres av stottearmen 27 montert på stotten 11. Stottearmen 27 er ifolge en for ste utforelsesform laget av et ikke-ledende materiale. Hvis den er fremstilt av et ledende materiale, er den isolert fra kontakten 19 ved hjelp av ikke viste.isolo-ingsmaterialer. Således er både arkmaterialet på valsen 13 og kontakten 19 isolert fra jord. Etter å ha passert under kontakten 19 kommer arkmaterialet 15 inn i et vandig overtrekksbad 29 i overtrekkstanken 31. Overtrekkstanken 31 er jordet og elektrisk forbundet med stromkilden 25 via ledningen 37. Arkmaterialet passerer derpå under mellomvalsen 33 og mellomvalsen 35 for det kommer ut av badet 29 inn i den kontrollerte atmosfære i et polymeriseringskammer ho i et hus hl. Mellomvalsen 35 er elektrisk isolert fra og understøttet av huset ^1 ved hjelp av bæreorganet h^. Mellomvalsen 33 er isolert fra og båret av tanken 31 ved hjelp av ikke-ledende bæreorganer 33-1. Alternativt bæres mellomvalsen 33 av ikke viste opphengningsanordninger anbragt over tanken. According to fig. 1 carrier - a support 11 a drum 13 for the sheet material. The drum or roller 13 which is made of a suitable non-conductive material, e.g. wood, plastic and the like, is rotatably mounted on the support 11 and carries a metal sheet material 15, which, when located on the roller 13, is isolated from soil. After being unwound from the roller 13, the sheet material 15 passes under a brush or roller contact 19. The contact 19 is electrically connected to a metal shaft 21 which is in turn electrically connected via the wire 23 to the positive pole of an electric direct current source 25 and is carried by the support arm 27 mounted on the support 11. According to a first embodiment, the support arm 27 is made of a non-conductive material. If it is made of a conductive material, it is isolated from the contact 19 by means of insulating materials not shown. Thus, both the sheet material on the roller 13 and the contact 19 are isolated from earth. After passing under the contact 19, the sheet material 15 enters an aqueous coating bath 29 in the coating tank 31. The coating tank 31 is grounded and electrically connected to the current source 25 via the line 37. The sheet material then passes under the intermediate roller 33 and the intermediate roller 35 before it exits the bath 29 into the controlled atmosphere in a polymerization chamber ho in a house hl. The intermediate roller 35 is electrically isolated from and supported by the housing ^1 by means of the carrier h^. The intermediate roller 33 is isolated from and supported by the tank 31 by means of non-conductive support means 33-1. Alternatively, the intermediate roller 33 is carried by suspension devices, not shown, arranged above the tank.

Mellom arkmaterialet 15 og tanken 31 opprettholdes en elektrisk spenningsforskjell som er hoyere enn terskelavsetnings-spenningen for den harpiks som anvendes. Uttrykket "terskelav-setningsspenning" eller "terskelspenning" er her ment å betegne den minste spenning ved hvilken avsetning av en elektrisk motstands-dyktig film av den berorte harpiks påbegynnes. Denne vil variere noe medden anvendte harpiks og/eller sammensetningen til harpiks-aminoforbindelsen som utgjor dispergeringen. Én hoy terskelav-setningsspenning er typisk for en mere stabil dispersjon. Denne minimumsspenning vil i alminnelighet være over ca. 5 volt og under ca. 20 volt. Imidlertid kreves for praktiske oppholdstider ved de fleste industrielle overtrekningsoperasjoner en spenning på over ca. 50 volt. Som regel vil spenningen være mellom ca. 100 Between the sheet material 15 and the tank 31, an electrical voltage difference is maintained which is higher than the threshold deposition voltage for the resin used. The term "threshold deposition voltage" or "threshold voltage" is intended here to denote the minimum voltage at which deposition of an electrically resistive film of the base resin begins. This will vary somewhat with the resin used and/or the composition of the resin-amino compound that makes up the dispersion. A high threshold low settling voltage is typical for a more stable dispersion. This minimum voltage will generally be above approx. 5 volts and below approx. 20 volts. However, for practical residence times in most industrial coating operations, a voltage of over approx. 50 volts. As a rule, the voltage will be between approx. 100

og ca. 250 volt. Den ovre grense for denne spenningsforskjell vil bero på den spenning ved hvilken den avsatte film vil brytes hvis den opprettholdes under hele oppholdstiden i badet. Denne vil også variere med den harpiks eller det formstoff som benyttes, men den vil i alminnelighet være under ca. 500 volt. and approx. 250 volts. The upper limit for this voltage difference will depend on the voltage at which the deposited film will break if it is maintained during the entire residence time in the bath. This will also vary with the resin or molding material used, but it will generally be below approx. 500 volts.

Arkmaterialet 15 kommer ut fra badet 29 inn i den kontrollerte atmosfære i polymeriseringskammeret ^0 bærende et kontinuerlig overtrekk eller belegg med i det vesentlige jevn tykkelse. Det harpiksholdige belegg er på dette punlr.t i prosessen ikke blitt herdet, og det vil derfor lett kunne mekanisk beskadiges. Dette belegg må håndteres så lite som mulig for polymeriseringen. Huset kl som i det vesentlige inneslutter polymeriseringskammeret Vo, strekker seg ned i badet 29 idet det danner en væskelås for gassen i kammeret ko ved overflaten 29-1 av badet 29; Ved inntredelse i kammeret ko gjennom denne væskelås frembringes overforingen av det overtrukne arkmateriale fra det vandige medium i badet 29 inn 1 det gassformige medium i kammeret ho uten kontakt med en fast gjenstand. De ovenfor og i det folgende nevnte mellomvalser er ut-formet og således anordnet at de gir en minst mulig kontakt med arkmaterialet 15, f.eks. som vist på fig. 6 som er detaljert beskrevet nedenfor. Det overtrukne arkmateriale 15 passerer etterat det er kommet inn i polymeriseringskammeret U-0, over mellomvalsen ^5 som er elektrisk isolert fra og båret av en stette h7 som igjen understottes av gulvet ^-1-1 i huset ^1 som strekker seg over bunnen av polymeriseringskammeret ^0. Etter å ha passert over mellomvalsen *+5 passerer arkmaterialet 15 gjennom en skyllesone kO- 1 i polymeriseringskammeret ^0 hvor det vannmotstandsdyktige overtrekk skylles med vann for å fjerne lbst vedheftet materiale fra overtrekksmaterialet ved hjelp av dusjer 51 og 53 anordnet på hver sin side av arkmaterialet. Dusjene 51 og 53 er montert pa og tilfares vann fra henholdsvis ledningene 51-1 og 53-1. VannstrBm-men gjennom disse ledninger reguleres ved hjelp av ventiler, henholdsvis 51-2 og 53-2.. Skyllevannet strbmmer ut av kammeret ho via et avlbp 55. Arkmaterialet 15 passerer derpå mellom skjermer 57 og 59 som holder skyllevannet på plass i skyllesonen ^0-1 og leder det mot avlbpet 55. The sheet material 15 emerges from the bath 29 into the controlled atmosphere of the polymerization chamber 10 carrying a continuous coating or coating of substantially uniform thickness. At this point in the process, the resinous coating has not been cured, and it will therefore easily be mechanically damaged. This coating must be handled as little as possible for the polymerization. The housing kl, which essentially encloses the polymerization chamber Vo, extends down into the bath 29, forming a liquid lock for the gas in the chamber ko at the surface 29-1 of the bath 29; Upon entry into the chamber ko through this liquid trap, the transfer of the coated sheet material from the aqueous medium in the bath 29 into the gaseous medium in the chamber ho is produced without contact with a solid object. The intermediate rollers mentioned above and in the following are designed and arranged in such a way that they provide the least possible contact with the sheet material 15, e.g. as shown in fig. 6 which is detailed below. The coated sheet material 15, after entering the polymerization chamber U-0, passes over the intermediate roller ^5 which is electrically isolated from and supported by a tight h7 which is again supported by the floor ^-1-1 of the housing ^1 which extends over the bottom of the polymerization chamber ^0. After passing over the intermediate roller *+5, the sheet material 15 passes through a rinse zone kO-1 in the polymerization chamber ^0 where the water-resistant coating is rinsed with water to remove lbst adhered material from the coating material by means of showers 51 and 53 arranged on either side of the sheet material. Showers 51 and 53 are mounted on and supplied with water from lines 51-1 and 53-1 respectively. The water flow through these lines is regulated by means of valves, 51-2 and 53-2 respectively. The rinse water flows out of the chamber via an outlet 55. The sheet material 15 then passes between screens 57 and 59 which keep the rinse water in place in the rinse zone ^ 0-1 and leads it towards the final 55.

Det overtrukne arkmateriale 15 passerer derpå imellom overfor hverandre anordnede elektronbestrålingsenheter 61 og 63 som er detaljert beskrevet nedenfor og som hver for seg.leder elektron-stråler mot den overtrukne overflate og fremkaller polymerisering av denne. Enhetene 61 og 63 er elektrisk forbundet med den negative pol til strømkilden 25 via henholdsvis ledningene 61-1 og 63-1. De positive elektroder.i disse enheter er jordet. Det be-strålte . arkmateriale passerer derpå over en mellomvalse 65 som er isolert fra og båret av en stbtte 67 som igjen understbttes av gulvet ^1-1 i huset ^1.' Dette strekker seg også ned i et vann- The coated sheet material 15 then passes between oppositely arranged electron irradiation units 61 and 63 which are described in detail below and each of which directs electron beams towards the coated surface and induces polymerization thereof. The units 61 and 63 are electrically connected to the negative pole of the current source 25 via the lines 61-1 and 63-1 respectively. The positive electrodes in these units are grounded. It beamed. sheet material then passes over an intermediate roller 65 which is isolated from and supported by a support 67 which is in turn supported by the floor ^1-1 in the house ^1.' This also extends down into a water-

bad 69 i en tank 71 som danner en væskelås med badets 69 overflate. bath 69 in a tank 71 which forms a liquid lock with the bath's 69 surface.

Ifolge en annen utforelsesform utelates væskelåsen ved hjelp av badet 69, og arkmaterialet 15 kommer ut i.den omgivende luft gjennom en åpning i huset hl som er litt stbrre og har samme tverr-snittsform som enden av det utkommende arbeidsstykke. Da over-trekket på dette trinn fortrinnsvis er polymerisert til en ikke-klebrig tilstand, er det ikke nodvendig å hindre kontakt med en fast gjenstand selvom dette fremdeles foretrekkes. Ved den viste utfbrelsesform passerer arkmaterialet 15 over en mellomvalse 65 og kommer ut av det gassformige medium i polymeriseringskammeret ^0 og ned i vannbadet 69. Etterat det er kommet inn i. badet 69, ledes det overtrukne arkmateriale under en mellomvalse 73 som er isolert fra.og bæres av en bæreanordning 75 fastgjort til huset ^-1. Etter å ha passert under mellomvalsen 73 ledes det overtrukne arkmateriale under en mellomvalse 77 som er båret av og elektrisk isolert fra tanken 71 ved hjelp av bæreanordninger 77-1. Etter å ha passert under mellomvalsen 77 taes det overtrukne arkmateriale opp på en valse 79 som er elektrisk isolert fra og båret av en stbtte 01. Opp-taksvalsen 79 drives av en elektrisk motor 83 som får valsen 79 According to another embodiment, the liquid lock is omitted by means of the bath 69, and the sheet material 15 exits into the surrounding air through an opening in the housing hl which is slightly narrower and has the same cross-sectional shape as the end of the exiting workpiece. As the cover at this stage is preferably polymerized to a non-sticky state, it is not necessary to prevent contact with a solid object, although this is still preferred. In the embodiment shown, the sheet material 15 passes over an intermediate roller 65 and comes out of the gaseous medium in the polymerization chamber 0 and into the water bath 69. After it has entered the bath 69, the coated sheet material is guided under an intermediate roller 73 which is isolated from .and is carried by a carrying device 75 attached to the housing ^-1. After passing under the intermediate roller 73, the coated sheet material is led under an intermediate roller 77 which is carried by and electrically isolated from the tank 71 by means of carrying devices 77-1. After passing under the intermediate roller 77, the coated sheet material is taken up onto a roller 79 which is electrically insulated from and carried by a stand 01. The take-up roller 79 is driven by an electric motor 83 which drives the roller 79

til å rotere mot urretningen hvoretter valsen trekker arkmaterialet 15 fra valsen 13 og gjennom de ovennevnte bad 29 og 69 og polymer-s er ing skammer et *+0. Elektromotoren 83 er jordet via ledningen 85 og står i forbindelse med likestrbmskilden 25 via ledningen 87, bryteren 89 og ledningen 91. to rotate counter-clockwise after which the roller pulls the sheet material 15 from the roller 13 and through the above-mentioned baths 29 and 69 and polymer-s is ing comb a *+0. The electric motor 83 is grounded via the line 85 and is connected to the direct current source 25 via the line 87, the switch 89 and the line 91.

Kammeret ho forsynes kontinuerlig med gass, fortrinnsvis helium, via ledningen h2, ventilen ¥f, ledningen k6 og gassfor-syningstanken V8. The chamber ho is continuously supplied with gas, preferably helium, via the line h2, the valve ¥f, the line k6 and the gas supply tank V8.

Gass uttaes kontinuerlig fra kammeret ko via ledningen 50, ventilen 52 og ledningen 5^ til en renseanordning 56, f.eks. en motstromsgassvasker, hvor gassen som kommer inn fra ledningen 5^ ledes oppad gjennom en strom av vann eller en annen rensevæske som kommer inn ved toppen av renseanordningen via ledningen 58 og strommer ut nær bunnen via ledningen 60. Den rensede gasstrom trek-kes av fra renseanordningens 56 topp og tilbakeføres til tanken ^8 via ledningen 62, ventilen 6<*>+ og ledningen 66. Gas is continuously withdrawn from the chamber via line 50, valve 52 and line 5^ to a cleaning device 56, e.g. a counter-flow gas scrubber, where the gas entering from line 5^ is led upwards through a stream of water or another cleaning liquid which enters at the top of the cleaning device via line 58 and flows out near the bottom via line 60. The cleaned gas stream is withdrawn from the top of the cleaning device 56 and is returned to the tank ^8 via the line 62, the valve 6<*>+ and the line 66.

På fig. 2 er den nedre ende av et elektronakselleratorror 100 bestående av et hovedhus 101 inneholdende et katodeaggregat 103 vist delvis gjennomskåret. Katodeaggregatet 103 består av.et kato-dehus 105 med en avlang åpning 107 over størsteparten av dets under-side. Anbragt inne i huset 105 er et par adskilte samleskinner 109 og 111 som begge er elektrisk forbundet med en rekke wolfram-glodetråder 113 som tjener som katoder. Åpningen 107 har en slik størrelse og utformning at den vil rette en flat elektronstråle fra glødetrådene 113 mot vindusområdet. Ved utforelsesformer hvor en skandert stråle anvendes, benyttes et vekslende magnetfelt for å rette elektronstrålen på en slik måte at den ønskede fordeling av elektroner ved vindusoverflaten fåes. Samleskinnene 109 og 111 er elektrisk forbundet med henholdsvis lederne 115 og 117 som under drift er elektrisk forbundet med den negative pol til en elektrisk likestromskilde, f.eks. strømkilden 25.via ledningen 61-1 som vist på fig. 1. Lederne 115 og 117 er isolert fra huset 101 og huset 105. Den energi som tilfores de negative ledere 115 og 117, reguleres ved hjelp av vanlige elektriske reguleringsan-ordninger (ikke vist) slik at det opprettholdes en liten spenningsforskjell, f.eks. 5V, mellom de negative ledere 115 og 117 for derved å frembringe en strom gjennom glodetrådene 113. In fig. 2, the lower end of an electron accelerator tube 100 consisting of a main housing 101 containing a cathode assembly 103 is shown partially cut through. The cathode assembly 103 consists of a cathode housing 105 with an elongated opening 107 across most of its underside. Located inside the housing 105 are a pair of separate busbars 109 and 111 which are both electrically connected to a series of tungsten filaments 113 which serve as cathodes. The opening 107 has such a size and design that it will direct a flat electron beam from the filaments 113 towards the window area. In embodiments where a scanned beam is used, an alternating magnetic field is used to direct the electron beam in such a way that the desired distribution of electrons at the window surface is obtained. The busbars 109 and 111 are electrically connected to the conductors 115 and 117, respectively, which during operation are electrically connected to the negative pole of an electric direct current source, e.g. the current source 25.via the line 61-1 as shown in fig. 1. The conductors 115 and 117 are isolated from the housing 101 and the housing 105. The energy which is supplied to the negative conductors 115 and 117 is regulated by means of ordinary electrical regulation devices (not shown) so that a small voltage difference is maintained, e.g. . 5V, between the negative conductors 115 and 117 to thereby produce a current through the filaments 113.

En leder 119 utgjor den positive leder og er elektrisk forbundet med huset 101 og med jord. A conductor 119 constitutes the positive conductor and is electrically connected to the housing 101 and to ground.

En varmeavleder og et vindusbærende gitter 121 er fastgjort til bunnen av huset 101 ved hjelp av egnede fastgjoringsanordninger, f.eks. bolter, klemmer, skruer og lignende. Gitteret 121 er mer detaljert gjengitt på fig. k. Ifolge denne utforelsesform består gitteret 121 av kobber eller aluminium eller en legering derav og har en sentral, langsgående åpning 123. En rekke tverrstenger 125 er festet i slisser 127 og strekker seg tvers over åpningen 123. Gitteret 121 har også en rekke gjengede hull 129 hvis formål er forklart nedenfor. A heat sink and a window-supporting grid 121 are attached to the bottom of the housing 101 by means of suitable fastening devices, e.g. bolts, clamps, screws and the like. The grid 121 is shown in more detail in fig. k. According to this embodiment, the grid 121 consists of copper or aluminum or an alloy thereof and has a central, longitudinal opening 123. A series of cross bars 125 are fixed in slots 127 and extend across the opening 123. The grid 121 also has a series of threaded holes 129 whose purpose is explained below.

Gitteret 121 har^også en omkretsrille 131 som er slik ut-formet at den kan oppta en ledning 133 innrettet for å bringe en varmeutvekslingsvæske, f.eks. vann, i varmeutvekslingsforhold til gitteret 121. The grid 121 also has a circumferential groove 131 which is so designed that it can accommodate a line 133 arranged to bring a heat exchange fluid, e.g. water, in heat exchange ratio to the grid 121.

Et vindusdannende ark 1^-1 er anbragt under gitteret 121, og arket består av et tynt metallark som kan være fremstilt av alu-' miniumlegering inneholdende en mindre mengde lithium, titan, beryllium, magnesium eller thorium, rustfritt stål osv. Det vindusdannende ark 1^-1 er på fig. 2 og 3 vist i forstbrret tykkelse for..å„le.tte stedfestelsen og identifiseringen av dette på tegningen. Det er således anordnet at det fullstendig dekker åpningen 123 i gitteret 121, og det strekker seg på hver side av åpningen 123 i en tilstrekkelig avstand til at det kan fastgjores over gitteret 121 ved hjelp av en vinduholdeblokk 151. A window-forming sheet 1^-1 is placed under the grating 121, and the sheet consists of a thin metal sheet which may be made of aluminum alloy containing a small amount of lithium, titanium, beryllium, magnesium or thorium, stainless steel, etc. The window-forming sheet 1^-1 is in fig. 2 and 3 shown in increased thickness to facilitate the location and identification of this in the drawing. It is thus arranged that it completely covers the opening 123 in the grid 121, and it extends on each side of the opening 123 at a sufficient distance so that it can be fixed over the grid 121 by means of a window holding block 151.

Det vindudannende ark lkl er elektrisk forbundet med huset The window-forming sheet lkl is electrically connected to the housing

101 og tjener som anode. Vinduholdeblokken 151 som er mer detaljert gjengitt på fig. 5,er forsynt med en sentral åpning 153 med i det vesentlige samme storrelse og utformning som åpningen 123'i gitteret 121 og har en rekke gjengede hull 155. Åpningen 153 innrammer selve vinduet. De gjengede hull 155 utgjor anordningen for fastgjorelse av vinduholdeblokken 151 til gitteret 121 på en slik måte at det vindudannende ark 1^-1 klemmes fast mot gitteret 121, Vinduholdeblokken 151? det vindudannende ark 1*4-1, gitteret 121 og huset 101 er sammenfestet som beskrevet ovenfor eventuelt under anvendelse av egnede pakninger, tetningsringer osv. (ikke vist) slik at det dannes en vakuumfor segling av husets 101 nedre ende. 101 and serves as the anode. The window holding block 151 which is reproduced in more detail in fig. 5, is provided with a central opening 153 of essentially the same size and design as the opening 123' in the grid 121 and has a number of threaded holes 155. The opening 153 frames the window itself. The threaded holes 155 form the device for fixing the window holding block 151 to the grid 121 in such a way that the window-forming sheet 1^-1 is clamped firmly against the grid 121, the window holding block 151? the window-forming sheet 1*4-1, the grid 121 and the housing 101 are joined together as described above, possibly using suitable gaskets, sealing rings, etc. (not shown) so that a vacuum is formed to seal the lower end of the housing 101.

En del av arkmaterialet 15 på fig. 1 er også vist på fig. 2 idet det passerer gjennom en elektronstråle fra den. ovenfor beskrevne elektronaksellerator. Part of the sheet material 15 in fig. 1 is also shown in fig. 2 as it passes through an electron beam from it. electron accelerator described above.

De polymeriseringsbevirkende elektroner frembringes ved at elektroner aksellereres til hoy energi i et evakuert rbr, f,eks, roret 100, og de aksellererte elektroner ledes ut fra roret gjennom et egnet elektronvindu, f.eks. det ovenfor beskrevne vindudannende ark l^l, mot det overtrekk som skal polymeriseres. For å gi en fullstendig dekning kan elektronene bringes til å komme ut av roret i form av en flat stråle, og den gjenstand som skal be- The polymerization-causing electrons are produced by electrons being accelerated to high energy in an evacuated tube, e.g., tube 100, and the accelerated electrons are led out of the tube through a suitable electron window, e.g. the above-described window-forming sheet 1^1, against the coating to be polymerized. To give a complete coverage, the electrons can be made to come out of the tube in the form of a flat beam, and the object to be

stråles, kan beveges gjennom elektronstrålen. Den ovenfor be- irradiated, can be moved through the electron beam. The above be-

skrevne elektronstrålingsenhet er bare representativ for et an-tall slike innretninger som er egnet for dette formål. I en slik innretning aksellereres elektroner som en smal stråle inne i et evakuert ror, og elektronstrålen utsettes derpå for en hurtig skanderingsbevegelse for den passerer gjennom elektronvinduet og kommer ut av roret. I en annen slik innretning fokuseres en elektronstråle til en arklignende form inne i roret ved hjelp av et system av sylindrisk elektronoptikk. Dersom det ikke er nodvendig med en noyaktig fokusering, kan den elektronutstrålende katode eller katoder ganske enkelt være delvis innesluttet i et egnet hus i roret som begrenser og retter elektronstrålen mot elektronvinduet som i den bestrålingsenhet som er beskrevet og vist på tegningen. written electron radiation unit is only representative of a number of such devices which are suitable for this purpose. In such a device, electrons are accelerated as a narrow beam inside an evacuated rudder, and the electron beam is then subjected to a rapid scanning movement as it passes through the electron window and exits the rudder. In another such device, an electron beam is focused into a sheet-like shape inside the rudder by means of a system of cylindrical electron optics. If precise focusing is not required, the electron-emitting cathode or cathodes can simply be partially enclosed in a suitable housing in the rudder which limits and directs the electron beam towards the electron window as in the irradiation unit described and shown in the drawing.

Hovedhuset 101, det vindudannende ark lVl, det vindubærende gitter 121 og vinduholdeblokken 151 med egnede pakninger, fastgjoringsanordninger osv. inneslutter og avgrenser et i det vesentlige gasstett emissjonskammer som er blitt gjort praktisk talt helt gasstomt ved hjelp av ledninger og pumpeanordninger (ikke vist), f.eks. inntil et lufttrykk av ca. 10~^ mm Hg. Det vindudannende ark l^l hvorigjennom elektronene kommer ut fra aksellera-sjonsrbret, er et tynt ark av forholdsvis lett metall, og arket skal være så tynt som mulig, f.eks. 0,0025 mm, slik at elektron- The main housing 101, the window-forming sheet 1Vl, the window-supporting grid 121 and the window-holding block 151 with suitable gaskets, fastening devices, etc. enclose and delimit an essentially gas-tight emission chamber which has been made practically completely gas-free by means of lines and pumping devices (not shown), e.g. up to an air pressure of approx. 10~^ mm Hg. The window-forming sheet 1^1 through which the electrons emerge from the acceleration grid is a thin sheet of relatively light metal, and the sheet must be as thin as possible, e.g. 0.0025 mm, so that electron-

ene kan passere gjennom arket med minimalt energitap. På den annen side må det vindudannende ark 1<*>4-1 ha tilstrekkelig mekanisk styrke til å motstå en trykkforskjell på ca, 1 atmosfære, da dets innerside vil vende mot det evakuerte emissjonskammer og dets ytter-side som regel være utsatt for atmosfærisk trykk. one can pass through the sheet with minimal energy loss. On the other hand, the window-forming sheet 1<*>4-1 must have sufficient mechanical strength to withstand a pressure difference of approx. 1 atmosphere, as its inner side will face the evacuated emission chamber and its outer side will usually be exposed to atmospheric Print.

Den strålingsmengde som kan slippes gjennom elektronvinduet, bestemmes av vinduets fysikalske egenskaper og energien til den stråle som treffer elektronvinduet. Endel av strålingsenergien vil uunngåelig tapes i form av varme når elektroner passerer gjennom vinduet. Gitteret 121 og vinduholdeblokken 151 utgjbr anordninger for varmeutveksling med vinduet. Ledningen 133 muliggjbr ytterligere varmeoverforing via sirkulering av et egnet kjolemlddél gjennom ledningen. Avstanden mellom gitterkomponentene 125 representerer et kompromiss mellom hensynet til den onskede maksimale mekaniske understøttelse og varmeabsorpsjon på den ene side og hensynet til den onskede minst mulige bremsing av elektroner som passerer mellom katoden og det vindudannende ark ihl som tjener som anode. The amount of radiation that can be released through the electron window is determined by the physical properties of the window and the energy of the beam that hits the electron window. Part of the radiation energy will inevitably be lost in the form of heat when electrons pass through the window. The grid 121 and the window holding block 151 form devices for heat exchange with the window. The line 133 enables further heat transfer via the circulation of a suitable clothing material through the line. The distance between the grid components 125 represents a compromise between consideration of the desired maximum mechanical support and heat absorption on the one hand and consideration of the desired minimum possible braking of electrons passing between the cathode and the window-forming sheet ihl which serves as anode.

Selvom den viste utforelsesform av oppfinnelsen benytter;et arkmateriale som det arbeidsstykke som skal overtrekkes, vil det forståes at det som arbeidsstykke kan benyttes en rekke forskjel-lige gjenstander som ledes gjennom overtrekningsbadet opphengt i en transportør over dette. Ved en slik utforelsesform vil plasseringen av elektronaksellerasjonsenhetene forandres i overens-stemmelse med arbeidsstykkets form og storrelse, f.eks. ved side-veis forskyvelse fra det fra transportøren nedhengende og nylig overtrukne arbeidsstykkes bevegelsesretning. Videre kan, dersom arbeidsstykket er et arkmateriale, anordningene for tilforsel, transport, oppladning og oppsamling av arkmaterialet forandres på en lang rekke måter samtidig som de utforer de samme funksjoner som de tilsvarende viste anordninger. Although the shown embodiment of the invention uses a sheet material as the workpiece to be coated, it will be understood that a number of different objects can be used as the workpiece which are led through the coating bath suspended in a conveyor above it. In such an embodiment, the position of the electron acceleration units will change in accordance with the shape and size of the workpiece, e.g. by side-to-side displacement from the direction of movement of the suspended and recently coated workpiece from the conveyor. Furthermore, if the workpiece is a sheet material, the devices for supplying, transporting, charging and collecting the sheet material can be changed in a wide variety of ways while performing the same functions as the corresponding devices shown.

Egnede belegningsmaterialer og elektrisk ledende gjenstander og overtrekning derav ved anvendelse av det foreliggende apparat Suitable coating materials and electrically conductive objects and coating thereof using the present apparatus

er detaljert beskrevet i sokerens tilgjengeliggjorte patentsøknad nr. 169 956. is described in detail in the searcher's made available patent application no. 169 956.

Claims

1. Apparatus for use in coating an electrically conductive object, whereby the object is electrocoated in a coating bath containing an aqueous dispersion of an amino compound ionizable in water and a film-forming polymerizable organic coating material, the coated object is transferred from the coating bath to a polymerization zone containing a inert gaseous medium, and the electrodeposited film on the object is polymerized by exposure to ionizing radiation, which apparatus comprises a bath container (31) arranged to receive an aqueous coating bath, a first electrode arranged to be in contact with the coating bath in the bath container, electrical energy supply devices (25) constructed and so arranged that they produce an electrical voltage difference between an object (15) immersed in the coating bath and the first electrode, electron emission devices (61,63) in a "polymerization zone (*+0) up to the bath container (31) and so arranged that they direct an electron beam towards the object (15) when this is moved through the polymerization zone (*f0), and transport devices for transport of the object through the coating bath, the polymerization zone and the electron beam, characterized in that it comprises a housing (<*>+l) which is arranged to lie up to and stretch. over a part of the coating bath (29) in such a way that the bath, when filled, will form part of the enclosure for the polymerization zone (*+0) and form an inlet device through which the object (15) can pass into the polymerization zone from the coating bath (29), and inlet devices (1+2) in connection with the housing (*+1) through which the polymerization zone can be filled with a gaseous medium.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the polymerization zone (<*>+0) is arranged to be partially closed by another liquid bath (69) which forms an outlet device through which the object (15) can leave the polymerization zone.